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1G→2G→3G→4G→5G-移動通(tōng)信史

發布時(shí)間(jiān):2017-10-31

現(xiàn)代生(shēng)活離不開(kāi)移動通(tōng)信,從(cóng)信息的(de)生(shēng)成、傳輸到接收,網絡通(tōng)信的(de)背後蘊含着數不清的(de)閃光(guāng)智慧。從(cóng)1G到5G的(de)演進,時(shí)代的(de)轉換一幕接一幕,其背後關于通(tōng)信标準的(de)江湖(hú)紛争也是波詭雲谲、激烈異常,最終彙出了一部波瀾壯闊的(de)移動通(tōng)信史。


1G

模拟之王——摩托羅拉


講到雙向無線通(tōng)信,就不能不提摩托羅拉 (Motorola)。如果說(shuō)當年(nián)AT&T是有(yǒu)線通(tōng)信之王,摩托羅拉就是移動通(tōng)信的(de)開(kāi)創者。


最初,無線通(tōng)信技(jì)術主要應用于國(guó)家(jiā)級的(de)航天與國(guó)防工(gōng)業(yè),帶有(yǒu)軍方色彩,摩托羅拉的(de)發展也是如此。


摩托羅拉創立于1928年(nián),二戰時(shí)與美(měi)國(guó)陸軍部簽訂合約、協助其研發無線通(tōng)訊工(gōng)具。1941 年(nián),摩托羅拉研發出了第一款跨時(shí)代産品 SCR-300,至今仍是電(diàn)影中美(měi)國(guó)通(tōng)訊大兵(bīng)最經典的(de)形象。


雖然 SCR-300重達16公斤,甚至需要一個(gè)專們背負的(de)通(tōng)信兵(bīng)、或安裝在車輛(liàng)和(hé)飛(fēi)機(jī)上(shàng),然而由于 SCR-300使用了FM調頻(pín)技(jì)術,使通(tōng)話(huà)距離達到了前所未有(yǒu)的(de)12.9公裏,足以讓炮兵(bīng)觀察員(yuán)聯系到炮兵(bīng)陣地(dì),也能讓地(dì)面部隊跟陸軍航空兵(bīng)通(tōng)訊。


無論是二戰期間(jiān)的(de)通(tōng)信設備,之後第一款彩色電(diàn)視(shì)機(jī)、半導體(tǐ)芯片、DSP通(tōng)訊手機(jī)芯片,和(hé)1980年(nián)發明(míng)的(de)“大哥大”、建立了AMPS (Advanced Mobile Phone System) 電(diàn)話(huà)系統…


摩托羅拉作(zuò)為(wèi)模拟通(tōng)信技(jì)術的(de)佼佼者,在移動通(tōng)信及電(diàn)腦處理(lǐ)器(qì)領域中都(dōu)是市(shì)場(chǎng)先鋒,更在1989年(nián)被選為(wèi)世界上(shàng)最具前瞻力的(de)公司之一。


可惜的(de)是,一代巨頭終究未能随市(shì)場(chǎng)趨勢轉型,最終轟然倒下(xià)。


2G

GSM與CDMA之争


由于1G模拟通(tōng)信的(de)通(tōng)話(huà)質量和(hé)保密性差、信号不穩定,人(rén)們開(kāi)始着手研發新型移動通(tōng)信技(jì)術。1980年(nián)代後期,随着大規模集成電(diàn)路(lù)、微(wēi)處理(lǐ)器(qì)與數字信号的(de)應用更加成熟,當時(shí)的(de)移動運營商逐漸轉向了數字通(tōng)信技(jì)術,移動通(tōng)信進入2G時(shí)代。


由于通(tōng)信産業(yè)為(wèi)國(guó)家(jiā)戰略産業(yè),通(tōng)信标準之争的(de)背後是國(guó)與國(guó)、聯盟之間(jiān)的(de)綜合角力,一旦輸了的(de)一方則須持續向對(duì)方聯盟繳納高(gāo)額專利費(fèi),且更容易被對(duì)方掌握産業(yè)主動權。


摩托羅拉壟斷了1G,也意味著第一代通(tōng)信标準把持在美(měi)國(guó)人(rén)手裏。


在數字通(tōng)信剛起步時(shí),歐洲各國(guó)意識到:單打獨鬥在技(jì)術上(shàng)将難以和(hé)美(měi)國(guó)抗衡。


二十年(nián)來(lái),歐盟始終不甘落後于美(měi)國(guó),若各自(zì)搞出一個(gè)不同的(de)标準、很(hěn)難在世界上(shàng)占主導優勢 (标準這(zhè)東西(xī)就是人(rén)多、說(shuō)話(huà)大聲拳頭硬的(de)就赢了;總不能全世界隻你(nǐ)一個(gè)人(rén)跟别人(rén)用不一樣的(de))。


它們吸取了各自(zì)為(wèi)政的(de)失敗教訓、加強內(nèi)部聯盟,終于在2G時(shí)代超越了美(měi)國(guó)。


1982年(nián)起歐洲郵電(diàn)管理(lǐ)委員(yuán)會成立了“移動專家(jiā)組”負責通(tōng)信标準的(de)研究。


GSM的(de)名字即是移動專家(jiā)組(法語: Groupe Spécial Mobile)的(de)縮寫,後來(lái)這(zhè)一縮寫的(de)含義被改為(wèi)“全球移動通(tōng)信系統”(Global System for Mobile communications),以向全世界推廣GSM。


GSM的(de)技(jì)術核心是時(shí)分多址技(jì)術 (TDMA),其特點是将一個(gè)信道(dào)平均分給八個(gè)通(tōng)話(huà)者,一次隻能一個(gè)人(rén)講話(huà)、每個(gè)人(rén)輪流用 1/8的(de)信道(dào)時(shí)間(jiān)。


GSM的(de)缺陷是容量有(yǒu)限,當用戶過載時(shí),就必須建立更多的(de)基站。不過,GSM的(de)優點也突出:易于部署,且采用了全新的(de)數字信号編碼取代原來(lái)的(de)模拟信号;還(hái)支持國(guó)際漫遊、提供SIM卡方便用戶在更換手機(jī)時(shí)仍能儲存個(gè)人(rén)資料;能發送160字長(cháng)度的(de)短信。


可以說(shuō),移動通(tōng)信的(de)技(jì)術與應用在2G時(shí)期有(yǒu)了驚人(rén)的(de)進步。


1991年(nián),愛立信和(hé)諾基亞率先在歐洲大陸上(shàng)架設了第一個(gè)GSM網絡。短短十年(nián)內(nèi), 全世界有(yǒu)162個(gè)國(guó)家(jiā)建成了GSM網絡,使用人(rén)數超過1億、市(shì)場(chǎng)占有(yǒu)率高(gāo)達75%。


在歐洲人(rén)野心勃勃地(dì)想要超越美(měi)國(guó)稱霸世界時(shí),美(měi)國(guó)人(rén)同一時(shí)間(jiān)卻搞出了三套通(tōng)信系統。其中兩套同樣是基于TDMA 技(jì)術的(de)、第三套則是高(gāo)通(tōng)推出的(de)碼分多址技(jì)術(CDMA)。


TDMA的(de)信道(dào)一次僅供一個(gè)人(rén)使用、八個(gè)用戶得輪流使用,容量有(yǒu)限;然而CDMA采用加密技(jì)術、讓所有(yǒu)人(rén)同時(shí)講話(huà)也不會被其他(tā)人(rén)聽(tīng)到(好(hǎo)比編号1隻能與編号1通(tōng)話(huà)、編号2隻能與編号2通(tōng)話(huà),互不幹擾),容量大幅提升。


從(cóng)技(jì)術上(shàng)來(lái)看(kàn),CDMA系統的(de)容量是GSM的(de)10倍以上(shàng)。


從(cóng)1950年(nián)代起,CDMA就是美(měi)軍軍方的(de)通(tōng)信技(jì)術之一。在創始人(rén)Irwin Jacobs和(hé)Andrew Viterbi領軍下(xià),高(gāo)通(tōng)在1989年(nián)成功将CDMA 應用在移動通(tōng)信上(shàng)。


然而高(gāo)通(tōng)沒有(yǒu)實際的(de)手機(jī)制造經驗,歐洲的(de)運營商們也對(duì)它的(de)知識産權不感興趣。即使是在美(měi)國(guó)也隻有(yǒu)極少數的(de)運營商願意使用該系統。


早期有(yǒu)關CDMA的(de)報導都(dōu)是相(xiàng)當消極的(de),基站不能達到預期的(de)性能,CDMA手機(jī)也無處可買。總體(tǐ)而言就是雷聲大,雨點小(xiǎo)。


與此同時(shí),歐洲大力投資GSM,短短數年(nián)內(nèi)建立了國(guó)際漫遊标準,在全球廣布GSM基站。


自(zì)然,CDMA起步較GSM晚了一步,加之美(měi)國(guó)國(guó)內(nèi)資源又(yòu)被分散,CDMA失去(qù)了大半江山。


在2G時(shí)代,CDMA 是個(gè)失敗者。另一方面,美(měi)國(guó)在通(tōng)信标準之争上(shàng)的(de)失敗,間(jiān)接也影響了摩托羅拉手機(jī)的(de)競争力。


當數字移動電(diàn)話(huà)漸漸取代模拟移動電(diàn)話(huà)時(shí),摩托羅拉仍在模拟移動電(diàn)話(huà)市(shì)場(chǎng)有(yǒu)40%的(de)份額,但(dàn)數字移動電(diàn)話(huà)卻不到二成。


對(duì)于數字通(tōng)信的(de)威脅,摩托羅拉錯(cuò)估了模拟手機(jī)的(de)壽命,當時(shí)其高(gāo)管表示:4300萬個(gè)模拟手機(jī)用戶,錯(cuò)不了的(de)!


如同AT&T當初不願砸錢在無線電(diàn)話(huà)部門上(shàng)一般,摩托羅拉當中最賺錢、說(shuō)話(huà)也最大聲的(de)模拟手機(jī)部門更不可能讓資源流到數字手機(jī)部門裏。


同樣的(de)故事(shì)也可見于而後的(de)諾基亞與智能手機(jī)之争。企業(yè)巨頭的(de)倒下(xià)很(hěn)少是源于單一的(de)外(wài)在因素,多是由于企業(yè)內(nèi)耗、導緻技(jì)術推進緩慢(màn)。


1997年(nián),摩托羅拉終于走下(xià)神壇,其全球移動電(diàn)話(huà)市(shì)場(chǎng)份額從(cóng)1997年(nián)的(de)50%暴跌到17%。持續了20年(nián)輝煌的(de)摩托羅拉終于被一家(jiā)之前還(hái)在造紙、1992年(nián)才推出第一部數字手機(jī)的(de)公司——諾基亞擊垮。


3G

高(gāo)通(tōng)的(de)專利地(dì)雷與三大标準之争


如前文(wén)所述,高(gāo)通(tōng)的(de)CDMA技(jì)術在容量與通(tōng)話(huà)質量上(shàng)皆優于歐盟GSM的(de)TDMA技(jì)術。但(dàn)GSM早一步部署,短時(shí)間(jiān)內(nèi)快速推行全球,以緻CDMA在當時(shí)不過是雷聲大雨點小(xiǎo),高(gāo)通(tōng)也一度陷于危機(jī)之中。


但(dàn)到了3G時(shí)代,局勢卻有(yǒu)了反轉。究竟是什麽原因呢(ne)?


讓我們先來(lái)講講高(gāo)通(tōng)的(de)曆史。


1 高(gāo)通(tōng)的(de)專利地(dì)雷


走進高(gāo)通(tōng)位于加州聖地(dì)牙哥的(de)本部,迎面而至的(de)一堵厚厚的(de)專利牆上(shàng),鑲嵌着高(gāo)通(tōng)所持有(yǒu)關于移動通(tōng)信将近(jìn)1400項專利。


這(zhè)就是著名的(de)“Qualcomm Patent Wall”。


高(gāo)通(tōng)的(de)一切都(dōu)明(míng)明(míng)白白的(de)寫在了這(zhè)面牆上(shàng):财富、壟斷、成功… 高(gāo)通(tōng)就像一條毒蛇,深谙扼住宿主脖子(zǐ)、獲取高(gāo)額利潤之道(dào)。


冷(lěng)戰時(shí)期,美(měi)國(guó)軍方所使用的(de)通(tōng)信方式能将信息進行加密與解密,稱為(wèi)碼分多址(CDMA)技(jì)術,以确保信息傳輸時(shí)不被蘇聯所竊取。


Linkabit是加州聖地(dì)牙哥 (San Diego) 第一家(jiā)電(diàn)子(zǐ)通(tōng)訊技(jì)術公司,負責承接這(zhè)筆(bǐ)訂單、為(wèi)美(měi)國(guó)軍方和(hé)航太局開(kāi)發衛星通(tōng)信和(hé)無線通(tōng)信技(jì)術。


Linkabit的(de)兩位創始人(rén)皆是通(tōng)信界的(de)大牛──Irwin Jacobs任教于麻省理(lǐ)工(gōng)電(diàn)機(jī)系,其著作(zuò)《通(tōng)訊工(gōng)程原理(lǐ)》( Principles of Communication Engineering ),奠定了當時(shí)乃至于現(xiàn)在的(de)通(tōng)訊基礎,至今仍是通(tōng)訊界聖經寶典。


另一位創始人(rén)Andrew Viterbi提出了著名的(de)維特比算(suàn)法 (Viterbi algorithm) 。


1980年(nián),Jacobs和(hé)Viterbi将Linkabit 賣給同屬通(tōng)訊領域的(de) M/A-COM公司,并于1985年(nián)創辦了高(gāo)通(tōng) (Qualcomm),意即有(yǒu)品質的(de)通(tōng)信 (QUAlity COMMunications)。


1989年(nián),高(gāo)通(tōng)大幅改善了CDMA的(de)功率問(wèn)題,并成功将其商用化(huà)。


可惜的(de)是,此時(shí)歐洲通(tōng)信标準協會已着手進行GSM技(jì)術标準制定,随後很(hěn)快推行到了歐洲與日(rì)本市(shì)場(chǎng)。


美(měi)國(guó)本土(tǔ)的(de)通(tōng)信工(gōng)業(yè)協會也認定GSM所采用的(de)TDMA技(jì)術為(wèi)2G标準。盡管CDMA比TDMA的(de)容量更大、通(tōng)話(huà)質量更好(hǎo),但(dàn)技(jì)術更複雜(zá),大半運營商不相(xiàng)信技(jì)術的(de)可行性。


高(gāo)通(tōng)發展的(de)一大關鍵,在于Jacobs狡詐莫測的(de)三大專利流氓手段:


1)造地(dì)雷:建立壟斷的(de)專利布局


高(gāo)通(tōng)圍繞着功率控制、同頻(pín)複用、軟切換等技(jì)術,構建了CDMA專利牆,相(xiàng)較于其他(tā)廠(chǎng)商在專利數量和(hé)品質上(shàng)都(dōu)有(yǒu)非常大的(de)優勢。


但(dàn)高(gāo)通(tōng)不滿足于此,它要一人(rén)享用這(zhè)筆(bǐ)豐厚的(de)利潤。


在高(gāo)通(tōng),養了一批不下(xià)于技(jì)術研發部門的(de)龐大專利律師(shī)軍團,通(tōng)過并購、控告對(duì)手專利侵權等專利戰,将所有(yǒu)CDMA的(de)相(xiàng)關專利都(dōu)一步一步攏絡過來(lái)。


專利律師(shī)的(de)職責,就是申請專利、談專利價格、控告侵權公司。


第二步是大量申請垃圾專利,用垃圾專利保證其核心專利──在舊(jiù)有(yǒu)的(de)專利保護到期之前便申請新的(de)專利、或大量申請CDMA外(wài)圍專利,然後申告該技(jì)術為(wèi)新技(jì)術的(de)一環,封殺了關于CDMA 內(nèi)外(wài)圍的(de)所有(yǒu)技(jì)術。


2)埋地(dì)雷:将專利技(jì)術套入通(tōng)信标準


收集齊了專利地(dì)雷還(hái)不夠,還(hái)要讓人(rén)得踩到才行。


首先要明(míng)白為(wèi)啥需要通(tōng)信标準?你(nǐ)總不能讓電(diàn)信打不通(tōng)移動的(de)手機(jī)、華為(wèi)打不通(tōng)iPhone手機(jī),制定統一的(de)通(tōng)信标準的(de)目的(de)就是讓不同運營商商、基站設備與手機(jī)之間(jiān)能互聯互通(tōng)。


由于GSM标準由歐洲運營商和(hé)設備商(如愛立信、諾基亞)共同提出,共同享有(yǒu)知識産權,專利基本上(shàng)是開(kāi)放(fàng)的(de)。


但(dàn)高(gāo)通(tōng)表面上(shàng)提出了一套采用CDMA技(jì)術的(de)2G标準,實際上(shàng)将CDMA專利技(jì)術藏在了裏頭,等于使用該2G标準時(shí),也就踩到了高(gāo)通(tōng)的(de)專利。


這(zhè)種以單一家(jiā)公司專利而壟斷某一标準的(de)行為(wèi),照(zhào)理(lǐ)說(shuō)不會發生(shēng)于由各國(guó)成員(yuán)組成的(de)通(tōng)信标準制定小(xiǎo)組裏,别的(de)國(guó)家(jiā)與廠(chǎng)商因本身(shēn)利益沖突,必然會極力反對(duì)。


然而,當時(shí)2G研究才剛起步,多數廠(chǎng)商的(de)注意力仍在歐洲人(rén)所提出的(de)GSM标準上(shàng),高(gāo)通(tōng)的(de)CDMA技(jì)術并沒有(yǒu)多少人(rén)聞問(wèn),反而讓高(gāo)通(tōng)趁隙而入。


3)更多的(de)地(dì)雷:将CDMA演算(suàn)法整入芯片


高(gāo)通(tōng)的(de)最後一步棋,是把CDMA的(de)演算(suàn)法嵌入集成芯片。其最大特點為(wèi)整合信号的(de)發送與接收、電(diàn)源管理(lǐ)和(hé)數模轉換等于單一芯片之上(shàng),即今天我們稱的(de)SoC(System on Chip, 片上(shàng)系統)。


這(zhè)樣一來(lái),使用高(gāo)通(tōng)專利的(de)手機(jī)廠(chǎng)商,必須先繳一筆(bǐ)授權費(fèi)取得專利使用權。在芯片或産品量産後,再依據出貨量收取根據産品售價一定比例的(de)費(fèi)用,平均需繳納手機(jī)銷售額5-10%不等的(de)權利金(jīn)。


這(zhè)點可是相(xiàng)當的(de)不合理(lǐ)的(de)——屏幕、鏡頭、機(jī)殼等零件(jiàn)全部與CDMA毫不相(xiàng)關,也得被抽銷售額的(de)百分比。(難道(dào)在手機(jī)上(shàng)鑲了塊鑽石, 利潤還(hái)得算(suàn)在高(gāo)通(tōng)頭上(shàng)嗎(ma)?)


那(nà)時(shí)高(gāo)通(tōng)提供了SoC一套完整的(de)解決方案,大多數手機(jī)廠(chǎng)商還(hái)沒SoC整合的(de)技(jì)術能力,也隻能乖乖挨這(zhè)一刀(dāo)。


你(nǐ)設局,也要有(yǒu)人(rén)願意踩。高(gāo)通(tōng)專利的(de)高(gāo)門檻擋住了競争對(duì)手,也擋住了CDMA的(de)迅速市(shì)場(chǎng)化(huà),多數運營商還(hái)是選擇了GSM系統,靠專利使用費(fèi)養活的(de)高(gāo)通(tōng)在美(měi)國(guó)活的(de)并不好(hǎo)。


此時(shí),高(gāo)通(tōng)迎來(lái)了一根橄榄枝──來(lái)自(zì)于韓國(guó)政府。


在發展CDMA之前,韓國(guó)運營商、手機(jī)等通(tōng)訊設備制造業(yè)相(xiàng)當薄弱。1990年(nián)11月(yuè),高(gāo)通(tōng)和(hé)電(diàn)子(zǐ)通(tōng)信研究院 (ETRI) 簽署有(yǒu)關CDMA技(jì)術轉移協定。


高(gāo)通(tōng)答(dá)應把每年(nián)在韓國(guó)收取專利費(fèi)的(de)20%交給韓國(guó)電(diàn)子(zǐ)通(tōng)信研究院、協助其研究,韓國(guó)政府也宣布CDMA為(wèi)韓國(guó)唯一的(de)2G移動通(tōng)信标準,并全力支持韓國(guó)三星、LG 等投入CDMA 技(jì)術的(de)商業(yè)應用。


韓國(guó)不向支持GSM的(de)歐洲靠攏、選擇了CDMA作(zuò)為(wèi)2G标準,主要是為(wèi)了低(dī)廉的(de)專利優惠,雖承擔了一定的(de)風(fēng)險,最終也獲得了相(xiàng)應的(de)回報。


通(tōng)過發展CDMA,韓國(guó)的(de)移動通(tōng)信普及率迅速提高(gāo),短短五年(nián)內(nèi)移動通(tōng)信用戶數達100萬,SK電(diàn)信成為(wèi)全球最大的(de)CDMA運營商。通(tōng)訊設備制造商更是異軍突起,三星成為(wèi)全球首家(jiā)CDMA手機(jī)出口商。


CDMA不僅帶動了韓國(guó)通(tōng)信業(yè)的(de)發展,也促進了整個(gè)韓國(guó)經濟的(de)發展。所以多有(yǒu)人(rén)說(shuō):“韓國(guó)人(rén)救了高(gāo)通(tōng)”,高(gāo)通(tōng)更從(cóng)此成為(wèi)全球性的(de)跨國(guó)大公司。


韓國(guó)的(de)成功典型,第一次向世界證明(míng)了CDMA正式商用的(de)可能性,也讓美(měi)國(guó)一些運營商及設備商對(duì)CDMA技(jì)術開(kāi)始恢複信心。


在高(gāo)通(tōng)與韓國(guó)人(rén)賺的(de)缽滿盆滿笑(xiào)呵呵的(de)同時(shí),讓我們把畫(huà)面拉回到歐洲這(zhè)邊。


2000年(nián)後,2G的(de)速度與容量上(shàng)限逐漸面臨瓶頸,經曆了1G到2G眨眼間(jiān)便大舉翻盤的(de)技(jì)術變革,各大手機(jī)廠(chǎng)商吃(chī)了曆史教訓,個(gè)個(gè)提心吊膽着準備迎接3G時(shí)代。


2 歐美(měi)中鬥法:三大3G通(tōng)信标準


3G最大的(de)優點是更快的(de)網速,2G的(de)下(xià)載速度約僅9600bps~64kbps,而3G初期的(de)速度則為(wèi)300k-2Mbps,足足提升了三十倍多。


愛立信、諾基亞、阿爾卡特等實力雄厚的(de)歐洲廠(chǎng)商雖知TDMA難敵CDMA的(de)優勢,更難以作(zuò)為(wèi)3G核心技(jì)術,但(dàn)誰也不想接受高(gāo)通(tōng)霸道(dào)的(de)方案。


于是歐洲與日(rì)本等原本推行GSM标準的(de)國(guó)家(jiā)聯合起來(lái)成立了3GPP組織 (3rd Generation Partnership Project),負責制定全球第三代通(tōng)信标準。


3GPP小(xiǎo)心翼翼地(dì)參考CDMA技(jì)術,以盡量繞過高(gāo)通(tōng)設下(xià)的(de)專利陷阱,開(kāi)發出了原理(lǐ)類似的(de)W-CDMA。


高(gāo)通(tōng)趕緊不落人(rén)後地(dì)與韓國(guó)聯合組成3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) 與3GPP抗衡,推出了CDMA2000。


既然你(nǐ)們都(dōu)有(yǒu)一套自(zì)己的(de)标準,當然,咱們中國(guó)也不能落于人(rén)後,硬是搞了一個(gè)TD-SCDMA。


誰也不想被高(gāo)通(tōng)揩油,所以用CDMA2000的(de)少;TD-SCDMA 隻有(yǒu)中國(guó)使用;自(zì)然,最後的(de)結果是W-CDMA的(de)參與者最多,在三個(gè)3G通(tōng)信标準中最成熟、市(shì)場(chǎng)占有(yǒu)率也最高(gāo)。


不過,因三大通(tōng)信技(jì)術都(dōu)碰觸到了CDMA的(de)底層專利技(jì)術,仍無法避免地(dì)被高(gāo)通(tōng)硬生(shēng)生(shēng)啃掉一塊利潤大餅,高(gāo)通(tōng)可謂是3G時(shí)代最大的(de)赢家(jiā)。


不過,真正讓高(gāo)通(tōng)大賺的(de),還(hái)是源于智能手機(jī)的(de)興起。


3 3G的(de)崛起,從(cóng)iPhone開(kāi)始


事(shì)實上(shàng),從(cóng)2000年(nián)開(kāi)始,通(tōng)信業(yè)界就在呼喊3G,但(dàn)喊了幾年(nián),直到2007、2008年(nián)才開(kāi)始真正普及,這(zhè)是什麽原因呢(ne)?


很(hěn)簡單,市(shì)場(chǎng)沒有(yǒu)殺手級的(de)應用,你(nǐ)技(jì)術再強大也沒有(yǒu)用。反之,高(gāo)通(tōng)費(fèi)盡心思将專利寫入标準,但(dàn)标準沒人(rén)用,也是隻能攤手。


真正讓3G火起來(lái)的(de)、讓高(gāo)通(tōng)大賺的(de),還(hái)是源于移動通(tōng)信設備的(de)革新——智能手機(jī)。


一提到智能手機(jī),大家(jiā)自(zì)然就想到了喬布斯,蘋果在2007年(nián)推出了第一台iPhone,從(cóng)而推動了一個(gè)智能手機(jī)的(de)時(shí)代。


但(dàn)想到智能手機(jī)這(zhè)個(gè)idea的(de)人(rén)并不是喬幫主,他(tā)也是從(cóng)曾經的(de)諾基亞Symbian手機(jī)與微(wēi)軟Windows Phone借鑒而來(lái)的(de)。


21世紀初,電(diàn)信業(yè)界描繪的(de)3G世界如是說(shuō):任何人(rén)可以随時(shí)、随地(dì),利用移動電(diàn)話(huà)或其他(tā)移動設備 (例如PDA),打電(diàn)話(huà)、上(shàng)網;除了傳送語音(yīn)之外(wài),還(hái)可以傳送數據、視(shì)頻(pín)、電(diàn)腦遊戲…。


IBM Simon在1994年(nián)開(kāi)賣世界上(shàng)第一台智能手機(jī),完全使用觸控式鍵盤,也是第一台以軟件(jiàn)應用程序為(wèi)賣點的(de)手機(jī)。


聽(tīng)起來(lái)似乎相(xiàng)當熟悉?現(xiàn)今習(xí)以為(wèi)常的(de)場(chǎng)景,二十年(nián)前可是個(gè)宏大的(de)理(lǐ)想。


3G曾經承載着全球電(diàn)信業(yè)的(de)高(gāo)度期待,2000年(nián)時(shí),英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利和(hé)西(xī)班牙等國(guó)家(jiā),開(kāi)始競标3G牌照(zhào)和(hé)無線頻(pín)譜拍(pāi)賣,各家(jiā)運營商總計(jì)投下(xià)約900億美(měi)元。德國(guó)更是創下(xià)了高(gāo)達458億美(měi)元3G牌照(zhào)的(de)拍(pāi)賣紀錄。


照(zhào)理(lǐ)說(shuō),高(gāo)額的(de)投标将來(lái)都(dōu)是要轉嫁到消費(fèi)者身(shēn)上(shàng)。歐洲的(de)3G牌照(zhào)費(fèi)約是部署系統的(de)3倍,意思是從(cóng)提供3G所産生(shēng)的(de)非語音(yīn)收入 (也就是上(shàng)網費(fèi)用),必須是語音(yīn)的(de)3倍,整個(gè)投資才能回本。


在缺乏移動上(shàng)網的(de)殺手級應用的(de)情況下(xià),顯然是不可能的(de)事(shì)情。


于是研發者留下(xià)了負債和(hé)幾近(jìn)無用的(de)3G牌照(zhào)就離開(kāi)了,有(yǒu)些公司還(hái)試圖與發放(fàng)牌照(zhào)的(de)政府打官司。不但(dàn)後續融資與設備投資舉步維艱、股價重挫,也讓3G服務無法如期推出。


歐洲電(diàn)信業(yè)一度處于潰敗的(de)狀态。


美(měi)國(guó)《彭博商業(yè)周刊》以“泡沫的(de)故事(shì)”、“一場(chǎng)歐陸大災難”來(lái)形容歐洲3G願景的(de)幻滅。直到四、五年(nián)後,歐洲運營商才逐漸恢複元氣,開(kāi)始建設3G網絡。


相(xiàng)較于早早燒完錢、以緻于在3G轉型上(shàng)慢(màn)了一步的(de)歐洲人(rén),美(měi)國(guó)運營商由于現(xiàn)有(yǒu)頻(pín)率占用問(wèn)題使得發放(fàng)牌照(zhào)時(shí)間(jiān)延遲,直到2004年(nián)初才能發放(fàng)3G牌照(zhào),這(zhè)反使美(měi)國(guó)運營商保有(yǒu)更多餘力與資金(jīn)投入3G網絡,可以說(shuō)是因禍得福。


有(yǒu)了完善的(de)3G網絡後,萬事(shì)俱備、隻欠東風(fēng),就差一部智能手機(jī)了。


最早的(de)智能手機(jī)操作(zuò)系統是微(wēi)軟在1996年(nián)發布的(de)Windows CE。由于微(wēi)軟在PC操作(zuò)系統上(shàng)沒有(yǒu)對(duì)手,面對(duì)全新的(de)移動通(tōng)信市(shì)場(chǎng)仍沿用過去(qù)PC操作(zuò)系統的(de)思維方式,導緻了系統速度緩慢(màn)的(de)先天缺陷。


另一方面,英國(guó)公司Psion和(hé)諾基亞、愛立信、摩托羅拉在1998年(nián)合資成立了Symbian公司,研發手機(jī)專用的(de)操作(zuò)系統以抵禦來(lái)勢洶洶的(de)微(wēi)軟。


Windows CE其實僅是精簡版的(de)Windows系統, 而Symbian一開(kāi)始就是為(wèi)手機(jī)而生(shēng),穩定度有(yǒu)更出色的(de)表現(xiàn)。


可惜的(de)是,在 1999-2004年(nián)間(jiān),Symbian在發展上(shàng)仍然以傳統手機(jī)功能為(wèi)主,諾基亞內(nèi)部的(de)心态總是:最重要的(de)是如何賣出手機(jī),應用程序隻是讓手機(jī)更好(hǎo)賣。


Symbian也建議(yì)過諾基亞在智能手機(jī)的(de)開(kāi)發上(shàng)可以有(yǒu)更多其他(tā)的(de)功能,無奈諾基亞就是聽(tīng)不進去(qù)。


此景彷若當時(shí)的(de)摩托羅拉從(cóng)模拟向數字手機(jī)轉型,當時(shí)最賺錢、說(shuō)話(huà)最大聲的(de)部門是有(yǒu)鍵盤、好(hǎo)接聽(tīng)的(de)功能手機(jī),觸控式屏幕、甚至是最關鍵的(de)APP生(shēng)态系并不在Nokia高(gāo)層的(de)認知中。


在Windows Mobile與Symbian大亂鬥,諾基亞依然一家(jiā)獨大的(de)情形下(xià),有(yǒu)一個(gè)角色正在偷偷地(dì)壯大勢力,它的(de)名字叫蘋果。


2005年(nián),蘋果收購了一家(jiā)叫FingerWorks的(de)公司,這(zhè)家(jiā)公司自(zì)1999年(nián)起便開(kāi)始研發手勢識别、多點觸控等技(jì)術,但(dàn)在當時(shí)這(zhè)樣的(de)應用并不為(wèi)人(rén)們所看(kàn)好(hǎo),也沒人(rén)猜到蘋果買它來(lái)做什麽。


蘋果要做什麽呢(ne)?


2007年(nián)1月(yuè)9日(rì),喬布斯發布了第一代iPhone。


iPhone1主打的(de) iTunes Music Store、Safari、Email、Camera 等應用,皆以圖形化(huà)的(de)方式呈現(xiàn)在簡潔優美(měi)屏幕上(shàng),搭配多點觸控屏幕技(jì)術,iPhone去(qù)除掉了鍵盤、單以一個(gè) Home鍵和(hé)手指即可操作(zuò)。


“最好(hǎo)的(de)操作(zuò)界面,就是我們的(de)手指”,喬布斯在iPhone發布會上(shàng)強調。


iPhone跨時(shí)代的(de)創新并不止于此。


早期在手機(jī)中安裝APP的(de)方式,都(dōu)是先從(cóng)網頁上(shàng)下(xià)載、用接線傳輸到手機(jī),再自(zì)行安裝。


2008年(nián)蘋果推出iOS 2,新增了最重要的(de)應用商店 (App Store),可以在該平台上(shàng)下(xià)載安裝應用程序,開(kāi)始了APP生(shēng)态系統的(de)新時(shí)代。


你(nǐ)不會利用手機(jī)去(qù)推銷生(shēng)态系統,隻會利用生(shēng)态系統去(qù)推銷手機(jī)。Symbian一直在示好(hǎo)并鼓勵第三方開(kāi)發者,在 iPhone 發布時(shí), Symbian平台上(shàng)已有(yǒu)一萬多款應用。


然而,Symbian整整花(huā)費(fèi)了7年(nián)時(shí)間(jiān)在APP生(shēng)态系統上(shàng)所取得的(de)成績,蘋果在發布iOS第一版的(de)一年(nián)多後就超越了。


蘋果的(de)迅速成功和(hé)Symbian的(de)坎坷命運都(dōu)是因為(wèi)同一個(gè)原因:應用商店。


通(tōng)過統一平台,蘋果幫助使用者更方便地(dì)購買應用程序,隻能說(shuō)缺少應用商店是Symbian的(de)一個(gè)緻命失誤──沒有(yǒu)資源的(de)人(rén)若想自(zì)行開(kāi)發将會非常困難,而開(kāi)發和(hé)維護成本也很(hěn)高(gāo)。


盡管智能手機(jī)不是蘋果發明(míng)的(de),但(dàn)現(xiàn)在一般認知中的(de)智能手機(jī)中所包含的(de)四大功能:


多點觸控(multi-touch screen)

手機(jī)操作(zuò)系統(Mobile Operating System)

應用程序下(xià)載平台(App Platform)

應用程序(App)


蘋果成功地(dì)将過往各家(jiā)大廠(chǎng)嘗試的(de)經驗整合起來(lái),一戰成名。


真正有(yǒu)遠(yuǎn)見的(de)企業(yè)家(jiā),是提早10年(nián)看(kàn)到趨勢并提早布局,最後在适當時(shí)機(jī)點推出産品,讓市(shì)場(chǎng)爆發性成長(cháng)。


3G的(de)部署與網絡速度的(de)提升,早在2005年(nián)左右便已完工(gōng) (若非歐洲破産重整、美(měi)國(guó)牌照(zhào)延遲, 早在2000年(nián)時(shí)3G技(jì)術已确立),同時(shí),移動上(shàng)網、應用程序(App)、手機(jī)操作(zuò)系統也早已開(kāi)展。


然而始終像一支蹩腳的(de)足球隊一樣,缺乏臨門一腳,以至于3G用戶人(rén)數不多,始終無法普及。也因為(wèi)資源早已備齊,所以才成就了iPhone的(de)成功。


智能手機(jī)于2005-2007年(nián)間(jiān)起步,2008-2012年(nián)爆發性成長(cháng),轉折點在于iPhone。智能手機(jī)的(de)轟動,也成功拉動3G用戶暴增,進而迎來(lái)4G更高(gāo)速上(shàng)網時(shí)代。


4G

由OFDM引發的(de)變局


随着智能手機(jī)的(de)發展,移動流量需求上(shàng)升,W-CDMA随後演進出3.5G的(de)HSDPA、3.75G的(de)HSUPA ,但(dàn)其中的(de)CDMA技(jì)術框架沒有(yǒu)改變。而高(gāo)通(tōng)CDMA後續演進出的(de) 1x EV-DO,于2001年(nián)被接受為(wèi)3G技(jì)術标準之一。


本來(lái)照(zhào)這(zhè)樣發展下(xià)去(qù),以CDMA為(wèi)核心的(de)技(jì)術或許有(yǒu)可能一路(lù)稱霸到4G,可惜事(shì)與願違。


半途中有(yǒu)一号人(rén)物(wù),殺進市(shì)場(chǎng)将一切計(jì)劃打亂,這(zhè)個(gè)家(jiā)夥叫 Intel。


1 Intel的(de)逆襲 – WIMAX


先簡單介紹一下(xià)授權頻(pín)譜那(nà)點事(shì)。1980年(nián)代以前,美(měi)國(guó)所有(yǒu)的(de)無線設備都(dōu)得經過頻(pín)譜授權。後來(lái)美(měi)國(guó)通(tōng)信委員(yuán)會 (FCC) 将标準放(fàng)寬,僅限于發射功率較大、容易産生(shēng)信号幹擾的(de)無線設備需經過頻(pín)譜授權,其他(tā)低(dī)發發射功率的(de)設備可以使用未授權頻(pín)譜。


這(zhè)些未授權頻(pín)譜早期無人(rén)重視(shì),直到IEEE開(kāi)始進行短距離無線傳輸的(de)研究。


WiFi設備就是在IEEE的(de)規定下(xià)發射功率不能超過100mW,實際的(de)發射功率可能也就在60到70mW。


為(wèi)了能讓各家(jiā)廠(chǎng)商能根據同一個(gè)标準生(shēng)産兼容的(de)設備,讓通(tōng)訊器(qì)材能有(yǒu)互通(tōng)性,1999年(nián),IEEE分别推出了802.11b與802.11a兩種WiFi标準,分别使用 2.4GHz和(hé)5GHz頻(pín)段,彼此标準不相(xiàng)容。


(所以我們才會常常在連WiFi時(shí),看(kàn)到2.4G和(hé)5G兩種頻(pín)段)


2003 年(nián),IEEE引入正交頻(pín)分複用技(jì)術 (OFDM),推出802.11b的(de)改進版802.11g使傳輸速度從(cóng)原先的(de)11Mbps提升至54Mbps。


現(xiàn)在我們使用的(de)WiFi主要為(wèi)802.11n, 與 802.11a、802.11b、802.11g皆兼容,并采用MIMO技(jì)術,使傳輸速度及距離都(dōu)有(yǒu)所提升,速度甚至可達600Mbps。


OFDM+MIMO技(jì)術,解決了多徑幹擾,提升了頻(pín)譜效率,大幅地(dì)增加系統吞吐量及傳送距離。這(zhè)兩種技(jì)術的(de)結合,使得WiFi取得了極大的(de)成功。


随著版圖不斷擴大,IT業(yè)巨頭們開(kāi)始觊觎起蜂窩移動通(tōng)信市(shì)場(chǎng)大餅——4G。


WiFi标準是IEEE 802.11,IT巨頭進軍電(diàn)信業(yè)的(de)标準是802.16 ,稱作(zuò)WiMax。


2005年(nián),Intel和(hé)諾基亞、摩托羅拉共同宣布發展802.16标準,進行移動終端設備、網絡設備的(de)互通(tōng)性測試。


有(yǒu)Intel領頭的(de)WiMax來(lái)勢洶洶,電(diàn)信産業(yè)這(zhè)邊卻是幾家(jiā)歡喜幾家(jiā)愁。


OFDM說(shuō)起來(lái)也不是新技(jì)術,早在1960年(nián)代貝爾實驗室發明(míng)OFDM後,技(jì)術框架約在1980年(nián)代便已建立完成。


然而當時(shí)能支持OFDM的(de)硬件(jiàn)不成熟,CDMA又(yòu)由高(gāo)通(tōng)領軍一時(shí)紅火,便淘汰在3G标準之外(wài)。


簡單來(lái)說(shuō)就是CDMA太紅,如果 Intel和(hé) IT大廠(chǎng)沒有(yǒu)在WiFi上(shàng)将OFDM技(jì)術發揚光(guāng)大,電(diàn)信業(yè)沒有(yǒu)一家(jiā)注意到早期不被重視(shì)的(de)OFDM。


由于WiMax的(de)關系,OFDM才又(yòu)重新進入電(diàn)信業(yè)和(hé)學術界的(de)視(shì)野中。


耶!終于可以不用再被高(gāo)通(tōng)的(de)CDMA技(jì)術揩油了。


OFDM 不但(dàn)能有(yǒu)效消除多徑幹擾,複雜(zá)度也比CDMA小(xiǎo)了很(hěn)多,相(xiàng)較于CDMA事(shì)實上(shàng)更有(yǒu)優勢。


此時(shí),除了高(gāo)通(tōng)以外(wài),衆家(jiā)電(diàn)信巨頭都(dōu)歡樂(yuè)了起來(lái):終于不用再看(kàn)高(gāo)通(tōng)面子(zǐ)、繳高(gāo)額的(de)高(gāo)通(tōng)稅了!


若能有(yǒu)效将4G傳輸速率提升,又(yòu)能繞過高(gāo)通(tōng)的(de)CDMA專利陷阱,那(nà)是大好(hǎo)不過了!3GPP組織立即看(kàn)風(fēng)向轉向。(承相(xiàng)~起風(fēng)了~~)


2008年(nián)時(shí),3GPP提出了長(cháng)期演進技(jì)術 (Long Term Evolution, LTE) 作(zuò)為(wèi)3.9G技(jì)術标準。


又(yòu)在2011年(nián)提出了長(cháng)期演進技(jì)術升級版 (LTE-Advanced) 作(zuò)為(wèi)4G技(jì)術标準,準備把W-CDMA汰換掉,轉而采用OFDM。


至于高(gāo)通(tōng)這(zhè)邊當然也看(kàn)到了OFDM的(de)發展前景。


為(wèi)了不落人(rén)後,在2005年(nián)WiMax進軍移動通(tōng)信業(yè)時(shí),高(gāo)通(tōng)耗費(fèi)了六億美(měi)元,戰略性收購了專門研發OFDM技(jì)術的(de)Flarion公司。


并在2007年(nián)提出了UMB(Ultra-Mobile Broadband) 計(jì)劃,把CDMA和(hé)OFDM、MIMO都(dōu)整入UMB标準中,想繼續維持CDMA的(de)優勢。


可惜各家(jiā)廠(chǎng)商都(dōu)怕了高(gāo)通(tōng),以前讓你(nǐ)一人(rén)稱山大王四處為(wèi)虐,現(xiàn)在看(kàn)你(nǐ)有(yǒu)傾頹之勢還(hái)不牆倒衆人(rén)推。


況且全球覆蓋率最高(gāo)的(de)基站正是W-CDMA,因此,各大運營商無不紛紛決定采用LTE-Advanced當作(zuò)第四代通(tōng)信技(jì)術标準。


UMB因為(wèi)沒人(rén)支持而迅速式微(wēi)了下(xià)去(qù),隔年(nián)高(gāo)通(tōng)就把UMB停掉、宣布加入3GPP的(de)LTE陣營了。


解決了高(gāo)通(tōng)這(zhè)個(gè)難纏的(de)對(duì)手後,那(nà)WiMax呢(ne)?


不用3GPP打WiMax,這(zhè)個(gè)陣營就先自(zì)己出了亂腳。


既然WiMax是由WiFi演進過來(lái)的(de)技(jì)術,那(nà)麽WiMax到底是IT網絡還(hái)是電(diàn)信網絡?


WiMax論壇 (WiMax Forum) 的(de)組成份子(zǐ)複雜(zá),各懷鬼胎,在毫無共識的(de)情況下(xià)産業(yè)發展整個(gè)亂了套。


除此之外(wài)最關鍵的(de)問(wèn)題還(hái)是電(diàn)信設備的(de)兼容性。


如同高(gāo)通(tōng)敗在W-CDMA基站的(de)廣覆蓋上(shàng),LTE可兼容WCDMA,且利用現(xiàn)有(yǒu)基站配套設備,而WiMax基站卻要從(cóng)頭建起。


更何況LTE從(cóng)頭到尾就是電(diàn)信業(yè)主導的(de)通(tōng)信标準,輪不到讓Intel這(zhè)種IT巨頭分這(zhè)塊餅。


此時(shí)此刻的(de)高(gāo)通(tōng)已無法複制3G時(shí)代的(de)榮景,4G已經沒有(yǒu)再使用CDMA技(jì)術了。(不過由于布局廣,就算(suàn)曾經的(de)命脈CDMA被大幅削弱重要性,在OFDM上(shàng)還(hái)是能收很(hěn)多專利費(fèi))


Intel也在2010年(nián)宣布放(fàng)棄WiMax,加入LTE陣營。


5G

改變社會


2G實現(xiàn)從(cóng)1G的(de)模拟時(shí)代走向數字時(shí)代,3G實現(xiàn)從(cóng)2G語音(yīn)時(shí)代走向數據時(shí)代,4G實現(xiàn)IP化(huà),數據速率大幅提升。


5G将會給我們帶來(lái)怎樣的(de)改變?5G最大的(de)改變就是實現(xiàn)從(cóng)人(rén)與人(rén)之間(jiān)的(de)通(tōng)信走向人(rén)與物(wù)、物(wù)與物(wù)之間(jiān)的(de)通(tōng)信,實現(xiàn)萬物(wù)互聯,推動社會發展。


速率方面:從(cóng)4G的(de)100Mbps為(wèi)單位,5G可高(gāo)達10Gps,比 4G 快達100倍,輕松看(kàn)3D影片或4K電(diàn)影。

容量與能耗方面:為(wèi)了物(wù)聯網(IoT)、智慧家(jiā)庭等應用,5G網絡将能容納更多設備連接、同時(shí)維持低(dī)功耗的(de)續航能力;

低(dī)時(shí)延方面:工(gōng)業(yè)4.0智慧工(gōng)廠(chǎng)、車聯網、遠(yuǎn)程醫療等應用,都(dōu)必須超低(dī)時(shí)延。


5G的(de)容量是4G的(de)1000倍,峰值速率10Gbps-20Gbps,意味着采用更高(gāo)的(de)頻(pín)段,建設更多的(de)基站,并引入Massive MIMO等關鍵技(jì)術。


低(dī)時(shí)延和(hé)大規模物(wù)聯網連接,意味着網絡能提供多樣化(huà)的(de)服務,這(zhè)就需要網絡更加靈活和(hé)分布,從(cóng)而需要基于NFV/SDN向軟件(jiàn)化(huà)/雲化(huà)轉型,用IT的(de)方式重構網絡,實現(xiàn)網絡切片。


而虛拟化(huà)打通(tōng)了開(kāi)源平台,讓更多的(de)第三方和(hé)合作(zuò)夥伴參與進來(lái),從(cóng)而在已運行多年(nián)的(de)成熟的(de)電(diàn)信網絡上(shàng)激發更多的(de)創新和(hé)價值。


5G是商業(yè)模式的(de)轉型,也是生(shēng)态系統的(de)融合。


正如NGMN所定義的(de):


5G是一個(gè)端到端的(de)生(shēng)态系統,它将打造一個(gè)全移動和(hé)全連接的(de)社會。5G主要包括三方面:生(shēng)态、客戶和(hé)商業(yè)模式。它交付始終如一的(de)服務體(tǐ)驗,通(tōng)過現(xiàn)有(yǒu)的(de)和(hé)新的(de)用例,以及可持續發展的(de)商業(yè)模式,為(wèi)客戶和(hé)合作(zuò)夥伴創造價值。


5G的(de)誕生(shēng),将進一步改變我們的(de)生(shēng)活和(hé)社會,推動一場(chǎng)新的(de)信息革命。就要到來(lái),讓我們拭目以待。