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前言
現在的移動通信技術是5G,大家已經是耳熟能詳的了。那么5G到底是什么呢?
以及2,3,4G分別是什么。有沒有1G?每一個G是如何發展起來的?分別有哪些技術特點?以及后續移動通信技術的發展方向是什么?
接下來我們來依次說明。
5G 是第5代移動通信技術標準。G是英語單詞 。所以2、3、4G 也就是第二三四代移動通信技術的標準。
有2、3、4、5 代就必然有第一代移動通信技術。下面就每一代移動通信技術的發展和技術特點做一個說明。
第一代移動通信標準(1G)
1G 來源與二戰時期美國軍方的移動通信項目。1940年起,摩托羅拉公司深度參與了這個項目,然后制定創造了1G。由于當時的技術限制,軍方使用的設備大約有5磅重,也就是2.27公斤左右,需要兩個人才能使用,而且覆蓋范圍很小,但也足夠讓美國在二戰時期取得巨大的優勢了。
由于摩托羅拉參與了軍方項目,而取得了技術優勢,摩托羅拉在20世紀80年代,引領了移動通信的商用時期。之后,摩托羅拉又研制出了更小型的對講機,這已經是我們早期使用“大哥大”的雛形了,這個設備有長長的天線,但是通信范圍依然很小,最多能覆蓋1km內的無線通信。
摩托羅拉也成為了1G 時期的霸主。
在第1代行動通信系統在國內剛剛建立的時候,很多人手中拿的還是大塊頭的摩托羅拉8000X,俗稱大哥大。那個年代雖然沒有現在的移動、聯通和電信,卻有著A網和B網之分,而在這兩個網背后就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。
1G 網絡采用的技術是已經淘汰的以模擬技術為基礎的蜂窩無線電話系統,所以我們現在已經常聽到1G這個名詞。1G 主要的網絡系統為:AMPS、NMT和TACS幾種。
在1G的民用時期,諾基亞開始提前的布局,研發2G的通信設備和新的通信標準,并在90年代投入使用。所以僅僅經歷了10年,摩托羅拉就沒有維持住自己的霸主地位,而是由諾基亞主導。
第二代移動通信標準(2G)
2G 網絡是以數字技術為基礎的,而數字電路的芯片比模擬電路要小,所以2G時代通信設備變小了,更加便于攜帶。
2G 的網絡制式主要有三種:GSM、TDMA和CDMA。在2G時代,美國三個通信標準互相競爭,歐洲通信運營商和設備商報團取暖,統一了一個通信標準,也就是GSM。
在國內,移動和聯通的網絡制式為 GSM、電信的制式為CDMA。
第三代移動通信標準(3G)
伴隨著科學技術的發展,通信設備的發展使得移動互聯網有更大的空間,蘋果手機的發布也不僅僅是一個大屏手機的出現,而是伴隨這應用的開發,移動互聯網有了更大的發展空間,移動網絡也需要傳輸語音之外的其他數據,3G應運而生,從方方面面改變了每個人的生活。
2G網絡到3G網絡的發展是從語音傳輸到數據傳輸的發展。在3G時代,圖像、網頁、即時通訊、郵件等一眾數據業務已在互聯網上興起。
3G系統的幾個主要制式WCDMA,,TD-SCDMA和WiMAX。
WCDMA(歐洲標準)、CDMA 2000(日韓標準)和TD-SCDMA(中國標準)。
3G 時代國內三大運營傷的網絡制式分別是:
移動:TD-SCDMA
聯通:NCDMA
電信:
第四代移動通信標準(4G)
3G網絡也有很多媒體通信的要求無法滿足,對動態范圍的多速率業務提供不足。難以提供具有多種QoS及性能的多速率業務。不能真正實現不同頻段的不同業務環境間的無縫漫游。對于采用不同頻段的相異業務環境 ,需要移動終端配置有相關不同的軟、硬件模塊,且3G移動終端并不能實現這業務環境的不同配置。同時,語音和數據的傳輸網絡是分類的
4G網絡在3G的進行了改進,網絡結構扁平化,使得端到端的轉發次數變少了,帶寬也變寬了,語音數據網絡也統一了。短視頻等業務也興起了。
4G網絡的下載速度1.5M/s-10M/s,大部分的民用場景已經足夠了。但是在人群密集的場景中網絡會發生擁塞。比如參加演唱會、參加一個大型會議等場景,手機上網基本就是不可能的了。
而在未來是萬物互聯的時代,智能終端的數量會呈指數級增長,每個智能終端都會有一個SIM卡,要和基站通信。這時可想而知,網絡必然是癱瘓的。
4G的主要網絡制式LTE-。
國內三大運營商的網絡制式分別是:
移動:TD-LTE制式。
聯通:TD-LTE和FDD-LTE混合制式。
電信:TD-LTE和FDD-LTE混合制式。
第五代移動通信標準(5G)
5G網絡為了解決4G的網絡擁塞的第一個解決方案就是加大帶寬。5G的理論帶寬是4G的20倍。這需要把頻段范圍擴大,頻段向上擴展。但是頻段越高,就越容易被障礙物影響。5G基站的覆蓋半徑很小,一般約為100-300米。
5G 解決了網絡擁塞問題,使得萬物互聯成為可能。
關于5G的網絡制式,在2017年12月21日的3GPP RAN第78次全體會議上,3GPP 5G NR R15版本標準的非獨立組網(Non-,NSA)子版本方案正式凍結并發布,該版本主要利用5G新空口的傳輸能力來進一步提升現有4G網絡的整體傳輸速率和容量,因此需要與4G聯合組網,同時用于采用4G的核心網,5G新業務將無法得到更好的支持。
1-5G就介紹到這里了,接下來說說6G及以后的移動通信發展。
在2018年,芬蘭開始研究6G相關技術。同年3月9日,工信部部長苗圩表示中國已經著手研究6G。2019年3月15日,美國聯邦通訊委員會(FCC)一致投票通過開放“太赫茲波”頻譜的決定,以期其有朝一日被用于6G服務 。3月24日至26日,芬蘭拉普蘭舉行關于6G的的國際會議。歐盟、俄羅斯等也正在緊鑼密鼓地開展相關工作。
6G 將解決5G網絡在物聯網、大數據中移動通信網絡存在的問題,進一步降低網絡時延,解決流量密度等問題。
總結
總結一下:1G到2G是模擬電路到數字電路,讓終端變小變輕。2G到3G是從語音通信到數據通信,我們從移動語音過渡到了移動上網時期。3G到4G是減少了轉發次數,并進行了“通信網”、“互聯網”的融合,這一跨越實現了數據傳輸速率的升級。4G到5G是解決終端接入密度問題,這是實現萬物互聯的基礎,當然也伴隨著傳輸速率的提升。
縱觀1G到5G發展史,每一代的通信技術標準的迭代,速率的提升似乎只是一個結果,而不是目的。
所以對于移動網絡速度來說有一句話:“速度,其實是5G最無聊的應用。”
還記得在5G剛發展時有很多人大放闕(jué)詞的說:“5G沒用”。其實是因為在3G、4G的時代,需求是走在技術前面的,5G發展時,技術走在了需求的前面,并不知道5G的應用場景和業務模式。而對于普通人來說,對于移動通信的體驗主要在于速度和可用性。才會出現這種聲音。
而伴隨著通信技術的發展,物聯網也發展起來之后,已經少有這種聲音了,有也是在普通人之中。
在我看來,各種技術是互相促進發展的,也許在6G網絡開始普及時又會有一部分人跳出來說6G沒用,但時間會證明一切。
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