通信工程发展史
⑴ 从2G到5G发展各个阶段的特点
我们经常听别人说1G、2G、3G、4G、5G,可是你真的知道它们是什么意思吗?这里的G可不是计算机里的Gb,而是Generation“代”的意思,也就是第几代,所以1G就是第一代移动通信系统,5G就是第五代移动通信系统。
移动无线网络现在已成为我们生活中必不可少的一部分了,通信技术也随着时代的发展向前进,下面,就来简单介绍一下1G、2G、3G、4G、5G各阶段的特点以及不同。
移动通信系统发展演进的过程
1G:The1st Generation Mobile Communication System,即第一代移动通信系统,就像早期港片里面猪脚拿的那个“大砖头”,使用的通信技术就是1G技术,那是模拟通信技术,只能打电话,不能上网。1G是已经淘汰的以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统,在那个时代,由于技术限制,设计上因为使用模拟调制、FDMA(频分多址),其抗干扰性能差,频率复用度和系统容量都不高。
1G主要系统为AMPS,另外还有NMT及TACS,该制式在加拿大、南美、澳洲以及亚太地区广泛采用,而国内在80年代初期移动通信产业还属于一片空白,直到1987年的广东第六届全运会上蜂窝移动通信系统正式启动。在第1代行动通信系统在国内刚刚建立的时候,我们很多人手中拿的还是大块头的摩托罗拉8000X,俗称大哥大(一般人可用不起哟!)。那个年代虽然没有现在的移动、联通和电信,却有着A网和B网之分,而在这两个网背后就是主宰模拟时代的爱立信和摩托罗拉。
摩托罗拉大哥大
2G:由于1G有着很多缺陷,经常出现串号、盗号等现象。1999年A网和B网被正式关闭,2G时代也来到了我们身边。1G到2G就是模拟调制到数字调制的过程,相比较第一代通信,2G在技术上更成熟,系统容量以及通话质量都有了极大的提升,不仅能打电话还能发短信、上网。那个时代,诺基亚彻底崛起,成为了手机界的霸主持续近十年。2G系统几个主流的网络制式:GSM、TDMA、CDMA。
3G:随着通信产业的发展,人们对于移动网络的需求不断加大,第3代移动通信网络必须在新的频谱上制定出新的标准,享用更高的数据传输速率。在3G之下,有了高频宽和稳定的传输,影像电话和大量数据的传送更为普遍,行动通讯有更多样化的应用,因此3G被视为是开启行动通讯新纪元的重要关键。而支持3G网络的平板电脑也是在这个时候出现,苹果,联想和华硕等都推出了一大批优秀的平板产品。3G系统的几个主要制式WCDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,WiMAX。
4G:第四代通信技术是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps。实质上现在我们所说的4G应该是LTE-Advanced,LTE只是作为3.9G移动互联网技术。主要网络制式有:TD-LTE(时分双工)和FDD(频分双工),二者相似度达90%,差异较小,但由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,FDD-LTE的标准化与产业发展都领先于TD-LTE,成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端种类最丰富的一种4G标准。
5G:即第五代移动通信技术,国际电联将5G应用场景划分为移动互联网和物联网两大类。5G呈现出低时延、高可靠、低功耗的特点,已经不再是一个单一的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术(4G后向演进技术)集成后的解决方案总称。无线通信技术通常每10年更新一代,2000年3G开始成熟并商用,2010年4G开始成熟并商用,现在研究5G,2020年成熟应该是符合规律预期的,5G的诞生,将进一步改变我们的生活。
从1G到4G,从只能打电话到现在的不仅能打电话还能上网、浏览网页、玩游戏,通信技术不仅更加成熟了,手机功能也更加丰富了,它改变了我们的生活方式,相信5G时代,不仅带来的是上网,在其他技术领域也将有更大帮助,未来的生活也将更加美好。
⑵ 通信的发展历史
1、19世纪中叶以后,随着电报、电话的发有,电磁波的发现,人类通信领域产生了根本性的巨大变革,实现了利用金属导线来传递信息,甚至通过电磁波来进行无线通信,使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。
从此,人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式,用电信号作为新的载体,同此带来了一系列铁技术革新,开始了人类通信的新时代。
2、1837年,美国人塞缪乐.莫乐斯(Samuel Morse)成功地研制出世界上第一台电磁式电报机。他利用自己设计的电码,可将信息转换成一串或长或短的电脉冲传向目的地,再转换为原来的信息。
1844年5月24日,莫乐斯在国会大厦联邦最高法院会议厅进行了“用莫尔斯电码”发出了人类历史上的第一份电报,从而实现了长途电报通信。
3、1864年,英国物理学家麦克斯韦(J.c.Maxwel)建立了一套电磁理论,预言了电磁波的存在,说明了电磁波与光具有相同的性质,两者都是以光速传播的。
4、1875年,苏格兰青年亚历山大.贝尔(A.G.Bell)发明了世界上第一台电话机。并于1876年申请了发明专利。1878年在相距300公里的波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验,并获得了成功,后来就成立了著名的贝尔电话公司。
5、1888年,德国青年物理学家海因里斯.赫兹(H.R.Hertz)用电波环进行了一系列实验,发现了电磁波的存在,他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论。这个实验轰动了整个科学界,成为近代科学技术史上的一个重要里程碑,导致了无线电的诞生和电子技术的发展。
(2)通信工程发展史扩展阅读
1、互联移动跨时空:移动通信能力飞速发展,全国实现联网
移动通信能力飞速发展。在1988年到1997年的十年间,我国经历了移动通信发展的第一个高峰期间移动交换机容量从不到3万户猛增到2585.7万户,10年间增长861倍。
我国选用900MHz频段的TACS系统主要引进了摩托罗拉(A网)和爱立信(B网)的交换机、基站、控制系统等设备,1995年底,A网覆盖的21个省市和B网覆盖的15个省市实现自动漫游,形成真正的全国联网。
1994年,由电子部联合铁道部、电力部及广电部组建成立中国联通。1998年,中国电信从当时的邮电部脱离组建。1999年,网通成立。
2、布局重组谋生态:“动感地带”推向全国,电信业重组拉开帷幕
2001年,中国移动广东分公司在广州和深圳两地召开品牌推介会,“动感地带”作为新品牌进行试验推行。2003年,中国移动正式将“动感地带”品牌推向全国,它成为中国移动通信史上第一个客户品牌。
2006年8月,纽约证券交易所收市,中国移动段价以33.42美元收盘,总市值达到1325.8亿美元,成为全球市值最高的电信运营公司。2007年,中国移动成功收购Paktel。
2004年1月,村通工程面向全国推行。截至2007年,六家基础电信企业共为3759个无电话行政村新开通电话,全国行政村通电话比重达99.5%,29个省区市实现了所有行政村通电话。2007年5月,政府继续在全国启动自然村的村通工程,形成了行政村和自然村两方面工程并进的局面。
2007年3月,中国移动正式启动超过200亿元的TD—SCDMA网络建设招标,多家中外企业组成的四大阵营竞争激烈。
2008年5月,电信业重组拉开帷幕。随后,工信部等联合发布《关于深化电信体制改革的通告》。通告称,鼓励中国电信收购中国联通CDMA网,中国联通与中国网通合并,中国卫通的基础电信业务并入中国电信,中国铁通并入中国移动。这次改革重组完成后发放3G牌照。
专家称,电信重组在于打破垄断,随着通信技术的发展,移动替代固话趋势明显。重组后,三家运营商都拥有全业务能力,形成充分的竞争格局。
3、代际宏图标准中:通信业增长率高,5G将带动通信产业下一轮发展
不久前召开的全国工业和信息化工作会议中,工信部明确了2018年多项重点工作。其中涉及强化信息通信市场监管方面,工信部相关文件透露,计划开展VoLTE号码携带技术试验,研究制定号码携带全国推广方案。
工信部数据显示,初步核算,2017年电信业务总量达到27557亿元(按照2015年不变单价计算),比上年增长76.4%,增幅同比提高42.5个百分点;电信业务收入12620亿元,比上年增长6.4%,增速同比提高1个百分点。
2018年1-2月,电信业务总量完成6853亿元,同比增长117%;电信业务收入完成2168亿元,同比增长4.9%。
近年来,我国通信产业发展迅速,主要经营指标向好,5G将成为下一个发展契机。2017年8月,国务院印发了《关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》,指出“加快第五代移动通信(5G)标准研究、技术试验和产业推进,力争2020年启动商用”。
由于5G应用前景广泛,5G战略制高点争夺战已风起云涌。
⑶ 军用通信网络技术主要的发展历程
19世纪30年代后,有线电和无线电通信相继问世,军事通信发生重大变革。20世纪初,陆军中装备了野战无线电通信,海军中有了舰对舰、岸对舰无线电通信。空军于1912年实现了空对地通信。第一次世界大战时,参战国使用埋地电缆与被覆线路传输电报、电话信号;有的参战国无线电配备到营一级指挥所。第二次世界大战期间,出现了野战电话机、交换机、电传打字机、传真机和调幅、调频无线电台等通信设备。“黑鸟”SR-71侦察机第二次世界大战后,军事通信技术有了重大发展,相继出现了散射通信、微波接力通信、卫星通信和光纤通信。60年代后,数据网和计算机网被用于军事通信,提高了通信保障的自动化水平与快速反应能力。80年代开始研究的综合业务数字网,在通信联络组织上,注重通信联络的整体保障,形成多手段、多方向的迂回通信。
⑷ 移动通信技术发展史,4G的实现技术有哪些
4G通信系统的这些特点,决定了它将采用一些不同于3G的技术。对于4G中将使用的核心技术,业界并没有太大的分歧。总结起来,有以下几种。
1.正交频分复用(OFDM)技术
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术,其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道,在每个子信道上使用一个子载波进行调制,各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的,即具有频率选择性,但是每个子信道是相对平坦的,在每个子信道上进行的是窄带传输,信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率,可实现低成本的单波段接收机。
2.软件无线电
软件无线电的基本思想是把尽可能多的无线及个人通信功能通过可编程软件来实现,使其成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。也可以说,是一种用软件来实现物理层连接的无线通信方式。
3.智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,是未来移动通信的关键技术。智能天线应用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
4.多输入多输出(MIMO)技术
MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效地将通信链路分解成为许多并行的子信道,从而大大提高容量。信息论已经证明,当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时,MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能,从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中,MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。
5.基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络,可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案,能提供端到端的IP业务,能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构,能允许各种空中接口接入核心网;同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后,所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容,因此在设计核心网络时具有很大的灵活性,不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。