被西方国家虎视眈眈的5G,到底有多强?

它可以通过AI技术、云技术等高新科技,使工业生产自动化和云端化,让城市成为实现“万物互联”的物联网智能社区。

被西方国家虎视眈眈的5G,到底有多强?

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5G网络不只是人与人之间的通信互联,它可以通过AI技术、云技术等高新科技,使工业生产自动化和云端化,让城市成为实现“万物互联”的物联网智能社区。
被西方国家虎视眈眈的5G,到底有多强?

2019年1月10日,工信部部长苗圩表示,今年,中国将进行5G商业推广,一些地区将会发放5G临时牌照;下半年,5G手机、5G平板电脑等商业产品,将进入千家万户。

蠢蠢欲动的股市里,一下子添了一把柴。这一超出市场预期的表态,使5G概念股随之集体高开,市值飙升200亿元左右。股民和股评人纷纷把5G视为新的股市支撑点,为低迷的股市注入高涨的信心。而更多的人则希望5G可以给经济打一剂强心针。

说来说去,5G到底是什么?它能不能成为拉动股市乃至经济的重大力量?

模拟信号

二战时期,由于战场需要实时沟通,急需无线通讯工具,于是摩托罗拉公司研发出世界第一种利用模拟信号的移动通信技术。这种技术使用了多重蜂窝基站,允许用户在通话期间自由移动,在相邻基站之间无缝传输通话。

被西方国家虎视眈眈的5G,到底有多强?

这款实时通信工具的普及,与美国的战争胜利息息相关。而最初为战场设计的技术,成了近代无线通信的开创先锋。由于1G通信标准为摩托罗拉一家持有,所以,美国获胜后,摩托罗拉作为世界唯一一家移动通信企业,在世界市场上为美国带来了相当丰厚的技术红利。1G时代的标志,就是当年在影视剧与生活中非常气派的“大哥大”电话。

数字通信

1G是领域中的开创者,但模拟通信技术在通话质量和信号稳定性上都有一些硬伤,而保密性也在商用过程中被人诟病。由于1G被美国牢牢把控,其他有技术实力的国家也想要进入市场抢占红利,于是,欧洲各国积极开发新技术,并经欧盟之手,成立了多国参与的组织——欧洲电信标准化协会(ETSI),以图制衡及摆脱美国对移动通信的垄断。

这个技术开发的集大成者就是GSM,由欧洲电信标准组织制订的数字移动通信标准。GSM是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications) 的简称。GSM使用了数字传输取代模拟信号,提高了客户端寻找网络的效率。

由于基站大量设立,电话的功率无需太大,于是手机开始小型化,并且开发了短信、铃声等功能作为其他利润增长点。GSM自20世纪90年代中期投入商用以来,被全球超过100个国家采用。

美国当然不甘心失去垄断地位和大量利润。高通公司在国家支持下,研制了与GSM抗衡的、更加先进的CDMA(码分多址接入技术),但由于欧洲市场对CDMA的集体抵制,CDMA在没有市场验证的情况下“有口难言”,只好一直蛰伏等待。

2G时代造就了世界性的手机巨头诺基亚、爱立信和阿尔卡特。摩托罗拉收起厚重的“汉显”传呼机退居二线。而2G网络至今仍是世界上覆盖最广的移动网络,并不能在短期内被取代。

2G时代霸主诺基亚。

数据传输

2G网络运行了差不多十年后,语音和文字的传输渐渐无法满足用户的沟通需求。嗅觉敏锐的企业捕捉到了产业生态风向的变化,开始把目光转向帮助用户开发更多的数据传输功能。但是囿于2G网络容量上限与速度的局限性,开发下一代通信技术成了当务之急。

新技术的来源永远是相关理论的发展,不可能凭空出世。各个手机厂商和科技巨头们,都在既有的理论储备库中进行外科手术式的探索。

这一过程中,欧洲手机厂商发现了CDMA还可以有更深的演进性,但CDMA大量专利属于美国,于是欧洲企业们成立了“3GPP”组织,研究开发下一代移动通信标准。尽量绕过美国拥有的专利后,最终推出了WCDMA。而美国也不愿丢掉先机,联合韩国等国家,在CDMA的技术架构基础上推出了CDMA2000,并推广应用。

3G时代,有了一定技术储备的中国也在国际移动市场上初试啼声。出于对利润以及国家信息安全的考虑,中国也参与了制定国际标准的角力。由中国开发的TD-SCDMA,最终与前两者并列成为三大3G国际标准。但在国内大规模部署的过程中,TD-SCDMA在技术稳定性和先进性方面相对落后的问题也暴露了出来。不过,这次尝试也算积累了不少经验。

3G技术的最大特点,是在数据传输中把电路交换替换为分组交换。电路交换技术处理信息速度快,延时短,业务质量良好,但缺点是需要独占资源通路,对资源的利用率比较低。而分组交换则是将视频、语音、图片等数据转换为数字格式,通过移动互联网络进行多媒体内容的数据包传输。不同用户的数据包可以在一个通道传送,对资源的利用率更加合理,但是如果网络信号不稳定,可能会遭遇延时、丢包等技术风险。

3G时代标志之一,就是以iPhone为代表的智能手机崛起,诺基亚等老牌手机巨头没落。3G使手机不但具有通话功能,还大幅提升了网络功能、游戏功能甚至远程办公功能。由此,智能手机真正成为人们生活中不可或缺的部分。

iPhone 手机。

全IP数据网络

很快,智能手机用户们发现,当今的主要矛盾是“人们日益增长的数据传输需求和落后的数据传输速度的矛盾”。3G技术已经无法匹配用户的需求,开发下一代通信网络自然而然成为各大通信厂商的目标。

在2005年左右,围绕4G标准的竞争圈子,成为全球通信巨头的猎场。经过多轮的谈判与角力,由欧洲主导的FDD-LTE与中国主导的TD-LTE成为最终赢家,成了4G移动通信网络的两大标准。4G网络中,电路交换已不存在。用数字转换包括语音通话的所有数据,语音数据交换以VoIP形式进行。在4G网络通话中,可直接依靠有线或无线网络而不是移动信号覆盖——这就是以微信为代表的即时通信工具语音视频通话的依据。

如果说4G时代的重要标志,那就是曾经五花八门、丰富多彩的手机形状,变成了现在千篇一律的纤薄、大屏幕、大内存、可以装无数种APP的“扁平”手机。

通向未来

从1G到4G,从语音通话到数据传输,移动通讯让所有用户体验到了目不暇接的飞速演进。而5G的升级,为什么从宣传到预期,都显得如此与众不同,甚至要被升级到国家战略层面呢?

5G网络的全称为 “第五代无线系统”(5th Generation Wireless Systems),是指符合IMT-2020要求和3GPP R15/R16标准的无线系统。

理所当然,5G比起4G来,最显著的特点还是快,但这种速度与4G网络比,可以说是从量变到质变的飞跃。对自身5G传输速度预测最保守的公司(1 Gbps或125 MB/s),也超过目前网速最快国家的4G平均传输速度(45 Mbps或5.625 MB/s)20倍以上。

而且,5G网络具有高连接密度下的稳定性。它的网络延迟更小,不会出现一到人多的地方,图标就会转圈圈的情况。且它的频段也会更高。

5G将带给所有用户的是一种通向未来的可能性。通过高速稳定的5G通信信号,许多以前仅停留在理论阶段或者因为某种条件限制而举步维艰的新技术,可以得到广泛应用。

5G的速率是移动端高清流媒体服务兴起的基础。现在的4G移动数据只能支持普通高清画质,只有达到了5G水准的传输速度,才可以支持具有高分辨率(4K)或HDR的视频。配合各种高清信号的VR(虚拟现实)和AR(增强现实)技术的视频、码率高的音乐,也都属于高清流媒体。

5G技术让这种数据规模的视频、音频的移动端直播成为可能。很快,人们用简单的设备就可以在城市的任何角落,沉浸于只属于自己的视听盛宴之中。

5G的另一重要应用就是自动驾驶。目前的自动驾驶程序,不能很好地应对复杂路况,跟人类驾驶员比还有很大距离。所以,没有额外的通信辅助,就不能正常上路行驶。如果5G网络普及,所有的交通参与者(车辆、行人、无人机、信号灯等)在理想状况下都可以进行流畅的信息互通,无论是自动驾驶汽车还是低头族,都有充分的时间反应,大大降低事故出现的可能性。

可以说,5G网络不只是人与人之间的通信互联,它可以通过AI技术、云技术等高新科技,使工业生产自动化和云端化。各种工业生产机械通过5G网络,可以进行顺畅稳定的通信互联,将生产控制流程云端化。

在工业生产之外,铁路、航空等行业和智能家居等领域,同样可以让5G大有作为。5G发展的最终目标是,让城市成为实现“万物互联”的物联网智能社区,最终推动社会进步。

当然,普通用户在使用上注重的是快速和稳定,而企业与国家层面更注重的是5G在网络安全方面的表现。所以,拥有制定标准“话语权”的中美欧三方,也围绕着5G未来的产业主动权进行了重重角力,谁都不想受制于人。

5G本身并非十全十美,比如信号覆盖较低、资费较贵等,都是未来需要解决的问题。


作者 | 锁象劈麋

新媒体编辑 | 荣智慧 rzh@nfcmag.com

排版 | 执信

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