1G到5G之爭：一部30年驚心動魄的移動通信史

曾經的移動通信設備商，有阿爾卡特、愛立信、華為、LG、朗訊、摩托羅拉、北電、 諾基亞、富士通、西門子、NEC、 三星、中興….十多家巨頭林立，如今只剩下華為、愛立信、諾基亞和中興四大主流玩家，那些曾經偉大的公司從輝煌到隕落都經歷了什麼？

如今，美國的移動通信設備商幾乎全軍覆滅，在雲和端（晶片）上具有絕對優勢的美國已失去對「管」的絕對掌控，他們在焦慮什麼？

今天的5G，3.5GHz+大規模MIMO+波束賦形，還有固定無線應用，不禁讓人看到了當年3G時代WiMax的影子，但WiMax為何輸給了LTE，難道命運也喜歡對技術開玩笑嗎？

一部跨越三十年驚心動魄的移動通信史，為你揭曉答案。

1G：群雄逐鹿

現代移動通信的發展史可追溯到上個世紀70年代，貝爾實驗室突破性的提出了蜂窩網絡概念。

所謂蜂窩網絡，就是將網絡劃分為若干個相鄰的小區，整體形狀酷似蜂窩，以實現頻率復用，提升系統容量。

蜂窩網絡概念解決了公共移動通信系統的大容量需求與有限的頻率資源之間的衝突，並隨著上世紀80年代集成電路、微處理器、計算機等技術的迅速發展，隨後，世界各地移動通信網絡如雨後春筍般不斷湧現。

1979年，日本推出800MHz的汽車電話系統（HAMTS），並在東京和神戶投入使用。

1983年，美國先進行動電話系統（AMPS）首次在芝加哥投入使用。

1984年，西德建成了C Network，頻率範圍為450MHz。

1985年，英國開發了全面接入通信系統（TACS），首先在倫敦投入使用，然後應用於全國，頻率範圍為900MHz。

法國部署了450系統。

加拿大推出450MHz行動電話系統（MTS）。

包括瑞典在內的四個北歐國家開發了NMT-450移動通信系統。

….

1G時代作為移動通信開天闢地的時代，群雄逐鹿，山頭林立，通信標準也是五花八門。

儘管1G標準各式各樣，但1G時代的王者非摩托羅拉莫屬。

摩托羅拉不僅發明了第一步模擬行動電話大哥大，而且還是AMPS系統的主要設備供應商。

在模擬通信時代，摩托羅拉無論在移動通信領域還是處理器上，都是市場先鋒，更在1989年被選為世界上最具前瞻力的公司之一。

2G：GSM與CDMA之爭

1G時代，以AMPS和TACS為代表的模擬移動通信系統取得了巨大成功，但由於採用落後的模擬和頻分復用（FDMA）技術，存在容量有限、系統太多、系統不兼容、通話質量差、易被竊聽、設備昂貴、無法全球漫遊等眾多缺點。

隨著人們對移動通信的要求越來越高，業界提出向2G數字時代發展，以代替1G模擬通信。

2G時代主要採用數字時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）兩種技術，分別對應GSM和CDMA系統，這是一場由美國和歐洲為代表的兩大利益集團之間的競爭。

如上所述，以AMPS和TACS為代表1G時代幾乎被美國壟斷，也意味著美國掌握了標準話語權和產業主動權。

進入2G時代，歐洲不甘落後於美國，考慮到歐盟國家太小，單打獨鬥難以與美國抗衡，於是吸取了1G時代各自為政的失敗教訓，於是歐盟聯合起來成立了GSM，以快速形成規模向全球推廣，在2G時代占據主導優勢。

1G採用FDMA技術，一個用戶在通話時占用一個信道。

TDMA則可實現在單個信道內服務多個用戶的能力，它將無線信道分成8個時隙，供8個用戶得輪流使用，從而提升了容量。

不過，隨後美國高通宣布他們有更好的辦法可實現讓多個用戶同時共享頻道，且能讓運營商建更少的基站。

高通的辦法是，將用於軍事通信的CDMA技術應用於商業手機網絡。

CDMA，即碼分多址，它通過不同的擴頻碼來實現多用戶在同一時間同一頻率上共享。

從技術上講，CDMA比TDMA更具優勢。

但早期的CDMA並不成熟，直到1995年高通好不容易將CDMA技術催熟之時，GSM早已在歐洲規模投資，且建立了國際漫遊標準，迅速在全球擴散。

德國是第一個推出GSM網絡的國家，法國、英國、義大利、西班牙等其他歐洲國家迅速跟進。

到上世紀90年代中期，歐洲主要國家的GSM滲透率已達80%。

而此時，美國大概是還沉浸在輝煌的1G模擬時代里不能自拔，美國聯邦通信委員會甚至要求必須保證1G網絡的運行年限，直到2003年才設定了AMPS的關閉時限——2008年2月18日。

同時，美國國內在2G制式選擇上也不統一，直到後來高通主導的CDMA成為2G標準，但為時已晚，歐洲GSM標準迅速蔓延全球，遠遠把美國拋在身後。

1994年12月，德國GSM滲透率約為71%，而當時美國的2G滲透率僅為0.1%。

2G時代，歐洲GSM快速領先，促進了歐洲無線產業的崛起，也為歐洲帶來了顯著的經濟利益。

諾基亞和愛立信是首當其衝的受益者，在2G時代飛速發展成為全球領先的通信設備商和手機廠商。

1993年，愛立信占全球數字蜂窩設備市場的60％，諾基亞一躍成為全球第二大手機供應商。

2000年，諾基亞的出口額占芬蘭商品和服務總額的24％。

美國輸了，輸掉的不是技術，而是速度與規模，也輸掉了一個時代。

這也間接影響了摩托羅拉的競爭力，當數字行動電話漸漸取代模擬行動電話之時，摩托羅拉同樣錯估了模擬手機的壽命，也錯過了2G數字時代。

1997年，摩托羅拉終於走下神壇，其全球行動電話市場份額從1997年的50%暴跌到17%。

持續了20年輝煌的摩托羅拉終於被來自歐洲的諾基亞擊垮。

3G：鼎足三分

3G與2G的主要區別在於支持高速的數據傳輸。

3G技術要實現全球漫遊的圖片、音樂、視頻等多媒體信息服務，包括可通過手機實現瀏覽網站、電話會議和電子商務等，且需考慮與2G有良好的兼容性。

3G時代主要有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三種標準。

歐洲與日本等原推行GSM標準的國家聯合起來成立了3GPP組織 (3rd Generation Partnership Project)，負責制定全球第三代通信標準。

隨後，3GPP小心翼翼地參考CDMA技術，以儘量繞過高通的專利，開發出了原理類似的WCDMA。

高通也趕緊不落人後地與韓國聯合組成3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2) 與3GPP抗衡，推出了CDMA2000。

既然你們都有一套自己的標準，當然，咱們中國也不能落於人後，也搞了一個TD-SCDMA。

也就是，3G時代形成了歐、美、中三足鼎立的格局，誰也不服誰。

但真正的贏家是誰？從某種角度講，最後的贏家既不是歐洲，也不是美國，而是視野之外的日本。

2G時代的落後，自然也拖了美國邁進3G時代的後腿。

不過，進入3G時代，歐洲也未能將2G優勢持續下去，卻讓日本搶了先。

進入3G時代，由於歐洲運營商在3G無線頻譜拍賣上花費了巨資，加之3G業務用例前景不明朗，歐洲運營商在建設3G網絡時，擔心巨額投資收不回成本，一直猶豫不決。

而此時日本抓住了從2G語音向3G數據時代演進的機遇。

1999年，日本運營商NTT DOCOMO推出了基於2.5G網絡的i-mode模式獲得了巨大成功，證實了3G商業模式的可行性，刺激了日本運營商對3G的投資熱情。

i-mode是全球首個以運營商為中心的生態系統，有點類似於蘋果iOS，i-mode與各大網站合作，用戶通過手機上的i-mode按鍵即可享受收發郵件、瀏覽新聞、聽音樂、網上購物等上網服務。

在i-mode成功模式的帶動之下，從2001年10月起，在短短一年的時間裡，日本推出了三張3G網絡。

2007年，日本的3G滲透率迅速達到50%，而德國的3G滲透率只有12%，美國的3G滲透率僅為3.5%。

i-mode模式拉動了日本移動市場長達10年的強勁增長。

技術重要，生態更重要。

只可惜，日本的i-mode模式未能走出國門，在4G時代夭折，這是後話。

4G：一統江湖

隨著智慧型手機的發展，移動流量需求不斷上升，移動通信網絡開始走向4G時代。

在進入4G時代之前，先要講一下WiMax技術。

是什麼WiMax？

它是基於IEEE 802.16標準集的一系列無線通信標準。

WiMax於2001年6月成立，旨在促進該標準的一致性和互操作性。

最初，IEEE 802.16標準設計網速為30-40Mbps，2005年修訂為802.16e標準，被稱為「固定WiMax」。

韓國於2005年最早推出基於WiMax的WiBro服務，當時的速率高達25Mbps，媒體直呼「驚人」。

2011年，IEEE再次更新為802.16m標準，也被稱為「移動WiMax」，支持固定無線速率高達1Gbps。

WiMax採用OFDM+MIMO技術，解決了多徑干擾，提升了頻譜效率，大幅地增加系統吞吐量及傳送距離。

今天的4G LTE也採用了這兩大關鍵技術。

當時，WiMax聯盟樂觀的認為，「移動WiMax」可取代GSM和CDMA等蜂窩電話技術，或者用作容量補充；而「固定WiMax」也被認為可以作為2G/3G/4G網絡的無線回傳技術。

隨後，美國運營商Clearwire建設了全球最大的WiMax網絡，英國也在建設試驗網，韓國的WiBro網絡也由「簡單的移動性」升級到「完整的移動性」…2005年後WiMax網絡開始陸續出現在世界各地。

Intel、北電和摩托羅拉都是WiMax的主導者。

加拿大北電將傳統3G業務賣給法國阿爾卡特，一心搞WiMax。

WiMax還成功地從國際電聯那裡搞到了全球頻率分配。

WiMax頻段

然鵝，自3GPP首版4G LTE標準於2008年12月完成且於2009年12月全球首商用成功後，全球多數移動運營商果斷的選擇了不投資WiMax，而是靜候LTE的到來。

WiMax失敗了，儘管超前於LTE，但超前一步的往往是烈士。

為什麼？

最大的原因是，過去十年3GPP的成功讓運營商明白了生態規模的重要性，你一個WiFi演進過來的新技術，到底是IT網絡還是電信網絡？WiMax作為一項全新的技術，運營商是要花巨資投入的，還要考慮與網絡的前後兼容性，與2/3網絡如何兼容？未來又如何演進？

LTE的全稱叫Long Term Evolution，即長期演進，我不知道當時為何取這樣的名字，但今天看來，仿佛是3GPP在向WiMax聯盟隔空喊話：喂，兄弟，我們是長期演進的哦，你行不？

於是乎，自2008年12月前後，已感到前途無望的WiMax陣營們紛紛退出，開始轉向LTE。

阿爾卡特朗訊宣布削減WiMax投資，將未來移動寬頻的希望寄托在LTE上。

加拿大北電早已因網際網路泡沫和財務醜聞陷入困境，而此次在WiMax上步子又邁得太大，於2009年宣布放棄WiMax無線業務，因為他們正在申請破產保護。

而就在提交破產保護申請之前的幾個月里，北電還在稱讚WiMax非常有前途。

Intel也在2010年宣布放棄WiMax，加入LTE陣營。

…

自此，經歷了無數波折，在4G時代，LTE標準終於一統江湖。

5G：焦慮的美國

回顧移動通信的發展史，從生態規模來看，美國在1G時代領先，但從2G到3G，美國整整落後了兩個時代，4G趕超機會本來渺茫，但隨著智慧型手機的橫空出世，美國迎來了彎道超車的轉折點。

蘋果推出了IOS，Google推出了安卓作業系統，如今全球大部分智慧型手機都運行於iOS和安卓系統。

iOS和安卓系統打敗了2G時代的諾基亞，也徹底打敗了3G時代的日本i-mode模式。

諾基亞手機沒落了，日本通訊產業鏈全線敗退，NEC、東芝、三洋退出手機領域，索尼、夏普、京瓷、松下市場份額大幅下滑，留給NEC和富士通等電信設備的市場也只是極少的份額。

美國花了兩個時代一路追趕，有過深刻的教訓，也嘗到了甜頭，現在5G來了，當然不甘錯過這次大好機遇，他們已多次表示要爭奪全球5G領導地位。

美國認為，5G時代是建立在無線基礎設施上的一次史無前例的創新時代，5G將連接工廠、汽車、無人機等萬物，並在萬物互聯的基礎上加速機器學習和人工智慧部署。

誰能領導5G，誰就站在了未來的資訊時代的制高點。

然鵝，朗訊、摩托羅拉、北電等美系設備商已全軍覆滅，美國拿什麼領導5G？

今年1月，一份由美國國家安全委員會流出的文件透露了美國的失落之情。

文中指出，華為在LTE市場份額上早已全球第一，中國企業早已加大研發5G。

美國在逐漸掉隊，而中國正在引領5G。

儘管美國也有高通、思科等通信巨頭，但他們只提供晶片和路由器，並不提供無線設備。

霸道慣了的美國顯然覺得這與其大國地位不相稱。

而這一次與2G時代的美歐標準之爭也不相同。

2G時代崛起的諾基亞和愛立信不過都是人口不到1000萬的小國，所以才有了歐盟聯合推出GSM，而如今中國不僅擁有領先的設備商，還有全球規模最龐大的行動網路、最大的市場和最豐富的移動網際網路服務，體量之大，若在5G時代首先激發出創新生態，並像4G時代的iOS和安卓一樣迅速擴散全球，形成規模經濟，美國是絕對不願意看到的。

於是，美國瘋了，以各種安全理由為藉口阻止中國5G。

但，這些安全理由都是靠不住的。

靠不住的安全理由

到目前為止，除了美國和追隨美國的政客們，我們沒有看到任何專業人士對華為通信設備提出過任何安全質疑。

情況恰恰相反。

8月23日，澳大利亞政府以安全擔憂為由，禁止華為公司為其規劃中的5G行動網路供應設備。

安全理由站得住腳嗎？3GPP安全專家隨即給出了答案。

英國Quixoticity創始人Peter Clemons隨即在linkedin上指出：

顯然，澳大利亞政府的安全顧問沒有認真閱讀3GPP TS 33.501規範，該規範制定了5G全新的安全機制，可以保護5G網絡在「邊緣」免遭不受信任的角色/設備影響。

如果澳大利亞政府真的擔心5G安全問題，他們只要確保該國的所有5G網絡都按照完整的3GPP標準建設就行了。

也許，我們應該在下個月於澳大利亞黃金海岸舉行的3GPP全會上幫助澳大利亞政府確認事實，並向他們解釋一下這些全新的5G安全措施，讓他們明白，這些安全措施將使3GPP 5G系統成為有史以來最安全、最值得信賴的通信系統。

Peter Clemons還向負責5G安全和隱私的3GPP TSG SA3工作組主席，來自NEC的Anand Raghawa Prasad喊話，希望他能出面說明一下。

Anand Raghawa Prasad的回答如下：

3GPP TS 33.501規範引入了一些前幾代行動網路從未有過的安全增強功能，有興趣者可以參考閱讀：http://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/1975-sec_5g

儘管實施問題仍然存在，但我們還在繼續努力為5G制定保證規範。

很高興能向澳大利亞政府介紹5G安全能力，儘管我知道他們擁有頂尖的網絡安全專家。

前兩天，外媒報導稱，日本政府決定將華為技術和中興兩家公司的產品排除出政府採購清單，甚至有報導日本三大運營商擬排除華為和中興的網絡通信設備，不過隨後日本三大運營商對此表示否認。

此事在日本引發廣大網友熱議，多數譴責日本政府盲目跟從美國。

其中，一些通信領域和安全領域的專業人士也表達了自己的觀點。

這位日本同行表示，請不要把政治帶進基站。

另一位同行對所謂的「安全」理由表示質疑：三大運營商排除了華為和中興設備，但我們應該反思一下，我們所有的智慧型手機和設備都使用美國的衛星和海底光纜，同樣也不能排除安全威脅。

一位來自韓國的同行也發表了自己的看法：

作為一名安全工程師，我對針對華為的所謂「安全」問題是持懷疑態度的，這種懷疑不是基於我的專業知識，而是基於這樣的事實：電信領域有很多優秀的安全專家，任何小把戲都是可檢測、可追蹤和可追溯的。

我不認為任何網絡供應商會為此而冒商業聲譽風險。

P.S. 我只是摸著良心發表一點個人淺見，不代表任何組織、企業和政府。

其實，對於很多運營商而言，只是屈於政治壓力，並不希望看到來自中國的設備被排除在外。

2018年10月，全球最大的移動運營商之一Telenor Group發布了一份「奇葩」的財報。

該財報顯示，Telenor 2018年前三季度儘管營收同比持平，但通過節省網絡成本，卻實現了利潤卻同比增長了5%。

其中，降低成本的三大藥方之一就是不斷下降的基站價格。

Telenor表示，2010年基站採購均價為28000美元，2018年下降到僅5000美元，過去8年來，基站均價每年持續下降17%，為公司大幅節省了網絡成本。

而Telenor正是較早大規模採購華為和中興設備的海外運營商之一，換言之，來自中國的物美價廉的通信設備正是這家運營商維持利潤增長的主要原因之一。

如今全球運營商的日子並不好過，不斷降低成本已成為未來的主要方向，而如果排除中國的通信設備，僅剩下愛立信、諾基亞和三星三家無線設備商可選，市場競爭活力必然銳減，從而增加網絡成本，並進一步轉嫁給社會。

在紐西蘭，政府的決定就曾遭到運營商的強烈反對。

10月31日，紐西蘭通信部長Kris Faafoi表示，紐西蘭可能會採取與美國和澳大利亞類似的行動，阻止華為提供5G設備，理由是安全問題。

隨後，紐西蘭兩大運營商2degrees和Spark就直接和政府懟上了。

2degrees發言人表示：

我們已經與華為合作了10年，華為提供了優質的網絡設備，並為市場注入了競爭活力，如果華為遭遇任何禁令，紐西蘭的消費者將受到直接影響。

這位發言人還強調，2degrees沒有與華為相關的安全顧慮。

Spark發言人表示：

禁令是政府的事，作為運營商，我們希望有更廣泛的技術合作夥伴，包括華為。

華為一直是一家極具競爭力的設備供應商，禁令會影響網絡成本，不利於保持市場公平競爭環境。

物美價廉，執行力強，顯然，排除了中國設備商，無論是對網絡成本還是質量的影響，對運營商而言都是壞消息。

凱撒的歸凱撒，上帝的歸上帝。

別把政治帶進基站。

但是現實情況卻往往不是這樣。

好了，到此為止吧。

這就是長達30多年的驚心動魄的移動通信史，文中穿插了一些個人觀點，如有不當之處，歡迎指正。