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    1G到5G,通信行业5次大变革我们都经历了什么

            2019-08-27 11:36:42        1556次浏览

    本文着重介绍1-5G通信发展历程和当时网络详情(从模拟通信、数字通信到AI-5G技术),看完让大家都能够对通信发展有一个清晰的认识。不至于别人问起我们不知道什么是模拟通信,什么是数字通信。只了解现在做的是不够的,一个行业要简单了解一下他的历史,这样才能够更的了解这一行业,才能够在工作学习中游刃有余。

    TACS基站(爱立信1G模拟基站RBS883)

    第1代移动通信系统(1G)是模拟式通信系统,模拟式是代表在无线传输采用模拟式的FM调制,将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上。模拟通信阶段,于20 世纪80 年代初提出,90年代初完成。采用模拟和频分多址(FDMA)技术。AMPS、TACS和NMT是主流网络。

    1987年,我国在河北秦皇岛和广东建立了代模拟移动通信系统,拉开了中国移动通信行业的序幕。

    传输速率约2.4kbit/s。缺点是容量低、音质不高、频谱利用率低、移动设备复杂费用贵等。那时候建设一个基站费时费力,而且运维起来很麻烦。

    一部大哥大在当时的售价为20000元左右,除了手机价格昂贵之外,手机网络资费的价格也让普通老百姓难以消费。当时的入网费高达6000元,而每分钟通话的资费也有0.5元。在90年代能有一个BB机就很不错了,那时候大部分BB机都是数字的,少数汉显的,BB机一响到处找公用电话回话。那时候不敢想通信能发展到这种程度,当时心想能有一台汉显BB机就很知足了。

    再当时设备商主要是摩托罗拉和爱立信。华为(87年)和中兴(85年)刚刚成立,还没有什么市场。

    由于模拟通信系统有着很多缺陷,经常出现串号、盗号等现象,给运营商和用户带来了不少烦恼。在1999年A网和B网被正式关闭。

    从1G跨入2G的分水岭则是从模拟调制进入到数字调制,相比于第1代移动通信,第二代移动通信具备高度的保密性,系统的容量也在增加,同时能够提高多种业务服务。

    数字通信阶段,主要有GSM和CDMA两种体制(具体有GSM、CDMA IS95、TDMA IS-136和PDC)。GSM系统采用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)混合制式。国内主要采用的是GSM。

    从这一代开始手机也可以上网了。款支持WAP的GSM手机是诺基亚7110,它的出现标志着手机上网时代的开始,而那个时代GSM的网速仅有9.6KB/s。

    我在05年买的部手机是摩托罗拉定制机,开机声音我记得是(你好,摩托!),当时手机开始普及,没过几年时间大家都有手机了,这功劳主要归功于诺基亚和深圳手机厂商。

    那时候国内设备商主要是Motorola、北电、爱立信和诺基亚,华为和中兴也开始兴起,占有一定市场。现在北电和Motorola已经彻底随风消逝了。

    对于模拟网来说数字网有以下优点:

    1.频谱利用率高,有利于提高系统容量;

    2.提供多种业务服务,提高通信系统通用性;

    3.抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强;

    4.能实现更有效、灵活的网络管理和控制;

    5.便于实现通信的保密;

    6.可降低设备成本。

    缺点是2G基站体积很大,且笨重,扩容和运维很麻烦。后期随着通信发展,设备越来越小,技术越来越先进,运维和扩容都很方便(可以软扩和后台维护)。

    第二代通信系统一直到现在也没有完全退出,联通现在是逐步关闭(主要有WCDMA能够很好的提供语音业务),但移动一时半会是不能退出GSM网络(毕竟移动把TD-SCDMA关闭了,只能把语音业务放在G网上)。估计G网大部分退出还得十年左右。

    国际电信联盟(ITU)发布了官方第3代移动通信(3G)标准IMT-2000(国际移动通信2000标准)。3G存在四种标准制式,分别是CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。在3G的众多标准之中,CDMA这个字眼曝光率,CDMA(码分多址)是第三代移动通信系统的技术基础。

    中国在2009年的1月7日颁发了3张3G牌照,分别是中国移动的TD-SCDMA,中国联通的WCDMA和中国电信的CDMA2000。

    第三代通信系统相对于GSM无论是建设成本、上网速率、通话质量、运维成本和频谱效率都有很大提升,干扰也相对降低。

    WCDMA和CDMA2000当时在国外有很多国家已经商用,很成熟的网络和技术,但由于国家需要,把难做的TD分给了移动。

    我在07年开始接触TD实验网,当时在秦皇岛,TD试点城市之一(奥运城市)。

    其实对于TD网络做通信的人都知道,这是国内个主导的3G制式(大唐主导),为后续再国际通信地位提高打下很坚实的基础,但当时毕竟是新提出不成熟的技术,而且其它国家也没有铺设过这一网络,完全是没有任何经验的情况下开始建设的。走了不少弯路,遇到了很多问题,加班加点研究解决问题,总算是顺利完成全网铺设,效果还算可以,现在TD网络大部分已经关闭,正式退出通信历史舞台。

    但就是有了TD的铺设,才有后来的TDD-LTE,还有现在5G的主导地位,中国通信在国际上的地位也越来越高。

    第三代通信见证了诺基亚从辉煌到衰落,苹果、华为、oppo、小米和中兴等智能机开始兴起。

    那时候的中兴和华为手机大部分是和运营商合作的定制机,性能不说大家都知道,卡的不行,而且问题挺多。

    但现在华为手机发展的很好,销量在国际上也是排前几的,大量的研发投入,自主芯片,现在的性能已经赶超国外厂商,用户好评率越来越高。

    4G包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式,是集3G与WLAN于一体,并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载(大约是12.5MB/s~18.75MB/s的下行速度),比目前的家用宽带ADSL(4兆)快20倍,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外,4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明显,4G有着不可比拟的优越性。

    2013年12月4日,工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照(即4G牌照),中国移动、中国电信、中国联通三家均获得TD-LTE牌照,此举标志着中国电信产业正式进入了4G时代。

    如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话,那么4G通信却给了我们真正的沟通自由,并将彻底改变我们的生活方式甚至社会形态。4G通信具有下面的特点:1)上网速度更快;2)网络频谱更宽;3)组网更加灵活;4)兼容性能更平滑;5)提供各种增殖服务;6)实现更高质量的多媒体通信;7)频率使用效率更高;8)通信资费更加便宜;9)运维成本降低;10)建网成本降低;11)用户感知度提高;12)更低时延;13)提供volte视频和语音通话;14)推动手机等其它附属产业快速发展。

    4G网络建网时间不是很长,刚刚5年,建网成本还没有收回。但为了响应国家号召,各大运营商和设备商开始提前布局5G网络。2019年被定义为5G元年。

    5G,第五代移动通信技术,也是4G之后的延伸,目前各大运营商和设备商正在进行试验网。

    从确定的5G频谱划分方案来看,中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源;中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。

    中国移动则将获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的5G试验频率资源,其中2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz频段为新增频段,2575-2635MHz频段为重耕中国移动现有的TD-LTE(4G)频段。

    eMBB:增强移动宽带,以人为中心的应用场景,集中表现为超高的传输数据速率;

    URLLC:高可靠低时延连接,在此场景下,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500KM/H),这一场景更多面向车联网、工业控制、远程医疗等特殊应用;

    mMTC:万物互联,5G强大的连接能力可以快速促进垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)深度融合。这一场景下,数据速率较低且时延不敏感,连接生活方方面面,终端成本更低,电池寿命更长且可靠性更高。

    5G关键性能:

    用户体验速率(0.1-1Gbps);

    连接数密度(每平方公里1百万);

    端到端时延(1ms);

    流量密度(每平方公里数十Tbps);

    移动性(每小时500KM);

    5G相对4G频谱效率提升5-15倍。

    5G关键技术:

    1)基于OFDM优化的波形和多址接入;

    2)实现可扩展的OFDM间隔参数配置;

    3)大规模MIMO;

    4)毫米波通信系统;

    5)先进的新型无线技术;

    6)灵活的框架设计;

    7)超密集异构网络;

    8)网络切片;

    9)网络的自组织;

    10)内容分发网络;

    11)设备到设备通信;

    12)边缘计算;

    13)软件定义网络和网络虚拟化。

    现在各大运营商和设备商在全国多个城市进行5G实验网建设,验证各项指标和参数,以求尽快达到商用标准。其它城市也建设了一两个试验点,做产品展示和试验用,今年是5G元年,消息是上半年5G试商用,近的MWC大会各大手机厂商也准备好新型5G手机亮相。

    看来5G离我们越来越近,有可能在年末部分城市就能使用上5G手机和网络,让我们拭目以待吧!

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