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這么多年來，5G技術到底經歷了哪些發展？

（一）1G時代

我們先來看看第一代移動通信標準。

1G是由摩托羅拉公司創造的，注意是創造標準，不是制定標準。

1G本來始于在二戰期間美國的軍方項目，1940年起，摩托羅拉深度參與這個軍用的移動通信項目，這個通信設備在今天來看龐大笨拙，大概有5磅重，但是卻實現了“收”和“發”在同一個終端上。

這個設備需要兩個軍人配合才能使用一臺收發機，而且它的通信范圍也很小，但也足夠讓美國在二戰的通信上取得巨大的優勢。

美軍二戰時期移動通信設備（初始）

之后，摩托羅拉又研制出了更小型的對講機，這已經是我們早期使用“大哥大”的雛形了，這個設備有長長的天線，但是通信范圍依然很小，最多能覆蓋1km內的無線通信。

美軍二戰時期通信設備（后期）

由于軍方項目上的技術優勢，摩托羅拉在20世紀80年代，引領了移動通信的商用時期。

摩托羅拉制定的移動通信標準，也就是后來我們說的1G。

摩托羅拉當然也就成為了1G時代的霸主。

（二）2G時代

很快，第二代移動通信技術標準開始了。

在1G的民用時期，諾基亞開始提前布局，研發2G的通信設備和新的通信標準，并在90年代投入使用。

僅僅經歷了10年，摩托羅拉便沒有維持住自己的霸主地位，2G是諾基亞的主導時期。

2G時期的諾基亞

這里需要解釋兩個重要的問題：

第一個問題：為什么摩托羅拉在2G時代敗給了諾基亞？

第二個問題：2G比1G的改進在哪？

之后我們在講每一代的時候都會從這兩個方向分別來探討。

先解釋第一個問題，為什么1G時代的霸主摩托羅拉在2G時期就沒落了？

剛才我們提到，統一的通信標準是非常重要的，在對待標準的態度上，歐洲和美國選擇了不同的道路。

熟悉通信發展歷程的人應該都知道，美國在2G時期有三個通信標準，互相競爭。中國當時也是有兩種制式的：GSM和CDMA。

而歐洲的通信運營商和設備商報團取暖，統一了一個通信標準，也就是GSM。

通信行業是一個典型的網絡效應很強的行業，統一的標準大大節約了兼容成本。這給了諾基亞一個反超的機會。

從諾基亞的2G稱霸的過程可以知道，通信行業中標準的重要性。

第二個問題：2G比1G的改進在哪里？

主要是終端變小了很多。

1G是模擬電路，2G是數字電路。在數字電路的應用下，一個小小的芯片就能替代模擬電路的幾十個芯片，所以2G時代手機變小了，更加便攜了。

另外，我們也都知道摩爾定律：

當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。

同時也意味著，同樣大小的芯片，每隔18-24個月性能翻一番。

因此，摩爾效應也讓手機越來越小，性能越來越強。

（三）3G時代

隨著3G網絡的覆蓋，諾基亞作為一代巨頭黯然離場。

蘋果手機從起初看起來，只是一個大屏幕的手機，隨著各種應用的開發，發現伴隨著3G網絡速率的提升，移動互聯網有更大的空間，從方方面面改變每個人的生活。

操作系統之戰以谷歌的安卓系統和蘋果公司的 iOS勝出告終，塞班、黑莓、微軟的視窗接連離場。開發者的開發成本被降低，這為移動互聯網的飛速發展提供了便捷。

3G比2G改進了哪里？

從語音通訊到數據傳輸。

2G時代，通信方式主要是打電話、發短信，無線上網速度非常慢。

在3G時代，數據傳輸的速度提升了40倍。

現在我們看到的移動互聯網行業巨頭，不得不說，都受益于3G網絡。

所以張瑞敏說“沒有成功的企業，只有時代的企業”。

但是到了3G，我們的語音通信網絡和上網用的數據傳輸網絡，還依然是分開的。

語音傳輸的路徑更是非常麻煩，如圖5所示，A想給B打個電話需要經過很長的物理路徑，需要沿著藍色的路徑，經過8個階段才能把語音傳輸到B，2G和3G的語音過程都是這樣。

具體的每個節點不用太關注，就看到這個通信的轉接的復雜過程就好了。

2G、3G時期語音通信原理

而且因為3G時期，基站之間的通信需要多次轉接，通信效率較低，網速雖然比2G有質的飛躍，速度卻不怎么快，很多需要高速傳輸的應用場景無法實現。

（四）4G時代

​4G時代，依然是蘋果一統天下，也成為了第二個突破萬億美金市值的公司（第一個是中石油）...

但同時，4G又給了一些新興公司發展的機會，包括移動支付領域的支付寶和微信支付；設備商、終端商：華為和小米；移動互聯網：字節跳動（頭條、抖音）、滴滴打車、美團外賣、移動電商拼多多等等... ...

這些現在蓬勃發展中的公司無一不是4G時代下的產物，又是一批“時代的現象級企業”崛起了。

4G比3G改進了哪里？

首先，網絡結構扁平化了，端到端的通信轉發次數變少了。

其次，基站之間的光纖帶寬變寬。

最關鍵的是，4G網絡同時應用了互聯網和電信網絡的技術進步。剛才我們提到3G時期，語音和數據的傳輸網絡是分開的，到4G才實現了真正的統一。

這讓4G的網絡速度得到了大幅提升。

4G的理論網速已經很快了，大部分的民用場景都夠用了。

所以在4G時期，一系列基于手機端的應用場景都得到了實現，我們的生活越來越便捷。以至于我們現在很難想象沒法手機支付、沒法手機點外賣、沒法看短視頻和朋友圈來消磨時間的漫長時間，我們都是怎樣度過的。

4G通信網絡較3G扁平化

但4G還有一個硬傷：網絡擁塞。

在現在的4G時代，是不是經常有這樣的情況：在人群比較密集的時候，網絡完全是癱瘓的。比如參加演唱會、參加一個大型會議、參加集中的考試時，手機上網基本就是不可能的了。

因為在這個集中地帶，大家都搶著跟同一個基站通信，一個4G基站的覆蓋半徑大概是1公里。

這時候懂通信技術的人就不會想著多試試，不會以為網絡不好時需要排排隊，沒準照片就發出去了、沒準就能上網了...

因為香農第二定律告訴我們：信息傳輸率超過了信道容量，就不可能實現可靠的傳輸。這時候的出錯率是100%，是大家都出錯，而不是個別人能傳輸成功。

這是在人群聚集情況下面臨的問題，未來是萬物互聯的時代，智能終端的數量會呈指數級增長，每個智能終端都會有一個SIM卡，要和基站通信。這時可想而知，網絡必然是癱瘓的。

4G網絡的缺陷是萬物互聯的瓶頸。

（五）5G時代

從之前的1G到4G的發展過程中，都會給新的公司以機會。

有些來自標準層，正如摩托羅拉、諾基亞、高通（蘋果、微軟）...另一些機會則來自應用的場景，正如阿里、微信、頭條、美團、滴滴（Uber）...

5G比4G改進了哪里？

4G的網絡擁塞是因為信息的傳輸率大于信道容量，那么第一個解決方案就是加大帶寬。

5G的理論帶寬是4G的20倍。這需要把頻段范圍擴大，頻段向上擴展。

但是問題又來了，頻段越高，就越容易被障礙物影響，怎么辦？

把基站建得足夠密才行，在4G時期每2-3公里建一個基站，在5G時期，則是在200-300米建一個基站。因為相對于4G時期1公里的覆蓋范圍，5G每個基站的覆蓋半徑大概只有一百多米。

這時，在每個基站覆蓋半徑從1km降低到100多米的情況下，每個基站的覆蓋人數能減少兩個數量級，這樣擁塞的問題就解決了，而且給更多終端接入移動網絡留下了空間，讓未來的萬物互聯成為可能。

5G發展時間軸

1984年——第一代無線通訊技術標準

1979年，第一代無線通訊技術標準（1G）在日本東京被正式發布。到1984年，1G無線標準由日本電報電話公司(Nippon Telegraph and Telephone)在整個日本推廣開來。

1991年——第二代無線通訊技術標準

1991年，2G在芬蘭的全球移動通信系統(GSM)標準上投入商業運營，它帶來的無線標準遠遠優于第一代提供的任何標準。

由于無線連接明顯改善，2G首次為移動設備提供數據服務，包括SMS文本消息和數字加密對話。

第二個標準的主要優點是數字語音通話的質量，顯著降低了靜態噪音和背景噪音。

但更重要的是，2G為巨大的文化轉變讓路。文本信息、圖片信息和多媒體信息(MMS)成為可能，為人們創造了一種全新的交流方式。

2001年——第三代

作為發布前的測試，3G技術在2001年5月首次亮相。同1G、2G技術出現時的情況一樣，日本在2001年10月的時候，率先實現了3G網絡服務。

英國也緊隨其后，在2003年的時候，推出了自己的3G網絡服務，然而由于當時市面上支持3G網絡的手機還比較少，3G的大規模應用也被相應地推遲了。和記黃埔公司作為第一批研發出支持3G網絡的手機產品的制造商，在2003年的時候，推出了自己的3G手機，然而其售價高達400英鎊（約合人民幣3439元），這在當時已是天價了。

根據BBC的報道，和記黃埔曾表示它的3G手機可以被用來“召開視頻會議和報道足球賽事”。就像2G技術性能遠超1G，3G技術在數據連接性能上的表現也遠超2G，3G用戶可以使用像定位服務、收看移動電視、參加視頻會議、看在線視頻這樣的新式服務。

2012年——第四代

2012年的時候，英國最早引入4G網絡，該國電信巨頭EE公司更是將4G服務覆蓋到了包括倫敦、伯明翰在內的11個英國主要城市。

在剛發布的時候，EE公司表示它所提供的4G網速最高可達12Mbps，這比3G的網速足足快了5倍。然而，因為4G信號未能有效地覆蓋到全英國，它也遭到了許多英國人民的批評。

根據移動數據平臺Ogury的調查，英國居民平時只有53%的時間能登陸上4G網絡，這讓英國成為歐洲地區4G信號覆蓋最差的國家，遠遠落后于西班牙和意大利。但對那些聯入4G網絡的用戶來說，4G為他們提供了更高速的移動網絡，讓他們可以玩在線游戲，看高分辨率的視頻和電視節目，可以召開質量更高的視頻會議。

2008年——開始探索5G

2012年——5G技術開始涌現

2013年——三星宣布研發出5G網絡

2016年——谷歌計劃發展5G網絡

2016年——英國電信和諾基亞5G合作

2016年——三星和SK電信的合作成果

2016年——高通宣布第一個5G調制解調器

2016年——英國電信和華為建立5G研究伙伴關系

2016——在貝辛斯托克建造5G信號模擬器

2016年——華為和DOCOMO進行全球首個5G大規模現場試驗

2017年2月——三星研發5G射頻集成電路(RFIC)

2017年2月——三星宣布推出新的5G家庭路由器

2017年2月——諾基亞推出“5G First”

2017年2月9日，國際通信標準組織3GPP宣布了“5G”的官方Logo。

2017年5月——威爾士將獲得3800萬英鎊用于5G開發

2017年10月-高通創造工作5G調制解調器芯片

2017年10月——威瑞森、高通和諾瓦泰爾無線宣布5G合作

2017年10月——倫敦金融城準備開展5G試驗

2017年11月——工信部發布相關通知

2017年12月——國際電信標準組織宣布5GNR首發版本正式凍結并發布。

2017年12月——發改委發布相關基建通知

2018年2月——沃達豐和華為宣布成果

2018年2月——華為展示巴龍芯片

2018年6月——3GPP5GNR標準SA發布

2018年6月——5GNR獨立組網功能凍結

2018年6月——中國聯通公布了5G部署

2018年8月——奧迪與愛立信計劃率先將5G技術用于汽車生產

2018年11月——重慶首個5G連續覆蓋試驗區建設完成

2018年12月——韓國三大運營商推出5G服務

2018年12月——聯通新進展

2018年12月——AT&T宣布將開放5G網絡服務

2019年2月——韓國規劃5G商用

2019年6月——中國5G商用拍照發放

2019年7月——中興宣布首款5G手機

2019年11月——中國三大運營商上線5G套餐

2020年1月——英國政府允許在5G網絡上使用華為設備

2020年3月——三星推出首款5G智能手機

2020年4月——covid19 5G陰謀論者在英國發動攻擊