叹茶 | 极简移动通信史，从1G到5G

原题《刘兴亮 | 极简移动通信史，从1G到5G》

起原丨刘兴亮时间（ID：liu_xingliang），瞭望新媒体授权刊发
文丨刘兴亮

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　　比来一两年，科技界最炙手可热的话题，莫过于5G。5G的G是什么意思呢？是英文Generation的简称，汉语意思为「代」，5G就是「第5代」。同样，之前的1G、2G、2.5G、3G、4G也都透露第几代的意思。

　　移动通信从1G到5G，走过的汗青并不漫长。世界上第一代无线通信系统降生于上世纪八十年月，到今天也不外30多年，是一个尺度的八〇后。

　　在那之前，世界上早就有了有线德律。然则有线德律局限了通话的所在，德律机不克自由移动，若是不是坐在德律机旁边，就不得不走一段路去打德律或许接德律，用起来缺乏那种实时感，很不爽。

▲ 北京，公用德律亭（资料照片）。新华社记者 薛铁军 摄

　　我对读大学时代列队打德律的印象无比深刻。仅有的几部德律机放在几个小隔间里，为了打个德律还得列队。若是排在你前面的是个话痨，和女同伙你侬我侬的聊个没完，你或者会恨得咬牙切齿。画风是如许的：打德律的情面话连篇，各类肉麻，所有人都听得见；后背等着的人则各类脸色，艳羡的有之，鄙夷者亦有之。

　　90年月的港片，经常看到大老板或许黑帮老迈，拿着一个大砖头，特拽，特拉风，特有气概。那就是第一代无线通信话机，当然了，你也能够叫它第一代「手机」。那时候，「砖头」可贵了，好比今顶级的iPhone还贵，一样人是用不起的。在90年月，拥有一部「砖头」是好多人的妄想。

▲ 在广州拍摄的用“年老大”打德律的商人（资料照片）。新华社记者 刘玉生 摄

　　对了，这个「砖头」有个体名--「年老大」。它的发现者我们也不生疏——摩托罗拉。

　　有线德律降生于美国的贝尔实验室，第一代无线通信系统作为有线德律增补者的脚色显现，也降生于美国。

　　这里面有两个方面的原因：一方面，其时世界通信科技的中心在美国，其他国度基本就没有进入到这个范畴；另一方面，手艺有着传承性，无线通信系统和有线通信系统在好多方面照样有着配合的或许雷同的手艺，除了在无线接入和有线接入的所谓「最后一公里」分歧之外，其他方面都是非常接近的。

　　谁人时代，美国有朗讯和摩托罗拉，加拿大还有个北电收集，北美的这三家通信设备制造商，一路奠基了北美活着界通信江湖的统治地位。

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　　第一代无线通信系统和其时的有线通信系统一般，都是基于模拟旌旗的通信体式。

　　模拟旌旗有很多不足之处，好比旌旗轻易受到干扰，语音品质低，笼盖局限不敷广，还有在打固定德律时好多人曾经碰到过的「串音」问题，就是你听到的不是和你通话的人的声音，而是别人德律线路上的声音。

　　这给通信行业带来了新的挑战，当然也带来新的时机。于是，第二代通信系统显现了，这就是我们所熟悉的，也是好多人用的第一个手机的无线系统，所谓的2G。

　　我们这一代人用的第一部手机，无论是诺基亚，照样爱立信、西门子，大多数都是基于GSM的。GSM是全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications)的缩写，由欧洲电信尺度组织ETSI制订的一个数字移动通信尺度。

　　划重点了，是欧洲电信组织ETSI。

　　那时，欧洲的通信手艺行使这个契机崛起了。崛起的同时，新的玩家显现了，爱立信，诺基亚，西门子，不只推出了本身的手机终端，还推出了本身的无线通信系统，成为了新的通信设备供给商。他们的显现，打破了北美垄断的江湖局势。

　　GSM有一个通俗的名字「蜂窝移动德律」。蜂窝的这个名字很有趣，它是把所有需要笼盖的区域朋分为好多小块，每个小块近似为正六边形，所有的小块一个挨着一个的在一路就像蜂窝。

▲ 图片起原丨收集

　　看到这里，不得不信服这帮科学家的聪明和想象力。

　　GSM是基于TDMA的，TDMA是Time Division Multiple Access的缩写，就是「时分多址」。说的简洁些，就是把时间片段划分为好多更小的片段，每个小片段的时间距离内，只供给某个用户使用。

　　举个例子，在某个时间片段，好比1秒，将这1秒分为8毫秒的小片段，那么就能够分为125个小片段：1~8毫秒给A用户，9~16毫秒给B用户，17~24毫秒给C用户……如许下来，在每个8毫秒的片段内，拥有该片段所有权的用户是独有的，其他用户不克使用。

　　问题来了，如许分的话，相当于用户经常进入守候状况，那样不是感受到有停留吗？事实上，因为人的耳朵的识其余能力有限，所以，只要这个时间片切得充沛小，耳朵是感受不到这种延迟的。

　　TDMA设计固然精巧，但也不是没出缺陷。它的问题在于，一个基站可以支撑的用户数量有限，好比在900M赫兹频率的时候，最多只能支撑992小我使用。

　　和欧洲人分歧，美国人走了此外一条路，叫CDMA，Code Division Multiple Access，码分多址，它一个基站最多支撑1600个用户，算下来快要TDMA的两倍。码分多址的特点是用户固然处于统一个频段，然则每个用户的特征标识，也就是码纷歧样，用户经由本身奇特的码，也就是一个标识来发送和收守信息。

　　北美的CDMA看起来很壮大，欧洲的GSM却占领了更多的国度。好比在中国，份额最大的中移动就是GSM的收集，CDMA除了北美，还有..韩国等国度使用，其他处所对照少。

　　究其原因，一方面是设备商壮大的发卖能力，另一方面是因为GSM卖得越多，越将研发和制造的成本降低，是以能够卖得更廉价。尤其是向西方蓬勃国度之外的市场，GSM拥有广宽的市场。GSM前期首要是欧洲的设备商，后期则首要是来自中国的设备商卖得多，他们在非洲和拉丁美洲将GSM的长尾拉得很长。

　　最新的情形是，在一些无线通信蓬勃的国度，GSM逐渐被关停。我进展中国移动不要关停GSM，因为农村还有好多白叟在用着中国移动GSM的熟手机，3G和4G的智能机固然好，对他们来说，用起来照样不习惯。

　　2G和1G比拟，最大的冲破在于从模拟传输进化到数字传输，是通信的一次数字化革命。

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　　当人们用2G手机打德律发短信的时候，刚起头还感觉很爽，时间久了，新的问题就来了。这个问题是互联网带来的，也是一些ISP即信息办事供应商鞭策的。

　　互联网使人们获守信息变得便当，经由PC从互联网上获守信息是传统的体式，如同早期的德律一般，究竟PC携带不轻易。人们照样进展可以像手机打德律一般随时随地的获守信息。

　　人们对于手机上彀的渴求是如斯的急迫，有需求就会发生供给，于是2.5G显现了。这个时候，依然分为欧洲和北美两大阵营。欧洲的是基于GSM演进出来的GPRS，通用分组无线手艺，而北美的则是基于CDMA演进而来的。

　　2G归根究竟供应的照样德律语音买卖，而2.5G则使得移动通信进入了一个新的范畴，那就是数据买卖。简洁来说，就是上彀。网上的数据分为文本，图片和视频三大类型。2.5G的带宽已经使得在手机上看文本和小的图片成为或者，还能下载音乐。

　　在我国，一些嗅到商机的ISP经由各类花式网页和彩铃下载鞭策了2.5G的成长。网页固然偶然有些卡顿，总归是能够看了。第一代刷机一族随之而来，没事用手机看个新闻聊个QQ什么的，打发点时间，固然资费还有些心疼，但有聊究竟比无聊强。

▲ 图片起原丨收集

　　在此时代，一些ISP赚得盆满钵满。顺便说一下，腾讯也是靠着ISP办事渡过了最难题的时光。

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　　人们对于信息需求的无尽头追求，鞭策了移动通信手艺的进一步成长。2.5G带宽的慢速限制了查察信息。好比，图片大一点就出不来，更不消说视频了。

　　是以，3G便呼之欲出了。

▲ 2005年12月，新华社发布的一张关于中国消费者对3G应用的查询究竟图表

　　3G时代，除了欧洲和北美，又显现了新的玩家，那就是咱们中国。欧洲是WCDMA，北美是CDMA2000。中国在此时做出了最贤明的决议，决意斥地本身的尺度，TD-SCDMA。

　　中国的到场，使得无线通信的款式再次发生转变：1G时代--一家独大，2G时代--两强僵持，3G时代--鼎足之势。

　　在我看来，中国对于TD-SCDMA的研发，相当于通信范畴的「两弹一星」，此后之后，我们在手艺尺度上不再受制于人。这个计谋是无比贤明的。

　　和2.5G比拟，3G具有更快的速度，更大的带宽，更主要的是更好的用户上彀体验。

　　这个阶段，有一个主要的角——苹果公司。iPhone3G于2008年06月10日由史蒂夫·乔布斯在苹果全球斥地者大会上正式发布。

　　它更主要的意义在于开启了移动互联网时代。智妙手机和3G收集成为两个伟大的引擎，鞭策了移动互联网一波又一波的新海潮。从手机到应用，活着界局限以燎原之势敏捷普及。

　　这改变的不光是人们的通信体式，并且是人们的生活体式。人们的衣食住行，起头逐渐的离不开手机了。手机的功能已经不是再是打德律，看新闻了，而是过渡到玩微信微博，手机支出，打车……

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　　3G收集的速度比拟2.5G，有了大幅的提拔，达到了14.4Mbps（WCDMA理论下行速度），已经能够知足根基的多媒体买卖需求。

　　然则，人们对于网速的追求是无尽头的，人们更盼望是「飞一样的感受」。人们一旦到了没有WiFi而是用3G的处所，就老是会有意无意的和WiFi做对比，进展移动收集能有WiFi一样的速度。

　　于是，4G来了。

　　若是说3G是中国无线通信手艺起飞阶段的话，那么进入4G，中国已经进入了周全成长阶段，无论是运营商照样设备商。

　　比拟3G，4G收集在规范上空前未有的统一，全球均采用3GPP组织推出的LTE/LTE-Advanced尺度，最新尺度下空中接口的要害手艺抛却了CDMA转投OFDM，即Orthogonal Frequency Division Multiplexing，中文翻译过来是正交频分复用。这是一种完全分歧于3G时代的手艺。

　　此外，4G的MIMO，即多进多出的天线手艺则提拔了频率复费用，相当于经由修多车道将路修得更宽，能够同时容纳多辆车并排行驶，跨载波聚合能获得更大的频谱带宽从而提拔数据速度。

　　这些手艺不光提高了速度，使得速度从3G时代的10Mbps数量级提高了100Mbps的数量级，还为向5G演进奠基了手艺根蒂。

　　4G实现了更快速度的上彀，并根基知足了人们所有的互联网需求。人们能够随意的使用收集，包罗用手机玩在线游戏，看视频，看直播，刷短视频，完全达到了和WiFi相似的体验。

　　人类信息获取的自由、使用手机的自由终于到来。当然了，这一切照样竖立在不心疼流量费用的情形下。不外和之前的3G比拟，4G无论是在小我体验上照样资费上都下降了不少。

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　　从已经由去的1G到4G，我们能够看到四个方面的转变：

• 一是手艺的转变，从模拟到数字，从语音到数据，从窄带到宽带，到超宽带。

• 二是人们手机的转变，从年老大，到2G手机，到智妙手机。

• 三是生活体式的转变，从打德律到发短信，到上彀看新闻，聊天，再到看视频，到人们无时无刻离不开手机。

• 四是中国活着界邦畿的转变，从最初的北美独大，到欧洲和美国两强，再到中国到场而且在通信世界里具有越来越多的话语权。手机制造商也从最初以美国摩托罗拉为主，到后来欧洲的诺基亚，爱立信瓜分市场，再到智妙手机时代苹果三星和中国的华米OV的款式。中国已经实现了从系统到终端的周全冲破而且占领。活着界通信的邦畿里，中国已经有了一席之地。

▲ 2017年12月，世界互联网大会上，华为介绍3GPP 5G科技功效。 新华社记者 郑焕松 摄 

　　恰是在此根蒂上，站在5G的门口，中国的设备商先后蒙受了美国的敌意。

　　若是说4G改变的只是我们小我的话，那么5G的影响面则大得多。5G的应用，能够划分为三大块，一块是现有的4G体验的提拔，一块是像主动驾驶、VR/AR如许的应用，还有更主要的一块是物联网。

　　有人形容5G的速度是这么说的：下载一个文件巨细1G的片子，只需要一秒钟。这是个非常通俗的注释，很贴切。

　　恰是因为速度是如斯之快，再加上低时延等特征，所以才使得主动驾驶如许需要海量高速数据交流的应用才成为或者。

　　物联网使得每一个从民众根蒂举措到工场抵家庭的设备都能发生保持，如许一来，影响就广了。这张收集的可用性靠得住性不乱性平安性，显得无比主要。它涉及到生产和生活的方方面面，是以其地位更是能够上升到国度计谋的高度。

　　所以，5G已经远远超出小我生活的影响，成为了国度根蒂举措的一个主要的构成部门。各个国度周全推进5G手艺，也是基于这个原因。

　　从4G到5G，除了手艺上的提高，更有应用范畴场景的周全革命，是具有划时代意义的计谋性的价格。它不是简洁的quicker,faster,higher speed。

　　看到这里，估量你再也不新鲜特朗普为何会说出「5G的竞争已经起头，美国必需赢」如许的话了。

　　5G最终谁将胜出？我进展是双赢，或许多赢，而不是零和博弈。这里，或者有人会说我有点一厢情愿了。

— 07 —

　　从1G到5G，我们看到了人类对于科技孜孜不倦永不知足的追求，也看到了科技给人们生活带来的巨变；我们见证了朗讯和摩托罗拉的衰落，也见证了苹果和华为的崛起；我们履历了通信手艺领军者从北美到欧洲到亚洲的变迁；我们感伤于科技的成长如斯迅猛，也感慨于「十年河东，十年河西」……

▲ 图片起原丨收集

　　短短30多年的移动通信史，述说的是通信的汗青，也是我们同龄人的汗青。我们有幸见证这段绚烂光耀的汗青，和移动通信厘革时代同业，幸甚至哉！

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监    制 | 潘燕

编    辑｜唐朵朵

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