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從1G到5G,經歷了什么?5G將如何改變我們的生活[2020-01-05]
從電話的發(fā)明到第一部手機的誕生,用了100年;從手機誕生到4G普及,用了不到30年;仡檹1G到5G的發(fā)展歷程,感慨萬千。
今年以來,與5G相關的政策研究、技術發(fā)展預測、商業(yè)場景應用等出現(xiàn)井噴式現(xiàn)象。5G到底是什么?從1G到5G我們經歷了哪些改變?
工信部特聘專家,三大運營商技術指導孫松林教授對移動通信發(fā)展歷程進行了系統(tǒng)分析,讓我們了解5G將如何改變世界,如何改變我們的生活。今天,我們一起來看看吧.
如果說4G改變生活,那么5G改變的就是整個社會。
近幾個月爆火的電視劇《長安十二時辰》中,除了精彩緊湊的劇情和演員精湛的演技,更讓我們認識了一套長安城中用于傳遞情報的“望樓”體系。
城內每300步就有一個望樓,通過信號板的上圖案的變化進行破譯,讓信息瞬間傳遍整個長安城。
無論是“烽火狼煙”還是“望樓傳信”,或者是“鴻雁傳情”,這些都是傳統(tǒng)形式的無線通信、可見光通信。
這些通信體系都是給人設計的,所以在距離、信息量傳輸上不能超出人的生理極限,比如說視距遠近。
電氣革命時代之后,通信系統(tǒng)的范圍和效率大幅度上升,電報、電話的使用讓我們突破了視距約束,移動通信的出現(xiàn)更是讓隨時隨地與任何人之間的通信成為可能。
隨著自動化、智能化的不斷普及,包括傳感器、控制器在內的各種機器開始被賦予越來越強大的功能,物體被賦予了主動產生信息、主動通信、主動接收信息的功能,人不再是信息的最初發(fā)起者和最終消費者!
5G之前的所有通信系統(tǒng)都是“以人為中心”來設計的,偶爾會兼顧物,但是5G帶來的三大應用場景將產生第一次全面針對物而不是人的通信標準,各項指標都已經遠遠超越人的極限。5G時代也將是從語言文字到萬物互聯(lián)轉變的起始點。
01
什么是5G?不只比4G多1G
說到G,很多人首先會想到我們常說的流量單位。但是5G的這個G和流量完全不是一回事。
1、2、3、4、5G的G是英文Generation的縮寫,翻譯過來就是“代”的意思。
5G就是指第五代移動通信技術,也是最新一代的蜂窩移動通信技術,也是既也是即4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系統(tǒng)之后的延伸。
相對于之前幾代通信技術來說,5G的到來不僅僅提供了超高的網速。
5G時代,我們將進入一個智能感應、大數(shù)據(jù)、智能學習整合起來的萬物互聯(lián)時代。
雖然距離5G的完全普及還需要一段時間,但是5G的三大應用場景絕對會讓我們進入一個全新的世界。
增強移動寬帶,網速飛躍式提升
1G打電話;2G發(fā)短信;3G刷網頁;4G看視頻;5G時代,標清的視頻還不夠,要看就看高清、藍光的!5G將提供大帶寬高速率的移動服務,主要面向3D/超高清視頻、AR/VR(增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實)、云服務等應用。
我們使用的4G網絡一般用戶實際下載速度為50Mbps,5G將移動網絡速度大大提升,理論上可以達到1Gbps左右。
在5G網絡之下,我們下載一部高清電影需要兩三秒鐘就完成了!
海量機器類通信,萬物互聯(lián)的未來
5G最主要的價值之一,就是突破了人與人之間的通信,使人與機器、機器與機器之間的通信成為可能。
2008年,美國政府將 IBM 公司的“智慧地球”作為了國家戰(zhàn)略。隨后,2009年6月,歐盟提出了物聯(lián)網行動計劃;2009年 8月中國提出了“感知中國”戰(zhàn)略;日本提出了i–Japan 國家戰(zhàn)略。諸多國家和地區(qū)紛紛推出了自己的物聯(lián)網戰(zhàn)略,一時間,全球刮起了物聯(lián)網熱潮。
5G技術讓大量的物聯(lián)網應用得以實現(xiàn),比如電線桿、車位、井蓋、門鎖、空氣凈化器、冰箱、電視、洗衣機等等全部接入網絡,最終讓我們進入萬物互聯(lián)、智慧地球的時代。
高可靠低時延連接,助力工業(yè)互聯(lián)網
傳統(tǒng)的通信中,對于反應時間的要求是相對較低的,但是無人駕駛、工業(yè)機器人、智能生產線,卻需要高可靠和低時延的通信技術。
5G帶來的超高可靠低時延通信場景,用以滿足面向遠程醫(yī)療、工業(yè)設備、車輛等物體的通信需求。
以前4G網絡時延最好只做到20毫秒,在5G場景下,傳輸?shù)目刂泼鏁r延只有1毫秒, 超越了人的觸覺極限;同時,可以支持每小時500千米的高速移動環(huán)境下通信。而且在運行過程中不會擁堵,不會被干擾。也就是說,我們乘坐目前最快的高鐵,也不用擔心網絡不好了。
從電話的發(fā)明到第一部手機的誕生,用了100年;從手機誕生到4G普及,用了不到30年;仡檹1G到5G的發(fā)展歷程,我們很容易就會發(fā)現(xiàn),技術的更新速度在不斷加快。新技術標準的推出速度,也在加快。
02
1G:野蠻生長的第一代移動通信
1939年,在萬國博覽會上,美國當時最大的電信運營商AT&T提出了第一代移動通信的想法。然而直到30多年之后,在摩托羅拉移動通信負責人馬丁·庫珀的帶領下,1976年,美國摩托羅拉公司首先將無線電應用于移動電話。就在同一年,國際無線電大會批準了將 800/900 MHz 頻段用于移動電話的頻率分配方案。
1978年底,美國貝爾實驗室研制成功全球第一個移動蜂窩電話系統(tǒng)——先進移動電話系統(tǒng)(Advanced Mobile Phone System,AMPS)。5 年后,這套系統(tǒng)在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推廣,獲得了巨大成功。
同一時期, 歐洲各國也不甘示弱,紛紛建立起自己的第一代移動通信系統(tǒng)。瑞典等北歐四國在 1980 年研制成功 NMT–450 移動通信網并投入使用;聯(lián)邦德國在 1984 年完成了C網絡(C–Netz);英國則于 1985 年開發(fā)出頻段在 900MHz 的全接入通信系統(tǒng)(Total Access Communications System,TACS)。此外,日本的 JTAGS、法國 的 Radiocom 2000 和意大利的 RTMI 也都是第一代移動通信系統(tǒng)(1G)的制式。
1G時代實現(xiàn)了移動電話的語音傳輸,我國移動電話公眾網由美國摩托羅拉移動通信系統(tǒng)(A系統(tǒng))和瑞典愛立信移動通信系統(tǒng)(B系統(tǒng))構成。
A系統(tǒng)和B系統(tǒng)之間是不通的,所以在不通的城市可能就不能夠互相用手機通話。第一代移動通信在我國建立的時候,很多人手中使用的還是“磚頭”一樣的摩托羅拉8000X,也就是人們俗稱的“大哥大”。那個年代的大哥大售價高昂,絕對是身份的象征。
第一代蜂窩通信技術和磚頭手機帶給人們驚喜的同時,也帶來了嚴重的弊端:
容量受限、信號質量欠佳、安全性差,而且因為缺乏統(tǒng)一組織,第一代移動通信系統(tǒng)有制式紛雜、無法互聯(lián)互通、無法全球漫游的缺陷。
隨著通信技術的不斷進步,數(shù)字通信的2G時代應運而生。
03
2G:漸入佳境的數(shù)字時代來臨
1991年,第一個 GSM 呼叫在芬蘭實現(xiàn);1992年,第一條GSM 短信實現(xiàn);1993年,澳大利亞成為第一個使用 GSM的非歐洲國家,GSM國際化的腳步就此邁開,新的規(guī)則開始走向全球;1995年,GSM 登陸北美,全球用戶超過了1000萬,全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會舉辦了全球范圍的世界移動大會,該大會一年一屆,一直延續(xù)至今,是全球規(guī)模最大的移動通信界盛會。
1996年,中國開始部署 GSM 網絡。2003年GSM 推出EDGE(EnhancedData Rate for GSM Evolution,增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進)技術,可以讓用戶以 40kbps 的速率上網,而在此之前數(shù)據(jù)的傳輸速率只有 9.6kbps。
與第一代移動通信技術相比,第二代移動通信技術采用了數(shù)字編碼技術,具有穩(wěn)定、抗干擾、安全的特點。同時也實現(xiàn)了在1G時代不能實現(xiàn)的東西,比如來電顯示、呼叫追蹤、短信等。
2002年,著名導演斯皮爾伯格的《少數(shù)派報告》上映,科技感十足的諾基亞7650借助電影名噪一時。技術的革新讓手機成本大幅度降低,不再僅僅是有錢人可以擁有的奢侈品,已經逐漸走進千家萬戶。
更重要的是,從2G開始,制定了之后移動通信標準制定的規(guī)則。
首先是由高?蒲袡C構、設備商、運營商等進行“頭腦風暴”,完成下一代移動通信的愿景規(guī)劃和指標設計,給出各自的關鍵技術;
然后由 3GPP、IEEE等組織完成提案收集和整理,并形成統(tǒng)一意見;
最后提交給國際電信聯(lián)盟進行決議,形成國際標準,由各國政府去實施。
04
3G:群雄紛爭的數(shù)據(jù)時代
從1998年到2000年,國際電信聯(lián)盟討論第三代移動通信標準的會議持續(xù)了近兩年。當時全世界提交了三種標準:美國的CDMAEVDO、歐洲的WCDMA、中國的TD-SCDMA三種通信標準。
會議過程中歐洲、美國兩大派互不相讓,最終第三大移動通信標準就成為了“三足鼎立”的局面。
2000年5月,國際電信聯(lián)盟發(fā)布了第三代移動通信標準,分別是中國的TD-SCDMA、歐洲的WCDMA和美國的CDMA2000。
3G曾經承載著全球電信行業(yè)的高度期待,2000年,英國、德國、意大利、法國等國家,開始競標3G牌照和無線頻譜的拍賣,各家運營商總計投入900億美元。德國更是創(chuàng)下了高達458億美元3G牌照的拍賣紀錄。
從2000年3G通信標準發(fā)布,直到2007年之后才實現(xiàn)世界范圍內的普及,關鍵原因是沒有殺手級的應用。
智能手機的出現(xiàn),才讓3G真正走入尋常百姓家。
最早的智能手機操作系統(tǒng)是1996年微軟發(fā)布的Windows CE,這套系統(tǒng)沿用過去PC操作系統(tǒng)的思維方式,發(fā)展速度十分緩慢。1998年,英國Pison公司與諾基亞、愛立信和摩托羅拉合資成立Symbian公司,專門研發(fā)對抗微軟的手機操作系統(tǒng)。
微軟和Symbian兩套系統(tǒng)的廝殺持續(xù)了很多年,有一家公司偷偷的壯大著勢力。蘋果公司借鑒這兩家公司手機的技術,收購了一家研發(fā)觸控技術的公司FingerWorks。
2007年1月,喬布斯發(fā)布了第一代iPhone。
iPhone憑借簡潔的界面、屏幕觸控技術以及應用商店的同一平臺一戰(zhàn)成名,一舉擊潰了耗費7年研究的Symbian系統(tǒng),由此開始了智能手機市場的全面爆發(fā)。蘋果與三星手機在全球手機市場形成了壓倒性優(yōu)勢。
2009年1月7日,中國頒發(fā)了3張3G牌照,分別給了中國移動、中國聯(lián)通和中國電信。
3G時代的到來,數(shù)字通信向數(shù)據(jù)通信發(fā)展。通信速度大大加快,最低速度384Kbps,最高可以達到7.2Mbps,比2G提高30多倍。
3G手機除了高品質電話通話之外,還能進行多媒體通信,也能實現(xiàn)與電腦的互通傳輸。
05
4G:驚艷來臨的數(shù)據(jù)全面爆發(fā)
雖然全球試圖統(tǒng)一第四代移動通信標準,但最終還是分為TD–LTE和FDD–LTE兩大陣營,與其同時發(fā)布的IEEE 802.16m很快也銷聲匿跡了。
4G因為下載速率達到100Mbps,人們驚呼可以徹底不要網線了。如此高速率的無線帶寬,讓人們開始對移動通信的無限可能展開了想象。
截止2018年6月,中國4G用戶數(shù)量超過11.1億。隨著4G網絡蓬勃發(fā)展,運營商加緊基礎設施建設。
目前中國三大電信運營商的網絡基站綜合超過640萬個,遠超世界其他國家的4G基站數(shù)綜合。
隨著網速和網絡覆蓋的提升,我們開始真正進入移動互聯(lián)網時代。大量基于視頻的業(yè)務開始爆發(fā),視頻播放業(yè)務從傳統(tǒng)的電視開始轉向網絡,視頻播放平臺的收費業(yè)務逐漸被用戶接受并成為習慣。
直播的出現(xiàn)也影響了人們的娛樂和交流模式,直播平臺也造就了一個又一個高流量和高收入的“網紅”。
4G時代,另一個移動互聯(lián)網的爆款應用就是以抖音、快手為代表的短視頻平臺的爆發(fā)。
跳舞拍個視頻,招貓逗狗拍個視頻……「視頻化」傳播趨勢正在形成。在這個過程中,抖音、快手等短視頻平臺迅速崛起,搶占了視頻碎片化、社交化傳播的「生態(tài)位」。
截止2019年6月,短視頻行業(yè)新安裝用戶接近1億,總體月活躍用戶數(shù) 8.21億,其中抖音的日活躍用戶數(shù)更是突破了3.2億。
依靠精明的推送算法及精彩的內容,短視頻平臺吸引了大量用戶入場,一邊欣賞他人短視頻作品,一邊參與到短視頻創(chuàng)作當中。
基于智能手機的定位能力,共享單車、共享汽車呈爆發(fā)式發(fā)展,甚至在某一段時間被網友們笑稱“共享單車的顏色都不夠用了!”
外賣這樣的服務徹底滲透到人們的日常生活中,每天上億單的服務讓生活變得更加簡單。
移動支付的發(fā)展讓交通、電商、共享服務發(fā)展迅速,今天從飛機值機到火車票訂票,再到坐公交車、地鐵,都可以通過一部手機來完成。甚至出國旅游,很多多家都可以使用支付寶來進行消費支付。
從 1G 到 5G,移動通信系統(tǒng)已經完成了從模擬通信到數(shù)字通信、從純電路交換到全 IP 交換、從FDMA 到OFDMA的數(shù)次技術更新,每一次更新都帶來了更快的速度、更低的時延和更多的特性,也帶來了更好的用戶體驗。
如果說4G改變生活,那么5G改變的就是整個社會。
5G時代,人類將進入一個移動互聯(lián)、智能感應、大數(shù)據(jù)、智能學習整合起來的智能互聯(lián)網時代。5G作為一張公共網絡,會被切分成多個切片,在智能交通、智能家居、智能健康管理、工業(yè)互聯(lián)網、智慧農業(yè)、智慧物流、社會服務等多個領域進行應用。不僅讓人們的生活更加方便,也更能提升社會管理能力。
5G低功耗的特點,可以用低成本去構建高效率的社會運作體系。例如空氣質量檢測,北京僅有35個空氣質量檢測點,難以對污染源進行高效監(jiān)測。通過5G低功耗網絡,可以把路燈桿、電線桿都綁定監(jiān)測設備,不僅可以精確了解空氣質量,還可以控制企業(yè)排污。
5G的價值,不僅僅是更快的速度,還有低功耗、低時延、萬物互聯(lián),這些能力讓網絡的功能大大延伸。
隨著5G時代的到來,這個世界將變得不再一樣。
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