真正的5G是什么:5G让人类进入移动通信时代

如果我们将时间幅度拉长来看,来看移动通信的发展变化,人类的通信最开始是面对面的交流,最早的远距离通信是用狼烟传递敌人来了的消息,更成熟一点的通信方式是把文字写在纸上,通过驿站运输的方式将消息传递给别人。驿站通信是过去很长时间内最先进的通信系统,但是它的缺点也十分明显:不能做到实时通信。

人类最早出现的实时通信是通过电报的方式传递基本信息,后来出现了固网电话。相较于需要编解码过程、具有滞后性的电报通信,电话可以直接传递信息,但无论是采用铜线还是光缆,固网电话都会受到使用场景的限制,所以我们需要找到一种新的技术,可以随时随地实现实时通信。

1G:人类进入移动通信时代
第一代移动通信的想法是在1939年的万国博览会上,由美国当时最大的电信运营商AT&T提出的。这个想法被美国联邦通信委员会(FederalCommunicationsCommission,FCC)驳回了,因为就像盖房子必须要有地一样,做移动通信技术必须要有频谱,而当时合适的频谱通通掌握在科研机构、军事部门、警察机构、广播电视台等手中。

这件事情搁置了30年。1969年,电视技术由无线过渡到了有线。因为有线传输更加稳定、品质更高,所以很多电视台退回了它们拥有的频谱,此时移动通信才有了可供使用的频谱。美国的通信管制部门联邦通信委员会想到,可以把这些频谱用于搁置了几十年的移动通信,这才开始推动AT&T开发移动产品。

这时,美国另外一家公司也开始了民用移动通信的研究,这家公司就是摩托罗拉,该公司最开始在军用通信领域有一定的技术积累。摩托罗拉移动通信的负责人马丁·库珀要求技术部门45天设计出一款手机,这就是世界上最早的一部概念手机。

直到1973年,手机才正式定型,当时一个基站只能同时支持四个人打电话,手机和基站连接后才能打电话,基站显示是红灯就是被别人占了,绿灯就可以给别人打电话。

此时需要寻找新的技术和办法,以支持更多的人同时打电话。这时出现了一个非常重要的事件,AT&T成功建立蜂窝状移动通信网,并使用AMPS技术,在芝加哥开通了第一个模拟蜂窝商业试用网络。什么是蜂窝技术?就是一个基站覆盖六边形的蜂窝区域,每个基站使用相同的频谱,采用频谱复用的方式,使得频谱可以重复使用,达到很少的频谱大家可以重复使用的效果。

此时的电话才真正可以商用。世界上第一个商用移动通信网于1979年在日本建立,此后的两年,巴林和北欧也开始建立蜂窝式移动通信网。因为移动通信不需要拉很多线到每家每户,再使用交换机连接,所以对于新兴经济体而言,移动通信的建设成本要远远低于固话成本。

但有趣的是,此时的美国仍未开始建设移动通信。出于市场竞争的理念,美国联邦通信委员会用多年时间审查,希望找到一个全面公平的移动通信竞争环境。1981年3月,AT&T和摩托罗拉还在苦苦等待。从时间上看,美国人研究蜂窝式移动系统最早,但最早应用的却是其他国家,对此,美国人觉得难以接受,甚至认为是“奇耻大辱”。不过,真正解决这个问题,还是需要一些技巧。怎么办?他们最后也用了打通人际关系,“走后门”的做法。

现在看起来,当时的处理方式十分有趣。摩托罗拉公司的首席执行官鲍勃·加尔文和当时的美国副总统乔治·布什是老朋友,一次,他给布什打电话,说要带自己的小孙子去布什办公室。在办公室聊天时,加尔文问布什:“你见过手提电话吗?”布什说:“不,我没见过。”

加尔文就拿出他的手机给布什,让布什给他的太太芭芭拉打个电话,布什于是用手机和太太聊了好一会。很显然,布什被这个新产品打动了,作为消费者,他第一次感受到手机竟然如此方便,于是他建议应该让罗纳德也看看这个手机。加尔文没还反应过来,问哪个罗纳德,布什说就是当时的总统罗纳德·里根。

随后,加尔文去见了里根总统,里根看了这个手机,问:“这个东西做得怎么样了?”
加尔文说:“我们很久前就可以上市了,但是阁下的联邦通信委员会却不让动。”
里根转身对秘书说:“给他们打个电话,让他们立即颁发上市许可证。”
两个月后,已经推迟了8年、不断讨论的许可证终于颁发了,美国由此得以进入移动通信时代。此时,相对于世界上最早的蜂窝式商用移动通信网,美国迟了两年。

就这样,人类开始了移动通信时代。当时我们并没有代的概念,现在来看,那个以模拟通信为基础的就是第一代移动通信,今天被称为1G。

蜂窝移动通信毫无疑问是移动通信史上的一次重大革命,整个20世纪80年代,模拟蜂窝系统在欧洲和美洲得到广泛应用(见表1-1)。相比较西方国家和亚洲发达国家,移动通信的步伐在中国稍显缓慢。1987年11月18日,我国首个TACS模拟蜂窝移动电话系统在广东省建成,与此同时,我国第一个移动电话局也在广州开通,第一代模拟移动电话进入中国,那种价格昂贵体积庞大的手机被人们称为“大哥大”。

1G时代实现了移动电话语音传输,我国移动电话公众网由美国摩托罗拉移动通信系统(A系统)和瑞典爱立信移动通信系统(B系统)构成,即A、B网。A、B网之间是不通的,所以当时的手机是不可以漫游的。如果你在北京要去石家庄出差,因为两地都是A网,所以可以接通;如果你在北京要去成都出差,因为成都是B网,所以不能接通。移动手机功能仅限于语音通话,身躯厚实笨重,因此也俗称“砖头手机”。

彼时,手机市场由摩托罗拉和爱立信公司一统江湖,最典型的就是20世纪末香港警匪片中出现的摩托罗拉3200以及市场上的8000X。这一批大哥大机型问世以后,在广州立刻供不应求,而一部手机的价格高达2万元以上,对于当时平均月薪不到百元的普通老百姓而言,是望尘莫及的稀罕物,因此,在那个年代,“大哥大”在很大程度上是财富与地位的象征,首批移动电话使用者仅限于商务人士、政府高层官员。

1987年,广州邮电无线分局借全运会的契机,以“试点”名义,推出首批100部模拟移动电话。一位20多岁的小伙子徐峰凭借着在邮电局供职的亲戚帮忙,成为中国首位手机用户。据当事人回忆,当时邮电局的人并不知道手机的价格,只叫他押下一张2万元的支票。押下支票后,徐峰拿到了一部NEC模拟手机,拨打电话还需要拉出天线。怀着兴奋的心情,在周围人好奇的目光里,徐峰用手机打出第一通电话到香港,令大家惊讶不已,虽然在最初半年还没有所谓的漫游,但足以令徐峰自豪万分。

1G时代的模拟移动通信,手机通话质量欠佳,常常需要对着手机大声说话,而这一举动反而引来周围人的注意,紧跟着便是人们羡慕的目光。而就是购买这样一部手机,还需打通运营商的各种关系,排长队,反复打申请报告和盖章。2016年,已经是广东中海集团董事长的徐峰在接受记者采访时,回想起自己第一次拿到手机的情景,脸上依然洋溢着自豪。

第一代移动通信主要用的技术是模拟通信。所谓模拟通信,就是把我们的声音变成电波,通过电波传输,再将电波还原成声音。所以第一代移动通信存在着品质差、安全性差、易受干扰、频谱利用率不高等缺点,但它建立了移动通信最基本的能力,比如说蜂窝通信、频谱复用等核心技术手段。

1G时代解决了最基本的通信移动性问题,在以后的岁月里,移动通信产业还要经受一系列变革。模拟蜂窝技术和砖头手机在带给人们惊喜的同时,也暴露出严重的弊端:模拟技术存在容量小的问题,手机盗号现象猖狂,在实现移动通信的基础上,人们对于价格、通话质量、异地或跨国漫游的期望也随之而来,然而这些都是1G无法满足的。1999年,A网和B网正式关闭,数字通信应运而生。

来源:《5G技术》.5G是什么

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2020-08-29
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