现代社会,智能手机可以说是人手一部。但是支持手机便捷的通信技术才是根本。从最初的 1G、 2G,到后来的 GPRS,再到 3G、 4G,如今,5G 时代也正在向我们挥手——有 人这样形容目前中国的通信业现状:“2G 已是过去式,3G 渐成过去式,4G 作为进行时,5G 正是将来时。” 1G-2G:观摩者
现代移动通信的发展史,最早可以追溯到上个世纪 70 年代。 贝尔实验室突破性地提出了蜂窝网络概念,也就是说,网络被划分为若干个相邻的小区,整体形状酷似蜂窝,以实现频率复用,提升系统容量。蜂窝的概念解决了移动通信中频率资源有限的问题,直接促进了 20 世纪 80 年代以后的移动通信大发展。
在移动通信初生的时代,通信标准五花八门。其中,摩托罗拉作为模拟通信技术的佼佼者, 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。 美国也掌握着 1G 时代的标准话语权和产业主动权。不过,那个时候由于不同国家的通信系统互不兼容,导致各国厂商的设备无法互通。比如摩托罗拉的通话设备,是无法呼叫到爱立信的用户的。因此,当初代的模拟通信技术被 2G 数字时代取代时,大家对于标准的制定和统一也有了更深刻的认识。
2G 时代主要采用数字时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种技术,分别对应 GSM 和 CDMA 系统。进入 2G 时代的欧洲各国不愿居于美国之后,欧洲几个通信巨头决定共同研究移动通信技术标准,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。 德国是第一个推出 GSM 网络的国家,法国、英国、意大利、西班牙等其他欧洲国家迅速跟进。到上世纪 90 年代中期,欧洲主要国家的 GSM 渗透率已达 80%。而在 1G 时代占尽先机的美国,则由于 CDMA 技术成熟太晚,失去了推广的先机。
同时,美国国内在 2G 制式选择上也不统一,直到后来高通主导的 CDMA 成为 2G 标准,但为时已晚,欧洲 GSM 标准迅速蔓延全球,远远把美国抛在身后。 欧洲 GSM 的领先,促进了欧洲无线产业的崛起,也为欧洲带来了显著的经济利益。 诺基亚和爱立信成为全球领先的通信设备商和手机厂商。 1997 年,摩托罗拉持续了 20 年的辉煌被来自欧洲的诺基亚终结。
3G:跟随者
1G 只可以传输语音,2G 能够传输数据后,增加了短信以及从网上下载内容的能力,而 3G, 带来了基于数据传输的服务——邮件、浏览网页、发送图片。事实上,这些我们现在常用的手机功能,比如聊天、看新闻、看邮件等,早在 2G 时代就有提供,只不过这些服务来自于运营商,而受限于网速和手机设备的限制,这些功能并不是那么好用。为了更好的服务体验。
1999 年,当诺基亚功能机还是街机的时候,欧洲已经开始部署 3G 基础设施。当年 3 月,芬兰成为世界上第一个发放 3G 运营牌照的国家。3G 初期的网络下载速度达到了 300k-2Mbps,是 2G 的 30 多倍。有人说,3G 描述了一个移动上网的未来。由于 3G 需考虑与 2G 有良好的兼容性。 欧洲与日本等原推行 GSM 标准的国家联合起来成立了 3GPP 组织 (3rd Generation Partnership Project),负责制定全球第三代通信标准。随后,3GPP 尽量绕过高通的专利,开发出了原理类似的 WCDMA。 高通则与韩国联合组成 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) 与 3GPP 抗衡,推出了 CDMA2000。人口最多的中国,也搞了一个 TD-SCDMA。几番争论试验后,大家发现 WCDMA 比高通的CDMA2000 更好用。于是欧洲迅速开始推行 WCDMA 成为 3G 唯一的国际电信标准,希望能够引领全球 3G 局面。但美国并不甘心再次被欧洲掌握局势。于是,美国和中国联合,TD-SCDMA和 CDMA2000 都进入了标准,形成了欧、美、中三足鼎立的格局。 同时,美国也一直没有放弃争取在 3G 时代的主导地位。当美国 Intel 推出采用了 OFDM(正 交频分复用技术)的 WiMax 后,美国逼着国际电信联盟再开专题会,希望使之成为第四个 3G 国际电信标准。不过,欧洲对此并不支持,而中国和欧洲结盟,美国“定标梦”碎。 “任何人可以随时、随地,利用移动电话或其他移动设备 (例如 PDA),打电话、上网;除了 传送语音之外,还可以传送数据、视频、电脑游戏……”这个如今司空见惯的景象,在 3G 初生的时代是一种极具想象力的创新。
为了让梦想照进现实,无数运营商为此掏出了巨额财富。 2000 年,英国政府首次用拍卖的 方式卖出了 5 张 3G 网络牌照,最便宜的一张牌照也超过 40 亿英镑,远超当时媒体的预期。随后,欧洲各国纷纷效仿,德国曾经创造了 505 亿欧元的单次拍卖纪录。仅仅是个牌照就花费甚巨,加之 3G 网络的前景并不明朗,导致欧洲运营商在建设 3G 网络时,一直犹豫不决。美国某个媒体以“泡沫的故事”、“一场欧陆大灾难”来形容欧洲 3G 愿景的幻灭。直到四五年后,欧洲运营商才逐渐恢复元气,开始建设 3G 网络。而直到 2004 年初才能发放 3G 牌照的美国,则因祸得福,拥有了更多余力与资金投入 3G 网络。很难说是时代造就了 3G,还是 3G 创造了时代。
2008 年,iPhone 3G 问世。与此同时,苹果新增了最重要的应用商店 App Store,用户可 以在该平台上下载安装应用程序,完全不用过问运营商的看法,开启了 App 生态系统的新时代。
此后,Android 的 Google Play 商店、诺基亚塞班系统中的 Ovi 商店、微软的 Windows Phone 商店相继出现。
4G:参与者
智能手机用户暴增,3G 时代真正迎来了用户的激增。移动互联网时代真正开始了。随后, 2G 时代的那些手机服务,完全被取代。而应用商店中不断出现的新产品则对网速有了更高更快的追求,催生了 4G 时代的来临。
4G 标准制定时,竞争全球 4G 标准的包括中国的 TD-LTE、 欧洲的 LTE-FDD,美国的 UMB 和 WiMax。而 Intel 的 WiMax 技术虽然很好很强大,自 3GPP 首版 4G LTE 标准于 2008 年 12月完成且于 2009 年 12 月全球首商用成功后,全球多数移动运营商抛弃了 WiMax,选择了 LTE。原因很简单,成本。 LTE 可兼容 WCDMA,且利用现有基站配套设备,而 WiMax 基站却要从头建起,还要考虑与网络的前后兼容性,一算账,LTE 标准很自然地一统江湖。 3G 和 4G 的改变,从用户的角度来看,主要仍然在于网速的变化。作为第一批被国际电信 联盟承认的 4G 标准,LTE 的下载速度能够达到 100Mbps,远快于 3G。
2013 年,中国工信部正式发布 4G 牌照。值得一提的是,LTE 相当大一部分的标准专利掌 握在中国通信厂商手中,中欧携手研发 LTE,使中国厂商在国际通信领域从 3G 时代的跟随
者,变成了 4G 时代的参与者。通力合作的中欧阵营,在 4G 时代实现大逆转。
5G:引领者
在 2018 乌镇世界互联网大会上,由中国网络空间研究院编著的《中国互联网发展报告 2018》蓝皮书发布。 其中数据显示,中国光纤用户占比居世界首位,全国 4G 基站总规模超过 340 万个,4G 用户数达 11.1 亿户,4G 用户渗透率进入全球前五。
如此庞大的 4G 用户,在 4G 向 5G 衍进时,为我国的通信企业争夺 5G 话语权打下了坚实的基础。随着华为中兴的打拼,国际电信市场中国的地位已经越来越不容小觑,中国人也逐渐从学习者转变成了标准的制定者。 5G 时代,中国进入全球领先梯队。
4G 的普及让我们拥有了更快的网速,互联网服务也被彻底普及,成为一个庞大的产业。人 们已经习惯于手机提供的种种服务——在线支付、手机听歌、手机看视频、用微信聊天语音等等。
数据显示,在中国,平均每个手机用户每天要看手机超过 3.5 个小时。有人说,4G 改变了我们的生活,但 5G 能改变我们的社会。与 3G、 4G 时代的多标准并存不同,5G 时代有望实现全球统一标准,因此,5G 标准的制定对于整个产业链的发展起到关键的指引作用。“超一流的企业,或者说最好的企业,会去寻求做标准,希望能够有更多的话语权,这样的话可以对这个行业有更大的影响力。”有业内人士犀利指出。
作为目前世界上唯一一家可以独立提供端到端完整供应链设备和技术的电信设备供应商,华 为以绝对的优势获得领先的地位,站在了全球 5G 技术的前沿。据统计,2018 年,华为获得了1680 项专利,其中 5G 方面的专利技术占到了 49.5%。德国专利数据公司 IPlytics 公布一份全球 5G 专利报告显示,华为是目前在 5G 标准中做出技术贡献最大的公司,排名全球第一位。这也意味着,5G 的建设想要彻底绕开华为,非常困难。
2016 年 5 月,在 3GPP 主办的 5G 标准投票会议上,全球通信企业对于未来 5G 使用的技术进行投票,其中分为长码、短码、控制码三个环节。华为的 Polar code 方案成为控制信道上行和下行的编码方案,赢得一席,这表明华为在 5G 时代掌握了一定的话语权。2017 年 12 月,非独立组网 5G 标准被冻结(这可以让一些电信运营商在已有的 4G 网络上进行改造,在不做大规模设备替换的前提下,将移动网速提升到 5G 网络,也即 1000M 的速率); 2018 年 6 月,独立组网的 5G 标准被冻结(这可用于设计制造专业 5G 设备以及网络建设,单独建立一张全新的 5G 网络,满足超高视频、 VR 直播等对移动带宽有高要求的业务,而
无人驾驶、工业自动化等需要高可靠连接的业务也有了网络保证);2019 年 12 月,将完成满足 ITU 全部要求的完整的 5G 标准,添加了对大规模物联网场景的支持。届时,整个 5G 组网方案将会全部确定,各种终端设备才能陆续大规模商用。
许多国家和地区对 5G 商用高度重视,美国、欧盟、韩国、日本、中国均计划在 2019 年下 半年展开 5G 网络商用部署,2020 年正式商用。 各国的热情并不难理解,据高通报告预测,到2035 年,5G 将在全球创造 12.3 万亿美元经济产出。另一份报告则显示,我国 5G 商用前五年直接带动经济总产出将超过 10 万亿元,经济增加值将超过 3 万亿元,直接新增就业岗位将超过300 万个。
工信部副部长陈肇雄此前对媒体表示,我国 5G 整体研发水平位居全球第一梯队,全球 5G 进入产业化全面冲刺阶段。“5G 商用将形成万亿级的产业规模,有效带动上下游产业的升级更新,促进产业链整体水平快速提升。”
从 5G 产业链来看,行业上游包含基站、天线、光缆、芯片、射频器件等通信设备商,中游 则是各大电信运营商,而普通用户直接感受的是手机等各类终端设备商。据 HIS 分析,5G 手机上市后手机价格会比非 5G 手机价格高出 20%。此外,多家市场机构预测,车联网、大数据、云计算、智能家居、无人机等典型的物联网细分行业,在技术和应用层面上已相当成熟,随着 5G正式商用,网络问题将迎刃而解,上述服务将顺利应用,相关产业则将迎来快速发展期。5G 时代,中国大有可为。