1G到5G的标准之争  演绎一部惊心动魄的移动通信史

时间:2018-12-27 16:11 来源:通信信息报 作者:叶菁

现代生活离不开移动通信,从信息的生成、传输到接收,网络通信的背后蕴含着数不清的闪光智慧。从1G到5G的演进,时代的转换一幕接一幕,关于通信标准的江湖纷争波诡云谲、激烈异常,最终汇出了一部波澜壮阔的移动通信史。

曾经的移动通信设备商,有阿尔卡特、爱立信、华为、LG、朗讯、摩托罗拉、北电、 诺基亚、富士通、西门子、NEC、 三星、中兴……十多家巨头林立,如今只剩下华为、爱立信、诺基亚和中兴四大主流玩家,那些曾经伟大的公司从辉煌到陨落都经历了什么?如今,美国的移动通信设备商几乎全军覆灭,在云和端(芯片)上具有绝对优势的美国已失去对“管”的绝对掌控,他们在焦虑什么?路漫漫其修远兮,从1G到4G,通讯标准的争夺历史中,有无数我们看不到的血与泪。5G时代,一场新的信息革命即将启幕。

1G时代,群雄逐鹿,摩托罗拉一枝独秀

1G时代,作为移动通信开天辟地的时代,群雄逐鹿,山头林立,通信标准五花八门。1979年,日本推出800MHz的汽车电话系统(HAMTS),并在东京和神户投入使用。1983年,美国先进移动电话系统(AMPS)首次在芝加哥投入使用。1984年,西德建成了C Network,频率范围为450MHz。1985年,英国开发了全面接入通信系统(TACS),首先在伦敦投入使用,然后应用于全国,频率范围为900MHz。法国部署了450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统(MTS)。与此同时,包括瑞典在内的四个北欧国家开发了NMT-450移动通信系统……

尽管1G标准各式各样,但1G时代的王者非摩托罗拉莫属。如果说当年AT&T是有线通信之王,摩托罗拉就是移动通信的开创者。摩托罗拉不仅发明了第一步模拟移动电话大哥大,而且还是AMPS系统的主要设备供应商。摩托罗拉作为模拟通信技术的佼佼者,在移动通信及电脑处理器领域中都是市场先锋,更在1989年被选为世界上最具前瞻力的公司之一。

但由于摩托罗拉未能随市场趋势转型,押错宝最终轰然倒下。摩托罗拉加入到铱星计划的研发,付出26亿美元的代价和大量的人力物力最终一无所获,这成为它走向衰败的分水岭。每况愈下的摩托罗拉最终在2011年8月将它的手机业务以125亿美元出售给谷歌,此后还分别被分拆卖给Arris和联想集团。

2G时代,GSM与CDMA之争,GSM占先发之机

1G时代,以AMPS和TACS为代表的模拟移动通信系统取得了巨大成功,但由于采用落后的模拟和频分复用(FDMA)技术,存在容量有限、系统太多、系统不兼容、通话质量差、易被窃听、设备昂贵、无法全球漫游等众多缺点。随着人们对移动通信的要求越来越高,业界提出向2G数字时代发展,以代替1G模拟通信。

摩托罗拉垄断了1G,也意味著第一代通信标准把持在美国人手里。2G时代,欧洲不甘落后于美国,考虑到欧盟国家太小,单打独斗难以与美国抗衡,于是吸取了1G时代各自为政的失败教训,于是欧盟联合起来成立了GSM,以快速形成规模向全球推广,在2G时代占据主导优势。1991年,欧洲开通了“全球行动通讯系统”(GSM,Global System for Mobile Communications)。GSM标准采用了TDMA(时分多址技术),在传输速率和开放性上完胜1G模拟通信,很快便成为2G时代的主流标准。

不过,随后美国高通也宣布了他们让多个用户同时共享频道,且能让运营商建更少的基站的办法,以求在竞争上扳回一局。高通的办法是,将用于军事通信的CDMA技术应用于商业手机网络。CDMA,即码分多址,它通过不同的扩频码来实现多用户在同一时间同一频率上共享。不过,CDMA起步毕竟较GSM晚了一步,加之美国国内资源又被分散,CDMA失去了大半江山。

3G时代,高通成通讯霸主,CDMA逆风翻盘

高通的CDMA技术在容量与通话质量上皆优于欧盟GSM的TDMA技术;但GSM已早一步布署基地台,并于短时间内快速推行于全世界,以致资源相对薄弱的CDMA在当时是雷声大雨点小,高通也一度陷于危机之中。

在3G 时代,高通的局势却大大地逆转了回来。究其原因在于高通的专利布局之战。高通围绕功率控制、同频复用等技术构建CDMA专利墙,将所有有关CDMA技术的专利纳入麾下。2G-3G时代,CDMA标准的霸权地位让高通CDMA制的芯片大卖,同时高通高集成度的芯片技术让更多手机厂商采用CDMA标准。标准的推行反过来又推动更多芯片的销售,形成正反馈,最终造就了高通不可一世的行业地位,带领美国完成对GSM标准的逆风翻盘。

4G时代,中国成为游戏规则的制定者之一

面对人民日益增长的视频聊天交友需求,3G网速显然很乏力。恰逢4G核心正交分频多工(OFDM) 技术逐渐成熟,传输速率是 CDMA 的十倍以上,同时还绕开了高通的 CDMA 专利,这无疑是个一箭双雕的历史机会。

国内通信业意识到光做产品和品牌难免受制于人,只有制定游戏规则的人才能真正地立于不败之地。于是,在得知欧洲采用 FDD 之后,中国立马开始主攻不同双工模式的 TDD,最终做出了TD-LTE。这是第一个中国主导的,具有全球竞争力的4G标准。凭借这个标准,中国拉拢了印度,日本,甚至美国的一些运营商。

过去中国在通信标准上都是跟在欧美两大传统通信巨头后面,如今华为、中兴在国际通信市场打下一片天,地位早已今时不同往日。4G时代,在 TD-LTE 标准的推动之下,中国的全球通讯地位更上一层楼。这个时期,我国手机品牌如华为,小米,oppo等迅速发展,开始与全球手机巨头三星,苹果同台竞技。

5G时代,全球迎接通信的新时代

从1G到4G的演进,几乎每十年就会推出一代新的标准,各家厂商在通讯标准之争上宛如军备竞赛一般的紧张刺激。5G也不例外。在5G全面商用之时,必须达成资料传输更快、更大量、更不耗电的目标。现阶段的4G网路已无法满足这些需求,故人们对于5G标准的呼声越来越高;在笔电、手机等终端装置的技术与市场皆已高度成熟、再难以看到成长的情况下,大厂们无一不期盼5G网路能带来更多新型态的服务和应用,一如当年3G网路与智能手机的相辅相成。可以说5G的出现,将对于半导体产业和终端应用产品造成革命性的波澜。

5G的诞生,将进一步改变我们的生活和社会,推动一场新的信息革命。5G就要到来,让我们拭目以待。

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