行動電話網“大哥大”開通使用

在33年前的今天，1987年11月18日(農曆1987年9月27日)，行動電話網“大哥大”開通使用。當年的“大哥大”1987年11月18日，具有八十年代國際水平的珠江三角洲行動電話網一期工程竣工，在廣州開通使用。珠江三角洲行動電話網的建設分兩期進行。第一期是廣州工程，第二期是珠海、深圳工程。廣州系統於當年八月開始安裝，經中外工程技術人員的通力合作，用三個月時間全部安裝調測完畢，交付使用，它標誌著廣州開始進入立體通訊時代。這次從瑞典引進的蜂窩狀行動電話裝置，兼備有線電話和無線電話功能，並具有程控電話的一切功能。持機者在約三百五十平方公里有效範圍內，隨時隨地都可以打電話，並接受他人來話。它將給人們的通訊帶來更大方便。人們在汽車上、火車上、輪船上、行走中都可及時傳遞和交換資訊。當時，廣州使用者持有的行動電話機還只能在市區使用，待1988年第二期工程完工，實現了廣州、深圳、珠海以及港澳聯網後，使用者就可以透過行動電話在整個珠江三角洲地區等地有效覆蓋區內，同四十多個國家、一百多個城市直撥通話。曾經的“大哥大”水壺式手機是一種身份象徵延伸閱讀：解密行動通訊技術發展變遷延伸閱讀：解密行動通訊技術發展變遷行動網路已經成為我們生活、娛樂不可缺少的必備品，雖然行動網路看不見摸不著，但移動上網、通話以及熱點都離不開它。2015IMT-2020(5G)峰會上，IMT-2020(5G)推進組正式釋出了《5G網路技術架構白皮書》，可達10Gb/s的下載速度的5G網路又一次將其拉回了人們的視野。那從行動通訊又經歷了幾個時代?每個時代的通訊網路又如何?帶著上述問題，我們就來一起來聊聊無線通訊的變遷。速度對比什麼是通訊?在古代，人類透過驛站、飛鴿傳書、烽火報警等方式進行資訊傳遞，這就是最開始的通訊，在現代科學水平的飛速發展，相繼出現了無線電、固定電話、行動電話、甚至影片電話等各種通訊方式。可以說，通訊技術拉近了人與人之間的距離，提高了經濟的效率，深刻地改變了人類的生活方式和社會面貌。通訊技術拉近了人與人之間的距離，提高了經濟的效率通訊的種類又分為傳輸媒質為導線、電纜、光纜、波導、奈米材料等形式的有線通訊與傳輸媒質看不見、摸不著(如電磁波)的無線通訊。光纖等有線通訊如今已經較為成熟，我們這次不做過多談論，筆者今天想和大家聊的是無線通訊這條路到如今走了有多遠，又分為哪幾個時期。1G時代1986年，第一套行動通訊系統在美國芝加哥誕生，採用模擬訊號傳輸，模擬式是代表在無線傳輸採用模擬式的FM調製，將介於300Hz到3400Hz的語音轉換到高頻的載波頻率MHz上。此外，1G只能應用在一般語音傳輸上，且語音品質低、訊號不穩定、涵蓋範圍也不夠全面。1G主要系統為AMPS，另外還有NMT及TACS，該制式在加拿大、南美、澳洲以及亞太地區廣泛採用，而國內在80年代初期行動通訊產業還屬於一片空白，直到1987年的廣東第六屆全運會上蜂窩行動通訊系統正式啟動。1G是採用模擬訊號傳輸，主要系統為AMPS存在訊號不穩定涵蓋範圍不全面等缺點在第1代行動通訊系統在國內剛剛建立的時候，我們很多人手中拿的還是大塊頭的摩托羅拉8000X，俗稱大哥大。那個年代雖然沒有現在的移動、聯通和電信，卻有著A網和B網之分，而在這兩個網背後就是主宰模擬時代的愛立信和摩托羅拉。第1代行動通訊系統在國內剛剛建立的時候，很多人手中拿的還是大塊頭的大哥大一部大哥大在當時的售價非常高，當然，除了手機價格昂貴之外，手機網路資費的價格也讓普通老百姓難以消費。當時的入網費高達6000元，而每分鐘通話的資費也有0.5元。不過由於模擬通訊系統有著很多缺陷，經常出現串號、盜號等現象，給運營商和使用者帶來了不少煩惱。於是在1999年A網和B網被正式關閉，同時2G時代也來到了我們身邊。1G中網路制式A網B網區別：1G時期，我國的行動電話公眾網由美國摩托羅拉行動通訊系統和瑞典愛立信行動通訊系統構成。經過劃分，摩托羅拉裝置使用A頻段，因而稱之為A系統；愛立信裝置使用B頻段，故稱之為B系統。行動通訊的A、B兩個系統即是人們常說的A網和B網，二者的區別和劃分就在於使用頻段的不同。2G時代到了1995年，新的通訊技術成熟，國內也在中華電信的引導下，正式揮別1G，進入了2G的通訊時代。從1G跨入2G則是從模擬調製進入到數字調製，相比於第1代行動通訊，第二代行動通訊具備高度的保密性，系統的容量也在增加，同時從這一代開始手機也可以上網了。2G聲音的品質較佳，比1G多了資料傳輸的服務，資料傳輸速度為每秒9.6——14.4Kbit，最早的文字簡訊也從此開始。從模擬調製進入到數字調製，從這一代開始手機也可以上網GSM在1990年由歐洲發展出來，因此又稱為泛歐式行動通訊系統，另外還有TDMA、CDMA、PDC與iDEN。第一款支援WAP的GSM手機是諾基亞7110，它的出現標誌著手機上網時代的開始，而那個時代GSM的網速僅有9.6KB/s。第一款WAP的GSM手機——諾基亞7110，標誌手機上網時代開始2G時代也是行動通訊標準爭奪的開始，由於1G時代各國的通訊模式系統互不相容，也造成了廠商各自發展其系統的專用裝置，無法大量生產，一定程度上抑制了電信產業的發展。由於佔盡先機同時獲得廣大廠商的支援，2G時代GSM開始脫穎而出成為最廣泛採用的行動通訊制式。早在1989年歐洲就以GSM為通訊系統的統一標準並正式商業化，同時在歐洲起家的諾基亞和愛立信開始攻佔美國和日本市場，僅僅10年功夫諾基亞就推倒摩托羅拉成為全球最大的行動電話商。2G主流的幾個網路制式：GSM：全球行動通訊系統GlobalSystemforMobileCommunication就是眾所周知的GSM，是當前應用最為廣泛的行動電話標準。全球超過200個國家和地區超過10億人正在使用GSM電話。GSM標準的無處不在使得在行動電話運營商之間簽署"漫遊協定"後使用者的國際漫遊變得很平常。GSM較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語音通道都是數字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)行動電話系統。這說明數字通訊從很早就已經構建到系統中，GSM是一個當前由3GPP開發的開放標準。TDMA：TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)分時多重進接是把時間分割成周期性的幀(Frame)，每一個幀再分割成若干個時隙向基站傳送訊號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的訊號而不混擾。同時，基站發向多個移動終端的訊號都按順序安排在預定的時隙中傳輸，各移動終端只要在指定的時隙內接收，就能在合路的訊號中把發給它的訊號區分並接收下來。CDMA：分碼多重進接(CDMA)是在數字技術的分支--擴頻通訊技術上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通訊技術。CDMA技術的原理是基於擴頻技術，即將需傳送的具有一定訊號頻寬資訊資料，用一個頻寬遠大於訊號頻寬的高速偽隨機碼進行調製，使原資料訊號的頻寬被擴充套件，再經載波調製併傳送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的頻寬訊號作相關處理，把寬頻訊號換成原資訊資料的窄帶訊號即解擴，以實現資訊通訊。3G時代第2代行動通訊技術標準競爭結束，隨後通訊廠商也在思考通訊標準下一步該往哪個方向發展，此時人們對行動網路的需求不斷加大，因此第3代行動通訊網路必須在新的頻譜上制定出新的標準，享用更高的資料傳輸速率。與2G相比3G最吸引人的地方在於每秒可達384Kbit的高速傳輸速度3G分為四種標準制式，分別是CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。在3G的眾多標準之中，CDMA這個字眼曝光率最高，CDMA是CodeDivisionMultipleAccess(分碼多重進接)的縮寫，是第三代行動通訊系統的技術基礎。CDMA系統以其頻率規劃簡單、系統容量大、頻率複用係數高、抗多徑能力強、通訊質量好、軟容量、軟切換等特點顯示出巨大的發展潛力。2009年頒發3張3G牌照，正式進入3G時代中國於2009年的1月7日頒發了3張3G牌照，分別是中國移動的TD-SCDMA，中國聯通的WCDMA和中國電信的WCDMA2000。2009年的1月7日頒發了3張3G牌照新一代行動通訊系統，同樣是建構在數字資料傳輸上，3G最吸引人的地方在於每秒可達384Kbit的高速傳輸速度，在室內穩定環境下甚至有每秒2Mbit的水準，穩定的聯機品質也利於長時間和網路相連結，有了高頻寬和穩定的傳輸，影像電話和大量資料的傳送將更為普遍，行動通訊有更多樣化的應用，因此3G被視為是開啟行動通訊新紀元的重要關鍵。ipad領銜3G平板電腦崛起世界上主流的3G規格為WCDMA與CDMA2000系列，另外還有中國大陸主推的TD-SCDMA。WCDMA主要為日本和歐洲許多國家所使用，著名的日本NTTDoCoMoFOMA即採用此規格。而支援3G網路的平板電腦也是在這個時候出現，蘋果，聯想和華碩等都推出了一大批優秀的平板產品。iPad2的3G版本在當時風靡一時當時相對成熟的WCDMA網路和CDMA2000網路讓中國聯通和中國電信擁有很大的起跑優勢，而中國移動的TD-SCDMA由於是自主研發，因此在3G使用者數量、終端數量、運營地區上都存在一定的劣勢。從現在來看採用自主技術的中國移動在網路上吃了大虧，網路速度上一直被電信和聯通緊緊壓制，平板電腦的網路制式也是大多為聯通3G網路。此外，美、加、澳、韓以及日本KDDI則是採用CDMA2000系列，其中又包括CDMA20001X、CDMA20001XEV-DO、CDMA20001XEV-DV等，全部都是自CDMA2000進化而來。至2004年止，全球CDMA20001X的使用者已經超過1億，而WCDMA約有1200萬的使用者支援。4G時代4G網路是指第四代無線蜂窩電話通訊協議，是集3G與WLAN於一體並能夠傳輸高質量影片影象以及影象傳輸質量與高畫質晰度電視不相上下的技術產品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps。4G能夠以100Mbps的速度下載，上傳的速度也能達到20Mbps該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式(嚴格意義上來講，LTE只是3.9G，儘管被宣傳為4G無線標準，但它其實並未被3GPP認可為國際電信聯盟所描述的無線通訊標準IMT-Advanced，因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTEAdvanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求。2013年12月國內釋出4G牌照2013年12月，工信部在其官網上宣佈向中國移動、中國電信、中國聯通頒發“LTE/第四代數字蜂窩行動通訊業務(TD-LTE)”經營許可，也就是4G牌照。至此，移動網際網路的網速達到了一個全新的高度。4G系統能夠以100Mbps的速度下載與前幾代相比，速度提升非常明顯對於使用者而言，2G、3G、4G網路最大的區別在於傳速速度不同，4G網路作為最新一代通訊技術，在傳輸速度上有著非常大的提升，理論上網速度是3G的50倍，實際體驗也都在10倍左右，上網速度可以媲美20M家庭寬頻，因此4G網路可以具備非常流暢的速度，觀看高畫質電影、大資料傳輸速度都非常快，只是資費是一大問題。4G產品較為豐富如今4G訊號覆蓋已非常廣泛，支援TD-LTE、FDD-LTE的手機、平板產品越來越多，很多平板，支援4G網路已經成了標配，支援通話功能、網路的Android、Win系統平板也非常常見。聯想YOGA平板2的3G功能是其一個亮點毫無疑問，4G網路大大提高了移動連線的速度。對於我們很多人來說，這相對於固定連線來說已前進了一大步。你覺得這樣就滿足了?那你就大錯特錯了，目前5G需求基本確定，正式啟動標準研製，其速度或達到10Gbps。4G網路制式附錄：TD-LTE：LTE是基於OFDMA技術、由3GPP組織制定的全球通用標準，包括FDD和TDD兩種模式用於成對頻譜和非成對頻譜。TD-LTE，即TimeDivisionLongTermEvolution(分時長期演進)，由3GPP組織涵蓋的全球各大企業及運營商共同制定，LTE標準中的FDD和TDD兩個模式實質上是相同的，兩個模式間只存在較小的差異，相似度達90%。TDD即時分雙工(TimeDivisionDuplexing)，是行動通訊技術使用的雙工技術之一，與FDD頻分雙工相對應。TD-LTE是TDD版本的LTE的技術，FDD-LTE的技術是FDD版本的LTE技術。TD-SCDMA是CDMA(分碼多重進接)技術，TD-LTE是OFDM(正交分頻多工)技術。兩者從編解碼、幀格式、空口、信令，到網路架構，都不一樣。FDD-LTE:LTE是基於正交分頻多重進接OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess(OFDMA)技術、由3GPP組織制定的全球通用標準，包括FDD和TDD兩種模式用於成對頻譜和非成對頻譜。LTE標準中的FDD和TD兩個模式間只存在較小的差異，相似度達90%。由於無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，FDD-LTE的標準化與產業發展都領先於TD-LTE。FDD-LTE已成為當前世界上採用的國家及地區最廣泛的，終端種類最豐富的一種4G標準。兩者區別：TD-LTE和FDD-LTE都是分時長期演進技術，但是TD-LTE是TDD版本的長期演進技術，被稱為時分雙工技術，而FDD-LTE也是長期演進技術，不同的是，FDD-LTE採用的是分頻模式。類似網路課程中的分時多工技術和分頻多工技術。5G時代5G，即第五代行動通訊技術，也是4G之後的延伸，目前5G的需求及關鍵技術指標(KPI)已基本確定，國際電聯將5G應用場景劃分為移動網際網路和物聯網兩大類，各個國家均認為5G除了支援移動網際網路的發展，還將解決機器海量無線通訊需求，極大促進車聯網、工業網際網路等領域的發展。5G除了支援移動網際網路的發展，還將解決機器海量無線通訊需求5G：呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點就目前規劃來看，5G與4G、3G、2G有所不同，其並不是一個單一的無線接入技術，也不是幾個全新的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線接入技術(4G後向演進技術)整合後的解決方案總稱。5G需求已擴大到物聯網領域。5G傳輸中呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點，更好地支援物聯網應用不得不說，高速率是5G的最大特點，4G的下一步發展最高可以達到峰值1G的上網速率，而5G則可以最高達到10G。這也就意味著，在5G網路環境下，一部超高畫質畫質的電影1秒內就可以下載完成，與4G網路相比，5G網路不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現出低時延、高可靠、低功耗的特點，低功耗能更好地支援物聯網應用。5G目前境地關於5G的研究全球是從2012年開始，2013年4月19日，IMT-2020(5G)推進組第一次會議在北京召開，這是由工信部、發改委、科技部為支援和推動5G共同成立的組織。科技部投入了約三億元，先期啟動了國家863計劃第五代行動通訊系統重大研發專案，除了國內的企業和研究機構，華為等國際公司也參與其中。需求推動了行動通訊的發展，2020年5G開始成熟並商用可以看到，是需求推動了移動技術的發展。因此雖然當前5G標準仍遙遙無期，但考慮到未來車聯網、物聯網帶來的龐大終端接入、資料流量需求，以及種類繁多的應用體驗提升需求等，關於5G的一些“硬需求”已經提前得到了業界的廣泛認可。無線通訊技術通常每10年更新一代，2000年3G開始成熟並商用，2010年4G開始成熟並商用，現在研究5G，2020年成熟應該是符合規律的預期。寫在最後80年代，語音業務是新興需求，因此基於模擬蜂窩技術的1G應運而生；90年代，語音業務需求量與日俱增，此時，數字技術取代模擬技術已經成為必須，使得2G(GSM)進一步提高了語音通話的質量，提高了頻譜利用效率，同時降低了組網成本，滿足了90年代新業務(語音和簡訊)的需求。21世紀，多媒體應用逐漸成為主流，“移動寬頻”需求到來，以分碼多重進接(CDMA)為主要特徵的3G的出現，支援了資料和多媒體業務；而最近兩年，移動網際網路又全面興起，“移動寬頻”需求進一步提升，以正交分頻多工(OFDM)和多入多出(MIMO)為主要特徵的4G成為了支援寬頻資料和移動網際網路業務的關鍵；從1987年的第1代行動網路到2015年的第4代行動網路，中國行動通訊走了28年，這短短的28年間我們見證了行動通訊技術的突飛猛進，從大哥大到如今4G平板。而1G、2G、3G以及現在的4G逐漸從簡單的通話也已經轉換為清晰語音、高質量圖片影片傳送技術發展，運營商的業務也開始發生了轉變。而更高網速的5G也將誕生，未來翻天覆地的行動通訊將徹底改變我們的生活。