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這么多年來(lái)，5G技術(shù)到底經(jīng)歷了哪些發(fā)展？

（一）1G時(shí)代

我們先來(lái)看看第一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。

1G是由摩托羅拉公司創(chuàng)造的，注意是創(chuàng)造標(biāo)準(zhǔn)，不是制定標(biāo)準(zhǔn)。

1G本來(lái)始于在二戰(zhàn)期間美國(guó)的軍方項(xiàng)目，1940年起，摩托羅拉深度參與這個(gè)軍用的移動(dòng)通信項(xiàng)目，這個(gè)通信設(shè)備在今天來(lái)看龐大笨拙，大概有5磅重，但是卻實(shí)現(xiàn)了“收”和“發(fā)”在同一個(gè)終端上。

這個(gè)設(shè)備需要兩個(gè)軍人配合才能使用一臺(tái)收發(fā)機(jī)，而且它的通信范圍也很小，但也足夠讓美國(guó)在二戰(zhàn)的通信上取得巨大的優(yōu)勢(shì)。

美軍二戰(zhàn)時(shí)期移動(dòng)通信設(shè)備（初始）

之后，摩托羅拉又研制出了更小型的對(duì)講機(jī)，這已經(jīng)是我們?cè)缙谑褂?ldquo;大哥大”的雛形了，這個(gè)設(shè)備有長(zhǎng)長(zhǎng)的天線，但是通信范圍依然很小，最多能覆蓋1km內(nèi)的無(wú)線通信。

美軍二戰(zhàn)時(shí)期通信設(shè)備（后期）

由于軍方項(xiàng)目上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，摩托羅拉在20世紀(jì)80年代，引領(lǐng)了移動(dòng)通信的商用時(shí)期。

摩托羅拉制定的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，也就是后來(lái)我們說(shuō)的1G。

摩托羅拉當(dāng)然也就成為了1G時(shí)代的霸主。

（二）2G時(shí)代

很快，第二代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始了。

在1G的民用時(shí)期，諾基亞開(kāi)始提前布局，研發(fā)2G的通信設(shè)備和新的通信標(biāo)準(zhǔn)，并在90年代投入使用。

僅僅經(jīng)歷了10年，摩托羅拉便沒(méi)有維持住自己的霸主地位，2G是諾基亞的主導(dǎo)時(shí)期。

2G時(shí)期的諾基亞

這里需要解釋兩個(gè)重要的問(wèn)題：

第一個(gè)問(wèn)題：為什么摩托羅拉在2G時(shí)代敗給了諾基亞？

第二個(gè)問(wèn)題：2G比1G的改進(jìn)在哪？

之后我們?cè)谥v每一代的時(shí)候都會(huì)從這兩個(gè)方向分別來(lái)探討。

先解釋第一個(gè)問(wèn)題，為什么1G時(shí)代的霸主摩托羅拉在2G時(shí)期就沒(méi)落了？

剛才我們提到，統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的，在對(duì)待標(biāo)準(zhǔn)的態(tài)度上，歐洲和美國(guó)選擇了不同的道路。

熟悉通信發(fā)展歷程的人應(yīng)該都知道，美國(guó)在2G時(shí)期有三個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，互相競(jìng)爭(zhēng)。中國(guó)當(dāng)時(shí)也是有兩種制式的：GSM和CDMA。

而歐洲的通信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商報(bào)團(tuán)取暖，統(tǒng)一了一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，也就是GSM。

通信行業(yè)是一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)很強(qiáng)的行業(yè)，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)大大節(jié)約了兼容成本。這給了諾基亞一個(gè)反超的機(jī)會(huì)。

從諾基亞的2G稱(chēng)霸的過(guò)程可以知道，通信行業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)的重要性。

第二個(gè)問(wèn)題：2G比1G的改進(jìn)在哪里？

主要是終端變小了很多。

1G是模擬電路，2G是數(shù)字電路。在數(shù)字電路的應(yīng)用下，一個(gè)小小的芯片就能替代模擬電路的幾十個(gè)芯片，所以2G時(shí)代手機(jī)變小了，更加便攜了。

另外，我們也都知道摩爾定律：

當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。

同時(shí)也意味著，同樣大小的芯片，每隔18-24個(gè)月性能翻一番。

因此，摩爾效應(yīng)也讓手機(jī)越來(lái)越小，性能越來(lái)越強(qiáng)。

（三）3G時(shí)代

隨著3G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，諾基亞作為一代巨頭黯然離場(chǎng)。

蘋(píng)果手機(jī)從起初看起來(lái)，只是一個(gè)大屏幕的手機(jī)，隨著各種應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，發(fā)現(xiàn)伴隨著3G網(wǎng)絡(luò)速率的提升，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有更大的空間，從方方面面改變每個(gè)人的生活。

操作系統(tǒng)之戰(zhàn)以谷歌的安卓系統(tǒng)和蘋(píng)果公司的 iOS勝出告終，塞班、黑莓、微軟的視窗接連離場(chǎng)。開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)成本被降低，這為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展提供了便捷。

3G比2G改進(jìn)了哪里？

從語(yǔ)音通訊到數(shù)據(jù)傳輸。

2G時(shí)代，通信方式主要是打電話、發(fā)短信，無(wú)線上網(wǎng)速度非常慢。

在3G時(shí)代，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣忍嵘?0倍。

現(xiàn)在我們看到的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨頭，不得不說(shuō)，都受益于3G網(wǎng)絡(luò)。

所以張瑞敏說(shuō)“沒(méi)有成功的企業(yè)，只有時(shí)代的企業(yè)”。

但是到了3G，我們的語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)和上網(wǎng)用的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，還依然是分開(kāi)的。

語(yǔ)音傳輸?shù)穆窂礁欠浅Ｂ闊?，如圖5所示，A想給B打個(gè)電話需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的物理路徑，需要沿著藍(lán)色的路徑，經(jīng)過(guò)8個(gè)階段才能把語(yǔ)音傳輸?shù)紹，2G和3G的語(yǔ)音過(guò)程都是這樣。

具體的每個(gè)節(jié)點(diǎn)不用太關(guān)注，就看到這個(gè)通信的轉(zhuǎn)接的復(fù)雜過(guò)程就好了。

2G、3G時(shí)期語(yǔ)音通信原理

而且因?yàn)?G時(shí)期，基站之間的通信需要多次轉(zhuǎn)接，通信效率較低，網(wǎng)速雖然比2G有質(zhì)的飛躍，速度卻不怎么快，很多需要高速傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)景無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

（四）4G時(shí)代

​4G時(shí)代，依然是蘋(píng)果一統(tǒng)天下，也成為了第二個(gè)突破萬(wàn)億美金市值的公司（第一個(gè)是中石油）...

但同時(shí)，4G又給了一些新興公司發(fā)展的機(jī)會(huì)，包括移動(dòng)支付領(lǐng)域的支付寶和微信支付；設(shè)備商、終端商：華為和小米；移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)：字節(jié)跳動(dòng)（頭條、抖音）、滴滴打車(chē)、美團(tuán)外賣(mài)、移動(dòng)電商拼多多等等... ...

這些現(xiàn)在蓬勃發(fā)展中的公司無(wú)一不是4G時(shí)代下的產(chǎn)物，又是一批“時(shí)代的現(xiàn)象級(jí)企業(yè)”崛起了。

4G比3G改進(jìn)了哪里？

首先，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化了，端到端的通信轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)變少了。

其次，基站之間的光纖帶寬變寬。

最關(guān)鍵的是，4G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)應(yīng)用了互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)進(jìn)步。剛才我們提到3G時(shí)期，語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)是分開(kāi)的，到4G才實(shí)現(xiàn)了真正的統(tǒng)一。

這讓4G的網(wǎng)絡(luò)速度得到了大幅提升。

4G的理論網(wǎng)速已經(jīng)很快了，大部分的民用場(chǎng)景都?jí)蛴昧恕?/p>

所以在4G時(shí)期，一系列基于手機(jī)端的應(yīng)用場(chǎng)景都得到了實(shí)現(xiàn)，我們的生活越來(lái)越便捷。以至于我們現(xiàn)在很難想象沒(méi)法手機(jī)支付、沒(méi)法手機(jī)點(diǎn)外賣(mài)、沒(méi)法看短視頻和朋友圈來(lái)消磨時(shí)間的漫長(zhǎng)時(shí)間，我們都是怎樣度過(guò)的。

4G通信網(wǎng)絡(luò)較3G扁平化

但4G還有一個(gè)硬傷：網(wǎng)絡(luò)擁塞。

在現(xiàn)在的4G時(shí)代，是不是經(jīng)常有這樣的情況：在人群比較密集的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)完全是癱瘓的。比如參加演唱會(huì)、參加一個(gè)大型會(huì)議、參加集中的考試時(shí)，手機(jī)上網(wǎng)基本就是不可能的了。

因?yàn)樵谶@個(gè)集中地帶，大家都搶著跟同一個(gè)基站通信，一個(gè)4G基站的覆蓋半徑大概是1公里。

這時(shí)候懂通信技術(shù)的人就不會(huì)想著多試試，不會(huì)以為網(wǎng)絡(luò)不好時(shí)需要排排隊(duì)，沒(méi)準(zhǔn)照片就發(fā)出去了、沒(méi)準(zhǔn)就能上網(wǎng)了...

因?yàn)橄戕r(nóng)第二定律告訴我們：信息傳輸率超過(guò)了信道容量，就不可能實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸。這時(shí)候的出錯(cuò)率是100%，是大家都出錯(cuò)，而不是個(gè)別人能傳輸成功。

這是在人群聚集情況下面臨的問(wèn)題，未來(lái)是萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，智能終端的數(shù)量會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，每個(gè)智能終端都會(huì)有一個(gè)SIM卡，要和基站通信。這時(shí)可想而知，網(wǎng)絡(luò)必然是癱瘓的。

4G網(wǎng)絡(luò)的缺陷是萬(wàn)物互聯(lián)的瓶頸。

（五）5G時(shí)代

從之前的1G到4G的發(fā)展過(guò)程中，都會(huì)給新的公司以機(jī)會(huì)。

有些來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)層，正如摩托羅拉、諾基亞、高通（蘋(píng)果、微軟）...另一些機(jī)會(huì)則來(lái)自應(yīng)用的場(chǎng)景，正如阿里、微信、頭條、美團(tuán)、滴滴（Uber）...

5G比4G改進(jìn)了哪里？

4G的網(wǎng)絡(luò)擁塞是因?yàn)樾畔⒌膫鬏斅蚀笥谛诺廊萘?，那么第一個(gè)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(kuò)大，頻段向上擴(kuò)展。

但是問(wèn)題又來(lái)了，頻段越高，就越容易被障礙物影響，怎么辦？

把基站建得足夠密才行，在4G時(shí)期每2-3公里建一個(gè)基站，在5G時(shí)期，則是在200-300米建一個(gè)基站。因?yàn)橄鄬?duì)于4G時(shí)期1公里的覆蓋范圍，5G每個(gè)基站的覆蓋半徑大概只有一百多米。

這時(shí)，在每個(gè)基站覆蓋半徑從1km降低到100多米的情況下，每個(gè)基站的覆蓋人數(shù)能減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣擁塞的問(wèn)題就解決了，而且給更多終端接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)留下了空間，讓未來(lái)的萬(wàn)物互聯(lián)成為可能。

5G發(fā)展時(shí)間軸

1984年——第一代無(wú)線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1979年，第一代無(wú)線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1G）在日本東京被正式發(fā)布。到1984年，1G無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)由日本電報(bào)電話公司(Nippon Telegraph and Telephone)在整個(gè)日本推廣開(kāi)來(lái)。

1991年——第二代無(wú)線通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1991年，2G在芬蘭的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)上投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，它帶來(lái)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于第一代提供的任何標(biāo)準(zhǔn)。

由于無(wú)線連接明顯改善，2G首次為移動(dòng)設(shè)備提供數(shù)據(jù)服務(wù)，包括SMS文本消息和數(shù)字加密對(duì)話。

第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)字語(yǔ)音通話的質(zhì)量，顯著降低了靜態(tài)噪音和背景噪音。

但更重要的是，2G為巨大的文化轉(zhuǎn)變讓路。文本信息、圖片信息和多媒體信息(MMS)成為可能，為人們創(chuàng)造了一種全新的交流方式。

2001年——第三代

作為發(fā)布前的測(cè)試，3G技術(shù)在2001年5月首次亮相。同1G、2G技術(shù)出現(xiàn)時(shí)的情況一樣，日本在2001年10月的時(shí)候，率先實(shí)現(xiàn)了3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

英國(guó)也緊隨其后，在2003年的時(shí)候，推出了自己的3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，然而由于當(dāng)時(shí)市面上支持3G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)還比較少，3G的大規(guī)模應(yīng)用也被相應(yīng)地推遲了。和記黃埔公司作為第一批研發(fā)出支持3G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)產(chǎn)品的制造商，在2003年的時(shí)候，推出了自己的3G手機(jī)，然而其售價(jià)高達(dá)400英鎊（約合人民幣3439元），這在當(dāng)時(shí)已是天價(jià)了。

根據(jù)BBC的報(bào)道，和記黃埔曾表示它的3G手機(jī)可以被用來(lái)“召開(kāi)視頻會(huì)議和報(bào)道足球賽事”。就像2G技術(shù)性能遠(yuǎn)超1G，3G技術(shù)在數(shù)據(jù)連接性能上的表現(xiàn)也遠(yuǎn)超2G，3G用戶可以使用像定位服務(wù)、收看移動(dòng)電視、參加視頻會(huì)議、看在線視頻這樣的新式服務(wù)。

2012年——第四代

2012年的時(shí)候，英國(guó)最早引入4G網(wǎng)絡(luò)，該國(guó)電信巨頭EE公司更是將4G服務(wù)覆蓋到了包括倫敦、伯明翰在內(nèi)的11個(gè)英國(guó)主要城市。

在剛發(fā)布的時(shí)候，EE公司表示它所提供的4G網(wǎng)速最高可達(dá)12Mbps，這比3G的網(wǎng)速足足快了5倍。然而，因?yàn)?G信號(hào)未能有效地覆蓋到全英國(guó)，它也遭到了許多英國(guó)人民的批評(píng)。

根據(jù)移動(dòng)數(shù)據(jù)平臺(tái)Ogury的調(diào)查，英國(guó)居民平時(shí)只有53%的時(shí)間能登陸上4G網(wǎng)絡(luò)，這讓英國(guó)成為歐洲地區(qū)4G信號(hào)覆蓋最差的國(guó)家，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西班牙和意大利。但對(duì)那些聯(lián)入4G網(wǎng)絡(luò)的用戶來(lái)說(shuō)，4G為他們提供了更高速的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，讓他們可以玩在線游戲，看高分辨率的視頻和電視節(jié)目，可以召開(kāi)質(zhì)量更高的視頻會(huì)議。

2008年——開(kāi)始探索5G

2012年——5G技術(shù)開(kāi)始涌現(xiàn)

2013年——三星宣布研發(fā)出5G網(wǎng)絡(luò)

2016年——谷歌計(jì)劃發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)

2016年——英國(guó)電信和諾基亞5G合作

2016年——三星和SK電信的合作成果

2016年——高通宣布第一個(gè)5G調(diào)制解調(diào)器

2016年——英國(guó)電信和華為建立5G研究伙伴關(guān)系

2016——在貝辛斯托克建造5G信號(hào)模擬器

2016年——華為和DOCOMO進(jìn)行全球首個(gè)5G大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2017年2月——三星研發(fā)5G射頻集成電路(RFIC)

2017年2月——三星宣布推出新的5G家庭路由器

2017年2月——諾基亞推出“5G First”

2017年2月9日，國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP宣布了“5G”的官方Logo。

2017年5月——威爾士將獲得3800萬(wàn)英鎊用于5G開(kāi)發(fā)

2017年10月-高通創(chuàng)造工作5G調(diào)制解調(diào)器芯片

2017年10月——威瑞森、高通和諾瓦泰爾無(wú)線宣布5G合作

2017年10月——倫敦金融城準(zhǔn)備開(kāi)展5G試驗(yàn)

2017年11月——工信部發(fā)布相關(guān)通知

2017年12月——國(guó)際電信標(biāo)準(zhǔn)組織宣布5GNR首發(fā)版本正式凍結(jié)并發(fā)布。

2017年12月——發(fā)改委發(fā)布相關(guān)基建通知

2018年2月——沃達(dá)豐和華為宣布成果

2018年2月——華為展示巴龍芯片

2018年6月——3GPP5GNR標(biāo)準(zhǔn)SA發(fā)布

2018年6月——5GNR獨(dú)立組網(wǎng)功能凍結(jié)

2018年6月——中國(guó)聯(lián)通公布了5G部署

2018年8月——奧迪與愛(ài)立信計(jì)劃率先將5G技術(shù)用于汽車(chē)生產(chǎn)

2018年11月——重慶首個(gè)5G連續(xù)覆蓋試驗(yàn)區(qū)建設(shè)完成

2018年12月——韓國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商推出5G服務(wù)

2018年12月——聯(lián)通新進(jìn)展

2018年12月——AT&T宣布將開(kāi)放5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

2019年2月——韓國(guó)規(guī)劃5G商用

2019年6月——中國(guó)5G商用拍照發(fā)放

2019年7月——中興宣布首款5G手機(jī)

2019年11月——中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商上線5G套餐

2020年1月——英國(guó)政府允許在5G網(wǎng)絡(luò)上使用華為設(shè)備

2020年3月——三星推出首款5G智能手機(jī)

2020年4月——covid19 5G陰謀論者在英國(guó)發(fā)動(dòng)攻擊