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从1G到5G 通讯产业变迁史回顾

2017-01-11 10:04:44 来源:

代贝尔实验室发明OFDM后,技术框架约在1980年代便已建立完成。然而当时能支援OFDM的硬件尚不发达、CDMA又由高通领军一时红火,便淘汰在3G标准之外。由于WiMax的关系,OFDM才又重新进入通讯产业和学术界的视野中。OFDM不但能有效消除多重路径干扰,复杂度也比CDMA小了很多,相较于CDMA事实上更有优势。

此时除了高通以外,众家通讯巨头都欢乐了起来:“终于不用再看高通面子、缴高额的高通税了~”若能有效将4G传输速率提升、又能跨过高通的CDMA专利陷阱那是大好不过了!3GPP组织立即转向,在2008年时提出了 长期演进技术(Long Term Evolution, LTE)作为3.9G技术标准、又在2011年提出了 长期演进技术升级版(LTE-Advanced)作为4G技术标准,准备把W-CDMA汰换掉、转而采用OFDM。

从1G到5G,不能错过的通信标准变迁史回顾

至于高通这边当然也看到了OFDM的发展前景,为了不落人后,在2005年WiMax进军行动通讯产业时、高通亦耗费了六亿美元策略性收购专门研发OFDM技术的Flarion公司,并在2007年提出了 超行动宽频(Ultra-Mobile Broadband, UMB)计划,把CDMA和OFDM、MIMO都整入UMB标准中,想继续维持CDMA的优势。

可惜各家厂商都怕了高通,以前让你一人称山大王四处为虐、现在看你有倾颓之势还不墙倒众人推。况且我们在前一篇文向大家提过全球覆盖律最高的基地台正是W-CDMA,LTE-Advanced能向下相容于W-CDMA,原有的W-CDMA基地台只要经过升级就能使用LTE-Advanced。基于相容性和对于高通专利费的恐惧,各大电信商如美国的Verizon与Sprint、日本KDD等,无不纷纷决定采用LTE-Advanced当作第四代通讯技术标准。UMB因为没人支持而迅速式微了下去,发表的隔年高通就把UMB停掉、宣布加入3GPP的LTE阵营了。

解决了高通这个难缠的对手后,那WiMax呢?不用3GPP打WiMax,这个阵营就先自己出了乱脚。既然WiMax是由WiFi演进过来的技术,那么WiMax到底是网际网路还是电信网路?WiMax论坛(WiMax Forum)的组成份子复杂、全都各怀鬼胎,在毫无共识的情况下产业发展整个乱了套。除此之外最关键的问题还是电信设备的相容性。如同高通败在W-CDMA基地台的相容性上,LTE可向下支援现有的电信设备,WiMax基地台却要从头架设。更何况LTE从头到尾就是电信商主导的通讯标准,轮不到让Intel这种IT巨头分这块饼。

从1G到5G,不能错过的通信标准变迁史回顾

此时此刻的高通已无法复制3G 时代的荣景,Intel也在2010年宣布放弃WiMax加入LTE阵营、硬生生打了始终跟进Intel脚步的台湾产官学界一巴掌。余下3GPP欧洲中国厂商笑呵呵。

5G:迎接通信的新时代

让我们回顾一下先前文章。从1G到4G的演进、几乎每十年就会推出一代新的标准,各家厂商在通讯标准之争上宛如军备竞赛一般的紧张刺激。

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1970-1980年代的1G,摩托罗拉垄断市场、作为类比通讯之王。1991年开始,2G数位通讯的崛起,让Nokia与Sony Ericsson等新手机厂商取而代之、并延伸出GSM系统的TDMA技术与高通的CDMA技术之争。

3G时让高通以CDMA扳回一城、坐收他国专利费;且2001年当时3G标准便已被提出,可惜使用人数不多、还导致了一场欧陆电信商以过高价格竞标3G执照、后来无法回收成本的大泡沫,直到2005年时智能手机的普及,方使3G网路使用人数遽增。

最后4G时代,3GPP组织以OFDM-MIMO技术为基础作为3.9G LTE标准、以LTE-Advanced作为4G标准,成功将Intel等IT界大厂组成的WiMax联盟和高通主导的UMB组织通通挤到一边。

你可以想像3G和4G在做什么,那5G呢?

5G标准目前尚未确定,根据国际电信联盟(ITU)发布的声明,5G标准制定将于2020年完成,并从2016年初开始逐步定义5G的技术与性能要求、2017年开始5G国际标准征集。

5G愿景承载着海量、实时(In-Time)且高速的通讯需求。速度上从4G的100 Mbps为单位、5G可高达10 Gps、比4G快达100倍,轻松串流3D影片或4K高画素影片;容量与耗能上,为了物联网(IoT)、智能家庭等应用,5G网路将能容纳更多装置连结、同时维持低功耗的续航力;再来是低延迟,工业4.0智能工厂、车联网自动车等远端遥控设备,都必须即时传输188金宝搏亚洲登录欢迎您 。

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简单来说,就是2020年5G系统商用之时,必须达成资料传输更快、更大量、更不耗电的目标。现阶段的4G网路已无法满足这些需求,故人们对于5G标准的呼声越来越高;在笔电、手机等终端装置的技术与市场皆已高度成熟、再难以看到成长的情况下,大厂们无一不期盼5G网路能带来更多新型态的服务和应用,一如当年3G网路与智能手机的相辅相成。可以说5G的出现,将对于半导体产业和终端应用产品造成革命性的波澜。

为此通讯商们摩拳霍霍、纷纷抢进开发5G技术,今(2016)年11月华为在标准制定会议上成功将自己的Polar Code专利推为5G短码标准,并将持续在接下来的标准制定上与高通、Ericsson等通讯大厂角力。除此之外,因应云端时代对于流量与弹性化的控制需求,网路架构的创新也是电信商在5G的布局。

这边我们必须了解电信网路的两大关键技术──软件定义网路(Software-Defined Networking, SDN)与网路功能虚拟化(Network Function Virtualization, NFV)。

什么是SDN(软件定义网路)?

随着资料量与日俱增,传统的大型资料中心和企业网路一同面临了几个问题。

首先是难以处理变化性高的网路流量、尤其是非预期中的资料量,比如社群网站得因应使用者在同志游行炒得沸沸扬扬时大量换头贴的举动;或是突

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