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奠基万物互联的 4.0、5G、自动化——窥探 5G 时代
录入时间:2020/1/7 14:30:27

1. 为4.0正名。(前篇)

2.  5G时代

在前篇为工业4.0(Industry4.0:第四次工业革命)正名时,大篇幅引用有依据有出处的官方说法、定义,非常重要,为工业4.0正名的阐述如此可以避免混淆、哗众取宠。而谈起5G以及接下来的探讨,如同邬贺铨院士所说:“现在只是打开5G殿堂的大门,想象和实践都不该受到局限,5G不仅是移动通信的新世代,更是承载高科技产业的希望。”所以在此不以严谨定义方式进行论证, 而是以积极期待的心态探索这一即将为人类文明生活带来重大变革的“重器:5G”。

 

2.1窥探5G时代

为什么要窥探?因为5G尙未拥有整体完整架构,也不是具备清楚定义、学说或理论,更不是局限于某一行业的商用产品。但其重要性在现阶段刚展露头脚的发展初期, 已被预期其影响即将凌驾众多科技、学说、理论,而其应用之广泛更可谓深入各行各业、无所不涵。有人形容5G是宏大未来科技殿堂的入口,有人更形容5G为万物互联秘境的门钥,众说纷呈,百家争鸣。

由于知识的局限,人类自古就生活在不断扩充的神话中,有人利用神话扩充权力加强领导统御成就了君主、城邦、帝国,古人也在憧憬幻想中逐渐完备适应生活的技术与能力。就像现代人类生活一直以来就是不断从憧憬幻想, 到科幻, 再到科技落实的过程,所以于此5G殿堂(秘境)的大门初开乍现的契机——我们窥探。

 

邬贺铨院士更陈述:“现在5G正位于发展方向判定的交差点上,是位于新的开端而不是事后的批判,所以重要的不是正确性,而是前瞻的触觉,以及全新应用领域的激发。”——所以我们努力窥探。

 

戏说5G

顺着1G、2G、3G、4G发展的时间进程,我们可以回顾着说,似乎每十年更新一代:

1980年代( 1G时代) 无线电对讲机,传呼机(BB、Call)黑金刚(大哥大移动电话)使用模拟信号(Analogue)

1990年代( 2G时代) 有了数字移动电话和短信功能-使用数字信号(Digital)

2000年代 (3G时代) 数字移动电话可以作图像、照片、…接收传输

2010年代(4G时代) 基于全IP的移动宽带开始了应用音乐、视频…大流量接收传输能力

2020年代可预期进展为新的时代(5G时代)

 

也有人将实际应用维度的不同,比喻成为信息技术革新的界碑,区分为:

  1G – Analogue, Voice

  2G –Digital, Message

  3G –Graphic, Photo

4G –VCR

  5G –3D Projection

某方面来说,此种就应用功能区分,虽相当另类、功利、具目的性,却可以为每一个世代的技术革新树立具体的里程碑,并且清楚地期待,下一时代, 如果善用5G(低延时)近乎实时(real time),大量数据连接(big data), 及5个9可靠性(99.999%)…的环境下:

1.      完全突破空间距离的3D信息沟通及传输屏障;

2.      解决视觉影像立体传输对于介质的依赖(以VR,AR, MR,…等集成技术)达到立体信息无缝传输及接收。

 

毕竟VR、AR、MR,…不外乎是不断改良完善3D投影传送及接收的一系列阶段性作法。也就是依: 信息传输”维度Dimension ”能力的区分,

    1代 –传声音,电报;

    2代 –传数字信息;

    3代 –传图像, 照片;

    4代 –传视频;

    5代 –传3D立体投影。

 

如此区分确实分得简单粗暴,却不失清晰的界限,如此“单纯地”就移动信息的应用维度及能力作世代区分,与实际状况也可说相当契合,尤其对新一代信息技术应用的期待更是具体形象化,不空泛。在此也应提倡,当谈论第五代移动通讯技术的世代交替分界,就应该更聚焦信息技术本身,不应该因为搭上5G信息技术能力的各种应用载体而失去了焦点,更不可盲目设立速度快慢的数量界线,以快、更快、再快作世代区分并不可取。更赞同第五代移动信息技术应该集成虚拟实境(VR,  AR,  MR, 3DProjection …)技术的发展方向,协助人们突破视觉须依赖介质传输先天的人眼视力缺陷,达到3D影像突破空间、距离传输接收应用的限制,也才算是新一代移动信息技术5G-----新的里程碑。

 

5G的“这些事”众说纷呈,主要是新的信息技术应用方向(载体)可预期会逐渐突破现有人类生活的常识常理范围,各种应用载体搭载了5G(第五代移动信息技术)后,将有无限的新应用成长及想象空间。就像人们戏说:

1G让时间变成了金钱

2G让网络小说家发迹

3G开始了移动办公室的序幕

4G网红主播成了富豪

5G心驰“神”往,“神”历其境,万物互联,“云”游五洲

(“神”应是虚拟现实和自身的3D投影)

细说5G

移动通信技术发展(资料数据汇编)

时代

时间

标准

速度

上行

/

下行

服务

重要纪事

1G时代

1980

年代

AMPS美国TACS英国JTAGS日本

C-Netz西德Radiocom 2000法国RTMI意大利

NMT Nordic东欧以及俄罗斯。

 

 

限语音的移动 (蜂窝)电话

于二十世纪80年代制定, 指最初的模拟、仅限语音的移动 (蜂窝)电话标准,动通信主要采用的是模拟技术Analogue和频分多址(FDMA)技术

1976年首先将无线电应用于移动电话。

1976国际无线电大会批准了800/900 MHz频段用于移动电话的频率分配方案。

1978年底,美国贝尔试验室研制成功了全球第一个移动(蜂窝)电话系统(AMPS,Advanced Mobile Phone System)。

1980年瑞典等北欧4国研制成功了NMT-450移动通信网并投入使用;

1982年,欧洲邮电大会(CEPT)成立了一个新的标准化组织GSM(Group Special Mobile),其目的是制定欧洲900MHz数字TDMA蜂窝移动通信系统(GSM系统)技术规范,从而使欧洲的移动电话用户能在欧洲境内自动漫游。

1984年联邦德国完成了C网络(C-Netz);

1985年英国开发出频段在900MHz的全接入通信系统(TACS,Total Access Communications System)。1988年,欧洲电信标准协会(ETSI)成立。

美国摩托罗拉公司的工程师马丁·库珀于许多国家都开始建设基于频分复用技术(FDMA,Frequency Division Multiple Access)和模拟调制技术的第一代移动通信系统(1G,1st Generation)。

 

中国的第一代模拟移动通信系统于19871118日在广东第六届全运会上开通并正式商用,采用的是英国TACS制式。

 

 

 

2G时代

1990

年代

GSM

CDMA

D-AMPS

 

 

 

---------------

GPRS

EDGE

 

泛欧GSM/

DCS1800

美国ADC

日本PDC

 

 

 

 

2.7Kbps /

9.6 ~14.4

Kbps

 

-------

 

(   )/

171.2

Kbps

 

(   )/

384

Kbps

短信WAP

1990年,GSM第一期规范确定,系统试运行。英国政府发放许可证建立个人通信网(PCN),将GSM标准推广应用到1800MHz 频段改成为DCS1800数字蜂窝系统,频宽为2×75MHz。

1991年,GSM系统在欧洲开通运行;DCS1800规范确定,可以工作于微蜂窝,与现有系统重叠或部分重叠覆盖。

1992年,北美ADC(IS-54)投入使用,日本PDC投入使用;FCC批准了CDMA(IS-95)系统标准,并继续进行现场实验;GSM系统重新命名为全球移动通信系统(Global System For Mobile Communication)。1993年,GSM系统已覆盖泛欧及澳大利亚等地区,六十七个国家已成为GSM成员。

1994年,CDMA系统开始商用。1995年,DCS1800开始推广应用。

1995年中国开始建设GSM网络,到99年底已覆盖全国31个省会城市、300多个地市,到2000年3月全国GSM用户数已突破5000万,并实现了与近60个国家的国际漫游业务。

中国的第二代移动通信系统是以GSM为主,IS-95CDMA为辅移动通信系统

3G时代

2000

年代

CDMA

2000,

 

 

 

------------------WCDMA

 

 

 

 

-----------------

 

   TD-SCDMA

 

1.8Mbps/

3.1Mbps

 

-------

5.76Mbps/

7.2Mbps

-------384Kbps/

2.8Mbps

 

 

 

 

 

彩信

微信

微博

贴吧

论坛

2000年10月,韩国:SK Telecom就推出了世界上第一个商用CDMA2000 1X网络。

2000年12月日本以招标方式颁发了3G牌照,

2003年澳大利亚:Hutchison公司在推出3G,作为澳大利亚的第一个3G运营商

2003年3月,和记黄埔(H3G)第一个在欧洲推出了3G商用服务。已投入使用的商用网络有3G英国、3G意大刊、3G奥地利、3G瑞典等。

2004年2月英国开通了3G网络。2007年6月至2008年6月的一年间,美国3G手机用户数量猛增80%,达到6420万。

覆盖全球的多媒体移动通信,能够处理图像、音乐、视频等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务。它的主要的特点之一是可实现全球漫游,使任意时间、任意地点、任意人之间的交流成为可能。

中国分别是:中国移动TD—SCDMA中国的技术。中国联通WCDMA,欧洲技术。中国电信CDMA 2000,美国技术。

 

 

4G时代

 

 

2010

年代

 

 

TD-LTE

 

FDD-LTE

 

TD-LTE-

Advanced

 

 

 

50

Mbps

/

100

Mbps

 

 

快速传输

高质量

 

数据

 

音频

 

视频

 

图像

 

2009年初开始4G国际标准工作历时三年。ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。

2009年10月,ITU共计征集到了六个候选技术,分别来自北美标准化组织IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韩国(基于802.16m)和中国(TD-LTE-Advanced)、欧洲标准化组织3GPP(FDD-LTE-Advance)。

4G国际标准公布有两项标准分别是LTE-Advance和IEEE,一类是LTE-Advance的FDD部分和中国提交的TD-LTE-Advanced的TDD部分,总基于3GPP的LTE-Advance。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。

2012年1月18日下午5时,国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上,正式审议通过将LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准

中国主导制定的TD-LTE-AdvancedFDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。

 

5G时代

2020

预计

华为主导:Polar编码POLAR技术用于短码

高通主导:LDPC编码LDPC技术用于长码

欧洲国家主导:Turbo2.0编码

 

1

Gbps

above

 

2018年2月23日,沃达丰和华为完成首次5G通话测试。

2018年8月3日,美国联邦通讯委员会(FCC)发布高频段频谱的竞拍规定,这些频谱将用于开发下一代5G无线网络。

2018年12月1日,韩国三大运营商SK、KT与LG U+同步在韩国部分地区推出5G服务,这也是新一代移动通信服务在全球首次实现商用。

2018年12月10日中国工信部正式对外公布,已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。

2018年12月7日,中国工信部同意联通集团自通知日至2020年6月30日使用3500MHz-3600MHz频率。

2018年12月20日,5G当选为2018年度科技类十大流行语。

中国2019年保持主导地位、实现持续高速发展,有望2020 年正式商用。5G特点:1、速度快, 2、泛在网, 3、低功耗, 4、低时延, 5、万物互联


 
综合上述栏列信息技术的世代发展进程,及重大发展纪事较科学的量化描述,应该可以稍加导正对于未来第五代(5G)移动信息技术发展的期待,固然想象力重要,但多点科技,少点科幻,才能较具体的加快5G的进程


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