本文著重介紹1-5G通信發(fā)展歷程和當時網(wǎng)絡(luò)詳情(從模擬通信、數(shù)字通信到AI-5G技術(shù)),看完讓大家都能夠?qū)νㄐ虐l(fā)展有一個清晰的認識。不至于別人問起我們不知道什么是模擬通信,什么是數(shù)字通信。只了解現(xiàn)在做的是不夠的,一個行業(yè)要簡單了解一下他的歷史,這樣才能夠更的了解這一行業(yè),才能夠在工作學(xué)習(xí)中游刃有余。
TACS基站(愛立信1G模擬基站RBS883)
第1代移動通信系統(tǒng)(1G)是模擬式通信系統(tǒng),模擬式是代表在無線傳輸采用模擬式的FM調(diào)制,將介于300Hz到3400Hz的語音轉(zhuǎn)換到高頻的載波頻率MHz上。模擬通信階段,于20 世紀80 年代初提出,90年代初完成。采用模擬和頻分多址(FDMA)技術(shù)。AMPS、TACS和NMT是主流網(wǎng)絡(luò)。
1987年,我國在河北秦皇島和廣東建立了代模擬移動通信系統(tǒng),拉開了中國移動通信行業(yè)的序幕。
傳輸速率約2.4kbit/s。缺點是容量低、音質(zhì)不高、頻譜利用率低、移動設(shè)備復(fù)雜費用貴等。那時候建設(shè)一個基站費時費力,而且運維起來很麻煩。
一部大哥大在當時的售價為20000元左右,除了手機價格昂貴之外,手機網(wǎng)絡(luò)資費的價格也讓普通老百姓難以消費。當時的入網(wǎng)費高達6000元,而每分鐘通話的資費也有0.5元。在90年代能有一個BB機就很不錯了,那時候大部分BB機都是數(shù)字的,少數(shù)漢顯的,BB機一響到處找公用電話回話。那時候不敢想通信能發(fā)展到這種程度,當時心想能有一臺漢顯BB機就很知足了。
再當時設(shè)備商主要是摩托羅拉和愛立信。華為(87年)和中興(85年)剛剛成立,還沒有什么市場。
由于模擬通信系統(tǒng)有著很多缺陷,經(jīng)常出現(xiàn)串號、盜號等現(xiàn)象,給運營商和用戶帶來了不少煩惱。在1999年A網(wǎng)和B網(wǎng)被正式關(guān)閉。
從1G跨入2G的分水嶺則是從模擬調(diào)制進入到數(shù)字調(diào)制,相比于第1代移動通信,第二代移動通信具備高度的保密性,系統(tǒng)的容量也在增加,同時能夠提高多種業(yè)務(wù)服務(wù)。
數(shù)字通信階段,主要有GSM和CDMA兩種體制(具體有GSM、CDMA IS95、TDMA IS-136和PDC)。GSM系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)混合制式。國內(nèi)主要采用的是GSM。
從這一代開始手機也可以上網(wǎng)了??钪С諻AP的GSM手機是諾基亞7110,它的出現(xiàn)標志著手機上網(wǎng)時代的開始,而那個時代GSM的網(wǎng)速僅有9.6KB/s。
我在05年買的部手機是摩托羅拉定制機,開機聲音我記得是(你好,摩托?。敃r手機開始普及,沒過幾年時間大家都有手機了,這功勞主要歸功于諾基亞和深圳手機廠商。
那時候國內(nèi)設(shè)備商主要是Motorola、北電、愛立信和諾基亞,華為和中興也開始興起,占有一定市場?,F(xiàn)在北電和Motorola已經(jīng)徹底隨風(fēng)消逝了。
對于模擬網(wǎng)來說數(shù)字網(wǎng)有以下優(yōu)點:
1.頻譜利用率高,有利于提高系統(tǒng)容量;
2.提供多種業(yè)務(wù)服務(wù),提高通信系統(tǒng)通用性;
3.抗噪聲、抗干擾、抗多徑衰落能力強;
4.能實現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制;
5.便于實現(xiàn)通信的保密;
6.可降低設(shè)備成本。
缺點是2G基站體積很大,且笨重,擴容和運維很麻煩。后期隨著通信發(fā)展,設(shè)備越來越小,技術(shù)越來越先進,運維和擴容都很方便(可以軟擴和后臺維護)。
第二代通信系統(tǒng)一直到現(xiàn)在也沒有完全退出,聯(lián)通現(xiàn)在是逐步關(guān)閉(主要有WCDMA能夠很好的提供語音業(yè)務(wù)),但移動一時半會是不能退出GSM網(wǎng)絡(luò)(畢竟移動把TD-SCDMA關(guān)閉了,只能把語音業(yè)務(wù)放在G網(wǎng)上)。估計G網(wǎng)大部分退出還得十年左右。
國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了官方第3代移動通信(3G)標準IMT-2000(國際移動通信2000標準)。3G存在四種標準制式,分別是CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。在3G的眾多標準之中,CDMA這個字眼曝光率,CDMA(碼分多址)是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。
中國在2009年的1月7日頒發(fā)了3張3G牌照,分別是中國移動的TD-SCDMA,中國聯(lián)通的WCDMA和中國電信的CDMA2000。
第三代通信系統(tǒng)相對于GSM無論是建設(shè)成本、上網(wǎng)速率、通話質(zhì)量、運維成本和頻譜效率都有很大提升,干擾也相對降低。
WCDMA和CDMA2000當時在國外有很多國家已經(jīng)商用,很成熟的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù),但由于國家需要,把難做的TD分給了移動。
我在07年開始接觸TD實驗網(wǎng),當時在秦皇島,TD試點城市之一(奧運城市)。
其實對于TD網(wǎng)絡(luò)做通信的人都知道,這是國內(nèi)個主導(dǎo)的3G制式(大唐主導(dǎo)),為后續(xù)再國際通信地位提高打下很堅實的基礎(chǔ),但當時畢竟是新提出不成熟的技術(shù),而且其它國家也沒有鋪設(shè)過這一網(wǎng)絡(luò),完全是沒有任何經(jīng)驗的情況下開始建設(shè)的。走了不少彎路,遇到了很多問題,加班加點研究解決問題,總算是順利完成全網(wǎng)鋪設(shè),效果還算可以,現(xiàn)在TD網(wǎng)絡(luò)大部分已經(jīng)關(guān)閉,正式退出通信歷史舞臺。
但就是有了TD的鋪設(shè),才有后來的TDD-LTE,還有現(xiàn)在5G的主導(dǎo)地位,中國通信在國際上的地位也越來越高。
第三代通信見證了諾基亞從輝煌到衰落,蘋果、華為、oppo、小米和中興等智能機開始興起。
那時候的中興和華為手機大部分是和運營商合作的定制機,性能不說大家都知道,卡的不行,而且問題挺多。
但現(xiàn)在華為手機發(fā)展的很好,銷量在國際上也是排前幾的,大量的研發(fā)投入,自主芯片,現(xiàn)在的性能已經(jīng)趕超國外廠商,用戶好評率越來越高。
4G包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式,是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載(大約是12.5MB/s~18.75MB/s的下行速度),比目前的家用寬帶ADSL(4兆)快20倍,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。此外,4G可以在DSL和有線電視調(diào)制解調(diào)器沒有覆蓋的地方部署,然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯,4G有著不可比擬的優(yōu)越性。
2013年12月4日,工業(yè)和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通正式發(fā)放了第四代移動通信業(yè)務(wù)牌照(即4G牌照),中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三家均獲得TD-LTE牌照,此舉標志著中國電信產(chǎn)業(yè)正式進入了4G時代。
如果說2G、3G通信對于人類信息化的發(fā)展是微不足道的話,那么4G通信卻給了我們真正的溝通自由,并將徹底改變我們的生活方式甚至社會形態(tài)。4G通信具有下面的特點:1)上網(wǎng)速度更快;2)網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬;3)組網(wǎng)更加靈活;4)兼容性能更平滑;5)提供各種增殖服務(wù);6)實現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信;7)頻率使用效率更高;8)通信資費更加便宜;9)運維成本降低;10)建網(wǎng)成本降低;11)用戶感知度提高;12)更低時延;13)提供volte視頻和語音通話;14)推動手機等其它附屬產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
4G網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)時間不是很長,剛剛5年,建網(wǎng)成本還沒有收回。但為了響應(yīng)國家號召,各大運營商和設(shè)備商開始提前布局5G網(wǎng)絡(luò)。2019年被定義為5G元年。
5G,第五代移動通信技術(shù),也是4G之后的延伸,目前各大運營商和設(shè)備商正在進行試驗網(wǎng)。
從確定的5G頻譜劃分方案來看,中國電信獲得3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源;中國聯(lián)通獲得3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源。
中國移動則將獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗頻率資源,其中2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz頻段為新增頻段,2575-2635MHz頻段為重耕中國移動現(xiàn)有的TD-LTE(4G)頻段。
eMBB:增強移動寬帶,以人為中心的應(yīng)用場景,集中表現(xiàn)為超高的傳輸數(shù)據(jù)速率;
URLLC:高可靠低時延連接,在此場景下,連接時延要達到1ms級別,而且要支持高速移動(500KM/H),這一場景更多面向車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠程醫(yī)療等特殊應(yīng)用;
mMTC:萬物互聯(lián),5G強大的連接能力可以快速促進垂直行業(yè)(智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等)深度融合。這一場景下,數(shù)據(jù)速率較低且時延不敏感,連接生活方方面面,終端成本更低,電池壽命更長且可靠性更高。
5G關(guān)鍵性能:
用戶體驗速率(0.1-1Gbps);
連接數(shù)密度(每平方公里1百萬);
端到端時延(1ms);
流量密度(每平方公里數(shù)十Tbps);
移動性(每小時500KM);
5G相對4G頻譜效率提升5-15倍。
5G關(guān)鍵技術(shù):
1)基于OFDM優(yōu)化的波形和多址接入;
2)實現(xiàn)可擴展的OFDM間隔參數(shù)配置;
3)大規(guī)模MIMO;
4)毫米波通信系統(tǒng);
5)先進的新型無線技術(shù);
6)靈活的框架設(shè)計;
7)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò);
8)網(wǎng)絡(luò)切片;
9)網(wǎng)絡(luò)的自組織;
10)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò);
11)設(shè)備到設(shè)備通信;
12)邊緣計算;
13)軟件定義網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)虛擬化。
現(xiàn)在各大運營商和設(shè)備商在全國多個城市進行5G實驗網(wǎng)建設(shè),驗證各項指標和參數(shù),以求盡快達到商用標準。其它城市也建設(shè)了一兩個試驗點,做產(chǎn)品展示和試驗用,今年是5G元年,消息是上半年5G試商用,近的MWC大會各大手機廠商也準備好新型5G手機亮相。
看來5G離我們越來越近,有可能在年末部分城市就能使用上5G手機和網(wǎng)絡(luò),讓我們拭目以待吧!