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从电报到5G 细说60年移动通信史的7个变革

通信史已经有60多年时间了,从电报发展到5G,历经了7个时代变革。你知道电话“发明者”贝尔是一个小偷吗?你知道摩托罗拉在0G时代就已经崛起了吗?你知道我国哪个地方第一个开通移动通信网吗?高通的崛起是在哪个时代?苹果很早就看懂应用经济?今天,我们不止介绍5G,还要给大家介绍通信史这60多年来的7个时代发生了什么趣事。

从电报到5G 我们经历了7个时代变革

01 电话“发明者”贝尔居然是小偷?

关键词:贝尔、AT&T、贝尔实验室

早在1871年,意大利人安东尼奥·梅乌奇就开始为自己的Teletrofono电话系统去申请专利,他花10美元买了需要每年更新的专利权。3年之后,他无力付费,也就开始电话发明者是贝尔的丑闻。

贝尔并不是电话的发明者

实际上贝尔和安东尼奥·梅乌奇曾经在一个工作室工作过,随后由于安东尼奥·梅乌奇无力支付专利权的费用,于是贝尔和格雷在安东尼奥·梅乌奇不知情的情况下,带着关于电话的所有技术文档去美国专利局申请了终身专利。

贝尔随后通过商业运作手段收购了格雷的一些内容,收购了爱迪生的技术,成为了电话技术的拥有人。贝尔一直宣称自己是电话的发明者,直到2002年,美国众议院才正式把电话发明权交还给安东尼奥·梅乌奇。

AT&T现在仍然是通信巨头

虽然是通信史上的一大丑闻,但是贝尔这个“小偷和骗子”实际上对通信事业的发展奠定了坚实的基础,比如成立了贝尔电话公司。贝尔电话公司作为第一家公众电话服务公司,将电话推广给普通大众。全球知名的通信巨头AT&T就是从贝尔公司分离出去的,反垄断拆分了这么多次,AT&T仍然是巨头,可想当年的贝尔电话公司的影响力。

1964年贝尔实验室做出的“可视电话”

贝尔实验室是AT&T收购西方电子公司一个研究部门后成立的,很多早期的通信技术都是在贝尔实验室研究成果上发展的。可以说,贝尔和贝尔电话公司、贝尔实验室对移动通信的奠基和发展起到了至关重要的作用。

题外话,现在的贝尔实验室已经变成一个小研究机构,比如研究5G相关技术等等,早就失去了往日的辉煌。

02 0G时代:成就了摩托罗拉

关键词:汽车移动通话、摩托罗拉

在1G之前,实际上还有个0G时代,也就是第0代移动通信。在1950年代,就已经有了移动通信技术,但是并没有成为可运营的业务,而是一种固定电话的无线延伸。用户所使用的仍然是固定电话号码,运营服务商也是提供的固定电话网络服务,但是无线连接能力则是一种增值服务。

汽车移动电话

大家知道这种无线连接需求实际上是来自于汽车吗。美国的汽车工业发展很早很快,很多家庭在早期就拥有汽车,大家都希望在汽车上也可以像在家中一样实现打电话的操作。于是,摩托罗拉登场了。

摩托罗拉车载收音机

大家知道摩托罗拉实际上是坐汽车收音机起家的吗。在制造车载半导体收音机的过程中,摩托罗拉从中获得了无线通信技术。当汽车车主有大量无线通信方面的需求时,摩托罗拉敏锐的抓住了这次机遇,从此崛起,成为车载移动电话领域的领军者。

当时车载电话的一个频段只能一人独享

由于摩托罗拉产品的支持,美国伊利诺伊州开通了当时全世界最大的无线通信系统,这个系统使用64个频段覆盖全城。但是这个通信系统也有自己的问题,因为它的频段具有独占性,也就是一个频段只有一个人可以使用进行无线通信,其他人只能选择另外频段。所以说,只有64个人可以同时进行通话,而且一旦超过天线覆盖范围,通话就被迫中断了。

不过在当时来看,能够实现无线通信,已经是人们最大的幸福了。我们那会才刚刚建国不久。

03 1G时代:蜂窝诞生,广东省第一个开通

关键词:蜂窝移动通信、大哥大、广东省

20世纪70-80年代,来到1G时代,也就是第一代移动通信时代,我们的蜂窝移动通信系统诞生了。这个构想是摩托罗拉和贝尔实验室共同完成的。蜂窝让我们来到了真正的移动通信时代,当时最牛的产品莫过于大哥大,如果你的家庭当时就拥有大哥大,笔者也要对你们的财富竖起大拇指。

蜂窝移动通信

蜂窝移动通信,就是把一个天线所覆盖的通信区域分成若干通信单元,命名为扇区,相邻的扇区之间采用不同的频率,相隔的扇区可以重复使用频率,扇区的连续覆盖组建了整个的通信网络,就好像蜂窝一样。

在这项技术下,用户可以得到连续的移动通信服务,因为不同扇区与移动终端可以在基站控制器的指挥下进行平滑的频率切换。并且因为频率可以重复使用,因此可以同时进行通信的人数瞬间激增。但是1G带来了一个新的问题,就是贵,因为建造基站等成本均摊到用户身上,造成费用的高升。这的后果就是严重的影响到了1G的普及程度。

我们买不起大哥大,也用不起大哥大

画面转到我国,我国的广东省是全国第一个开通移动通信网的地区,当时是1987年11月。首批的入网用户只有700人,当时的电话售价就高达20000元,这只是公开价格,黑市上的价格已经炒到了50000元。当时入网的费用是6000元,每分钟通话费用6毛钱,也就是说1小时的市内通话费用就高达80元。那个时代,一个普通家庭的月收入也没有1小时的通话费用高。

另外,1G时代除了贵这个元素之外,当时也只能进行通话服务,还没有短信的服务出现。

04 2G时代:摩托罗拉的铱星计划如何失败的?

关键词:CDMA、GSM、摩托罗拉“铱星计划”、诺基亚

20世纪90年代,来到了2G时代,也就是第二代移动通信。2G网络不仅能够对呼叫加密,还能更有效地利用无线频谱,并提供与拨号互联网或早期DSL服务类似的数据传输。

2G时代涌现了很多技术构想,比如时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术。当时流行的GSM就是一种时分多址技术。2G时代就是这两种技术的相互竞争,但是这里我们还是要说,CDMA比TDMA具有更多的优势,比如系统容量大、通话质量高、没有频率干扰、建网成本低。

GSM和CDMA两种制式

与此同时,在2G时代,还有一个摩托罗拉的“铱星计划”,试图另辟蹊径来解决移动通信问题。

什么是铱星计划?就是仿照铱原子的77个核外电子,翔外太空发射77颗卫星,实际上通过计算只需要66颗,当地球充当原子核,让铱星像大蜂窝一样覆盖全球范围。这样在地球上进行通信,只需要通过卫星的两跳就能够进行连通。

SpaceX CEO马斯克的铱星计划图,意思一样

这个计划的优势就是在地球的任何一个角落都可以被覆盖到,不论是沙漠、海洋、无人区,都能够进行通信。铱星计划的总投资额是34亿美金,不论是当时还是现在,都是一笔巨款。实际上,摩托罗拉在1998年拿到了这34亿美金的投资,成立了铱星公司,并且66颗卫星已经上天。但是计划最终失败了,为什么?

计划的失败,就是通信技术发展方向的问题。因为任何公司都有自己的利益追求,你想成立一个全球联盟化的通信网络,需要让非常多实力雄厚的本地通信公司放弃自身利益,这是大家都无法做到的。另外,由于政治因素,这种全球范围内的联盟也是不可能延续下去的。也就是卫星上天了,但是没有人支持这个计划,所以最终计划流产。不过铱星公司还活着,只是经营惨淡,做一些边缘化的业务。

你们还记得我吗?我可是当年的芬兰巨头诺基亚

当然,2G时代不仅仅有摩托罗拉的兴衰,还有芬兰手机巨头诺基亚。当年的诺基亚,卖手机的速度和利润是你无法想象的。但是从3G时代开始,诺基亚没有跟上智能机的脚步,逐渐淡出大家的视野。

05 3G时代:苹果iPhone的诞生,高通的崛起

关键词:苹果iPhone、高通、移动互联网

21世纪初,也是我们这一代人真正经历的手机时代,就是3G时代,也就是第三代移动通信。3G时代,手机正式进入智能机时代。当时的安卓系统和苹果系统都开始起步,干掉了诺基亚这种老牌手机巨头,一批新生的品牌开始迅速崛起,比如三星、苹果等等。

苹果iPhone 3G手机

在2G和3G的过渡初期,每个国家的移动通信都有很大的差别,并且目标想法也没有一致性。在1996年的时候,国际电信联盟ITU带领各国达成了通信系统构建蓝图,IMT-2000,这就是第3代移动通信系统3G。后面的4G和5G也是在这个基础上进行的演变,4G是IMT-Advanced,5G是IMT-2020。

有了3G,也就开创了移动互联网和智能机时代。我们的微信QQ、微博都可以在手机上进行操作了。同时一大批智能手机也开始相互抢占市场,其中最著名的莫过于苹果iPhone。

除了iPhone,还有很多著名的3G手机,还记得谷歌Nexus系列吗?

在支持3G的iPhone推出之前,诺基亚的很多手机已经支持3G网络,同时日本的3G发展更是快的惊人,当年的夏普手机成为了很多人的梦想。在支持3G的iPhone出来之后,谷歌原生的Nexus手机也是非常出名,三星也是在手机方面快速崛起,而当时的国产手机并没有现在这么硬气,而是被各种外国巨头打压。

3G的资费下降,带来了一大批APP应用程序

随着3G资费的下调,带宽速度的提升,智能终端的普及,越来越多移动应用开始崛起。3G用户快速增长为移动互联网产业链各个环节提供了巨大空间。新的移动互联网公司和APP公司也如雨后春笋一样发芽,当时也是创业的好时机。我们现在的很多APP应用,都是从3G时代起步的,不过经历了很多次的洗牌之后,最终存活下来的这些移动互联网公司都拥有强大的实力。

苹果很早就抓住机会,发布了App Store应用商店

不过全球范围内,在应用方面做的最好的莫过于苹果公司,从2008年7月发布支持3G的iPhone之后,苹果就开始重视应用经济,随后发布了App Store应用商城。不过中国用户真正开始热衷于移动应用,是从苹果iPhone 4推出之后开始的。iPhone 4是移动互联网崛起的一个标志。当时iPhone 4带来的性能和功能让竞争对手安卓系统倍感压力,但也获得了快速发展。至今,苹果App Store仍然占有苹果盈利的很大份额。

高通公司股票和业务大涨

而在硬件方面,除了智能手机之外,还有一个品牌不得不提,那就是高通。1997年,高通公司上市,当时的股价是14.32美元。作为当时具有最先进技术的唯一芯片提供商,高通公司在3年后的股票价格暴涨到237.35美元,业务增长率达到了2621%,数字着实恐怖。通信标准决定了通信产业的商业价值分布,因此也就成就了当时的高通公司。

自高通的成功之后,大家明白了通信标准建立的重要性,以及带来的未来商业价值和商业利益。自此,标准之争进入白热化。

在3G时代,CDMA标准也从此中断。由于3G时代通信业务发展快速,CDMA就白扩了很多技术弱点,比如信号衰弱快,建造更多基站带来的成本上升;通信质量也因为用户增加而受到影响;传输带宽消耗大,频率资源浪费严重等等。高通公司针对这些问题也提出了UMB技术,但是由于产业价值越来越小,2008年变终止研发,CDMA止步于此。

06 4G时代:视频时代来临,手游爆发

关键词:直播、短视频、手游

2013年12月,我国正式发放4G牌照,预示着我国的4G正式到来。2014年,4G大众化,很多用户都是从这一年开始,使用上了4G。笔者其实没怎么用过3G,可以说是从2G直接迈向了4G。

京津城际高铁率先覆盖4G网络

2014年1月份,京津城际高铁实现移动4G网络全覆盖,这是全国首条实现4G网络覆盖的铁路线,当时下载一部2GB大小的电影只需要几分钟。同年7月份,中国移动表示大力加快4G的建设和服务,降低4G的资费门槛,流量便宜了,更多的人开始用上4G,4G的普及速度加快。

著名的手游《王者荣耀》

2015年,4G用户数量暴增,著名的手游《王者荣耀》也是这个时间上线的,基于4G的网速,大家可以很流畅的在游戏中进行厮杀。

2016-17年,我们的家用宽带提速,并且资费下降,很多人都已经接入200M速度的光纤。同时4G更加普及,得益于移动互联网和4G速度的表现,人们已经习惯于使用智能手机进行日常的视频和资讯的浏览,自媒体也开始爆发式的增加。

高通骁龙855芯片

2018年,工信部的调查报告显示,4G的用户总数达到了11.7亿户,占移动电话用户的73.5%。这一年,高通发布基于5G技术的骁龙855芯片。同时手机厂商也公布了5G的手机规划。

2019年,来到了5G元年。

实际上我们现在的用户仍然享受着4G带来的福利,这几年间,很多基于4G发展的移动互联网行业开始快速的崛起,其中最著名的就是手游和视频。

直播、抖音都是依赖于4G才兴起的

不知何时,小姐姐们都开始架好手机、打开补光灯,在家中进行直播。不知何时,抖音成为了全球用户前十名的APP,短视频仍然呈现上升的发展趋势。不知何时,吃鸡比王者荣耀更红,更多的人已经关掉家中的PS4,拿起手机与好友联网游戏。

实际上,4G带来并不是网速的革命,而是带来了很多基于移动通信的新兴行业。尤其是在4G流量现在已经非常便宜的时代,很多人都已经彻底离开了家中的Wi-Fi,而是在户外用手机4G来观看资讯、观看视频、打游戏。4G带来的不止是革命,而是更多的基于移动互联网的产业。

物联网开始起步

对于新产业,不得不提的就是物联网。2009年物联网的概念正式形成,随后的增速远远超过移动互联网。2020年,全球物联网的连接数量将会超过500亿的规模。自此,移动网络的本质发生了改变,日常通信、娱乐、信息服务这些需求已经只是一部分了,而更多的是可以满足各种设备之间的数据传输需求。

然而对于物联网,4G的速度仍然不够,因此,5G来了。

07 5G时代:未来

关键词:万物互联、无人驾驶、VR和AR

2019年,是5G的元年,也就是第五代移动通信技术。在5G时代,我们国家终于硬起来了,与欧美同时研发5G技术和5G芯片,甚至我们还是领先的,因为现在我们5G的专利占了全球的34%,华为和中兴贡献巨大,扬我国威。

我们中国在5G时代终于领先了

网上关于5G通信技术、基站技术、芯片技术等等方面的介绍文章铺天盖地,这里也就不重复了,枯燥的技术帖大家其实也不爱看,我们还是来看看5G到底有多快,5G能帮我们改变什么?

5G网络的真实速度测试结果

5G很快,5G的带宽很大,是4G的20倍。因为现在已经有部分区域开通了试运行的5G网络,通过一些手机品牌的实测,5G的真实下载速度接近100MB/s,4G的下载速度约是10MB/s,也就是说5G的终端下载速度是4G的10倍,达到了家用1000M光线的水平。

5G能带来什么,由于5G网速飞快,因此可以实现几乎零延时的连接,我们日常看图片、看视频这种简单的应用就不用多说了。以目前的应用来看,5G对于万物互联、自动驾驶、AR和VR这几个方面的作用更加明显。

万物互联已经不再是说说而已

万物互联,也就是物联网的概念,我们日常生活中的各种物品,可以通过联网到手机、汽车这些终端上,实现远程的操作和服务。在2019年上海车展上,就已经体会到很多车联网带来的便利,不仅可以在车内寻找停车场、加油站,在车内订餐、订酒店,也可以在车内操控家中的很多电子设备的运作。这些操作都要依赖无线传输的速度,也就是依赖5G。

自动驾驶方面,目前的4G网络很难有效地支持自动驾驶需要的超低的时延、高可靠性的车辆控制信令,也无法满足自动驾驶可能需要的海量的数据回传。5G将会解决这些问题,目前5G网络是被认为可以支持L5级完全自动驾驶技术的解决方案。

自动驾驶的超低延迟需求也依赖5G网络

试想一下,很多电影中都有关于未来世界自动驾驶的画面,人们不需要自己操控汽车、火车、飞机这些交通工具,因为自动驾驶已经完全可以应付这些问题。由于是自动驾驶,一些危险行为、拥堵等等不利因素也会消失。不论是公交车、高铁、快递运输等等,都由自动驾驶完成,多么美好。

AR在生活中的应用场景

再有就是AR和VR,很多人认为这个和我们生活无关,实际上是息息相关的。比如未来的购物模式就是一部手机完成整个购物过程,我们通过手机来寻找我们需要的物品,通过AR或者VR技术来看到这个物品实体的样子,比如衣服穿在身上的效果之类,这样的购物模式你喜欢不喜欢?而VR和AR对于传输速度也有很大的需求,刚好5G可以解决这些问题。

5G还可以推动高分辨率视频发展

5G还有很多优势,比如推动4K或者8K视频的普及,推动物联网下的自动化制造工厂的发展、推动具有AI功能的金融服务发展等等,总之5G带来的改革,就是让我们的生活,与科幻电影中的未来场景接轨,让我们提前享受到电影人生。

接下来是泼冷水的阶段,目前5G在刚起步的阶段,不论是5G套餐的资费还是5G手机终端,价格都是一般用户很难接受的,就像是当年只有富豪才用得起大哥大。如果普通大众都能用得起5G,至少还要等2年左右。

5G来了,你准备好了吗?

科技改变生活,科技推动我们进步,现在5G已经来了,你准备好更换5G了吗?

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