随着5G商用牌照发布，5G概念越来越热，为什么移动通信方向总是这么广受关注呢？
因为全球的电信市场是非常大的。大到什么程度呢？
我们可以看这样的一组数据：
2016年全球的互联网产值（包括谷歌、Facebook、亚马逊、中国的BAT等）是3800亿美元。
而全球电信市场产值（包括移动设备、电信设备、运营商收入）高达3.5万亿美元，差了1个数量级。
而且，从2007年以后的电信市场增量几乎都来自于移动通信行业。
这也就解释了为什么5G在近期引起了全球的极大关注。
有些人看5G看技术、有些人看5G看应用，有些人看5G看市场容量。
大墨读了吴军的《全球科技通史》，他从1G到5G的演进趋势着手，看在历次技术进步时，都发生过什么。
在这里把吴军书中讲到的演进趋势，从两条主线：巨头更替、技术进步的角度，精心整理分享给大家。
历史不会重复，但总是押韵。
回顾历次移动通信技术变革带来了什么，对未来机遇的判断，就会有启发。
01 标准
在历代的移动通信技术中，统一标准的制定是最重要的。
我们现在都经常讨论的5G，其全称是“第五代移动电话行动通信标准”。
我们都知道，通信业是典型的具有“网络效应”的行业。
如果每家公司都制定一个独立的通信标准，那互联互通就是一个很大的问题，就跟把几十个不同国家（都只会母语）的人凑到一起聊天一样，根本无法沟通。
设备之间要通信，需要有统一的编码规则，这个大家都遵从的规则就是“通信标准”。
通信标准主要是规定的是2件事：
1.信息发送和接收时的编码和解码标准。
相当于播出电话时的号码：从A播出去一个号码，通过这个号码我们得知道A想要连接到B，这是第一个重要的部分。
2.对传输内容的编码和解码方式。
A跟B开始对话了，先把A说的语音或者发的信息文字编码，在信道里进行传输，在到达B时，进行解码，B就接受到了A发出来的信息。
图1：通信标准解决的问题
好的编码标准非常重要，能让信息传输效率高、损耗低、误码率低。
02 从1G到5G
（一）1G时代
我们先来看看第一代移动通信标准。
1G是由摩托罗拉公司创造的，注意是创造标准，不是制定标准
1G本来始于在二战期间美国的军方项目，1940年起，摩托罗拉深度参与这个军用的移动通信项目，这个通信设备在今天来看庞大笨拙，大概有5磅重，但是却实现了“收”和“发”在同一个终端上。
这个设备需要两个军人配合才能使用一台收发机，而且它的通信范围也很小，但也足够让美国在二战的通信上取得巨大的优势。
图:2：美军二战时期移动通信设备（初始）
之后，摩托罗拉又研制出了更小型的对讲机，这已经是我们早期使用“大哥大”的雏形了，这个设备有长长的天线，但是通信范围依然很小，最多能覆盖1km内的无线通信。
图3：美军二战时期通信设备（后期）
由于军方项目上的技术优势，摩托罗拉在20世纪80年代，引领了移动通信的商用时期。
摩托罗拉制定的移动通信标准，也就是后来我们说的1G。
摩托罗拉当然也就成为了1G时代的霸主。
（二）2G时代
很快，第二代移动通信技术标准开始了。
在1G的民用时期，诺基亚开始提前布局，研发2G的通信设备和新的通信标准，并在90年代投入使用。
仅仅经历了10年，摩托罗拉便没有维持住自己的霸主地位，2G是诺基亚的主导时期。
图4：2G时期的诺基亚
这里需要解释两个重要的问题：
第一个问题：为什么摩托罗拉在2G时代败给了诺基亚？
第二个问题：2G比1G的改进在哪？
之后我们在讲每一代的时候都会从这两个方向分别来探讨。
先解释第一个问题，为什么1G时代的霸主摩托罗拉在2G时期就没落了？
刚才我们提到，统一的通信标准是非常重要的，在对待标准的态度上，欧洲和美国选择了不同的道路。
熟悉通信发展历程的人应该都知道，美国在2G时期有三个通信标准，互相竞争。中国当时也是有两种制式的：GSM和CDMA。
而欧洲的通信运营商和设备商报团取暖，统一了一个通信标准，也就是GSM。
通信行业是一个典型的网络效应很强的行业，统一的标准大大节约了兼容成本。这给了诺基亚一个反超的机会。
从诺基亚的2G称霸的过程可以知道，通信行业中标准的重要性。
第二个问题：2G比1G的改进在哪里？
主要是终端变小了很多。
1G是模拟电路，2G是数字电路。在数字电路的应用下，一个小小的芯片就能替代模拟电路的几十个芯片，所以2G时代手机变小了，更加便携了。
另外，我们也都知道摩尔定律：
当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
同时也意味着，同样大小的芯片，每隔18-24个月性能翻一番。
因此，摩尔效应也让手机越来越小，性能越来越强。
（三）3G时代
随着3G网络的覆盖，诺基亚作为一代巨头黯然离场。
苹果手机从起初看起来，只是一个大屏幕的手机，随着各种应用的开发，发现伴随着3G网络速率的提升，移动互联网有更大的空间，从方方面面改变每个人的生活。
操作系统之战以谷歌的安卓系统和苹果公司的 iOS胜出告终，塞班、黑莓、微软的视窗接连离场。开发者的开发成本被降低，这为移动互联网的飞速发展提供了便捷。
3G比2G改进了哪里？
从语音通讯到数据传输。
2G时代，通信方式主要是打电话、发短信，无线上网速度非常慢。
在3G时代，数据传输的速度提升了40倍。
现在我们看到的移动互联网行业巨头，不得不说，都受益于3G网络。
所以张瑞敏说“没有成功的企业，只有时代的企业”。
但是到了3G，我们的语音通信网络和上网用的数据传输网络，还依然是分开的。
语音传输的路径更是非常麻烦，如图5所示，A想给B打个电话需要经过很长的物理路径，需要沿着蓝色的路径，经过8个阶段才能把语音传输到B，2G和3G的语音过程都是这样。
具体的每个节点不用太关注，就看到这个通信的转接的复杂过程就好了。
图5: 2G、3G时期语音通信原理
而且因为3G时期，基站之间的通信需要多次转接，通信效率较低，网速虽然比2G有质的飞跃，速度却不怎么快，很多需要高速传输的应用场景无法实现。
（四）4G时代
4G时代，依然是苹果一统天下，也成为了第二个突破万亿美金市值的公司（第一个是中石油）...
但同时，4G又给了一些新兴公司发展的机会，包括移动支付领域的支付宝和微信支付；设备商、终端商：华为和小米；移动互联网：字节跳动（头条、抖音）、滴滴打车、美团外卖、移动电商拼多多等等... ...
这些现在蓬勃发展中的公司无一不是4G时代下的产物，又是一批“时代的现象级企业”崛起了。
4G比3G改进了哪里？
首先，网络结构扁平化了，端到端的通信转发次数变少了。
其次，基站之间的光纤带宽变宽。
最关键的是，4G网络同时应用了互联网和电信网络的技术进步。刚才我们提到3G时期，语音和数据的传输网络是分开的，到4G才实现了真正的统一。
这让4G的网络速度得到了大幅提升。
4G的理论网速已经很快了，大部分的民用场景都够用了。
所以在4G时期，一系列基于手机端的应用场景都得到了实现，我们的生活越来越便捷。以至于我们现在很难想象没法手机支付、没法手机点外卖、没法看短视频和朋友圈来消磨时间的漫长时间，我们都是怎样度过的。
图6: 4G通信网络较3G扁平化
但4G还有一个硬伤：网络拥塞。
在现在的4G时代，是不是经常有这样的情况：在人群比较密集的时候，网络完全是瘫痪的。比如参加演唱会、参加一个大型会议、参加集中的考试时，手机上网基本就是不可能的了。
因为在这个集中地带，大家都抢着跟同一个基站通信，一个4G基站的覆盖半径大概是1公里。
这时候懂通信技术的人就不会想着多试试，不会以为网络不好时需要排排队，没准照片就发出去了、没准就能上网了...
因为香农第二定律告诉我们：信息传输率超过了信道容量，就不可能实现可靠的传输。这时候的出错率是100%，是大家都出错，而不是个别人能传输成功。
这是在人群聚集情况下面临的问题，未来是万物互联的时代，智能终端的数量会呈指数级增长，每个智能终端都会有一个SIM卡，要和基站通信。这时可想而知，网络必然是瘫痪的。
4G网络的缺陷是万物互联的瓶颈。
（五）5G时代
从之前的1G到4G的发展过程中，都会给新的公司以机会。
有些来自标准层，正如摩托罗拉、诺基亚、高通（苹果、微软）...
另一些机会则来自应用的场景，正如阿里、微信、头条、美团、滴滴（Uber）...
5G比4G改进了哪里？
4G的网络拥塞是因为信息的传输率大于信道容量，那么第一个解决方案就是加大带宽。
5G的理论带宽是4G的20倍。这需要把频段范围扩大，频段向上扩展。
但是问题又来了，频段越高，就越容易被障碍物影响，怎么办？
把基站建得足够密才行，在4G时期每2-3公里建一个基站，在5G时期，则是在200-300米建一个基站。因为相对于4G时期1公里的覆盖范围，5G每个基站的覆盖半径大概只有一百多米。
这时，在每个基站覆盖半径从1km降低到100多米的情况下，每个基站的覆盖人数能减少两个数量级，这样拥塞的问题就解决了，而且给更多终端接入移动网络留下了空间，让未来的万物互联成为可能。
03 总结
最后，总结一下本文的要点。
首先，在每一轮的移动通信技术周期中，标准是非常重要的。
然后，我们从两条线讲了1G到5G的极简发展史：一条是每个时期的霸主的更替，一条是每个时期的改进在哪。
从标准层的角度，我们看到每轮新的通信技术革命都会出现一个新的霸主：
1G是摩托罗拉；
2G是诺基亚；
3G、4G是苹果、谷歌、高通。
5G的全球霸主会是谁，我们现在还没有结论。
得标准者得天下，华为在5G领域中累积了较大的优势，从现在来看，华为在5G时代成为世界的领导者，还是非常有可能的，这也是现在华为被围剿的原因。
从1G到5G的改进过程视角来看，每一代的变化，一直以来都不是速度的进步而已。
1G到2G是模拟电路到数字电路，让终端变小变轻。
2G到3G是从语音通信到数据通信，我们从移动语音过渡到了移动上网时期。
3G到4G是减少了转发次数，并进行了“通信网”、“互联网”的融合，这一跨越实现了数据传输速率的升级。
4G到5G是解决终端接入密度问题，这是实现万物互联的基础，当然也伴随着传输速率的提升。
纵观1G到5G发展史，每一代的通信技术标准的迭代，速率的提升似乎只是一个结果，而不是目的。
“速度，其实是5G最无聊的应用。”
网友评论