2g到5g网络架构 2g到5g接入网演进

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云端筑梦工匠 2023-09-07 17:08:10

文章标签 2g到5g网络架构网络 5G 4G 3G 文章分类 架构后端开发

1G模拟通信时代

1G的代表作就是大名鼎鼎的摩托罗拉大哥大，在那个年代，手持一部大哥大，你几乎就是全村NO.1，是身份的象征，尽管它只能通个话，讯号还断断续续，音质差，放到今天，你绝对要天天去投诉。

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摩托罗拉“大哥大”

1G采用模拟信号传输，采用模拟式的FM调试，是以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统，开创了移动通信的先河。

2G数字通信时代

2G时代的格局是移动的GSM，联通的CDMA和电信的小灵通，2008年联通将CDMA以1100亿卖给了电信。

对大多数人来说，2G才是真正的移动通信时代，因为有着价格屠夫之称的小灵通，让移动电话成了人人用得起的百姓手机，巅峰期用户达到一亿以上。尽管许多人认为小灵通还是属于固话业务，在众多专家的通信著作里，也没有将小灵通归入2G，但小灵通采用PHS 技术，是属于第二代的通信技术，也就是2G制式。

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斯达康小灵通

GSM是应用时间最长的2G技术，现在移动不开VOLTE的情况下，或者信号比较差的情况，通话还是使用的GSM。在属于2G的时代，GSM手机的代表作就是

诺基亚7110，于1999年问世，这是世界上第一款支持WAP(无线上网协议)的手机，手机终于可以打开网页了，尽管网速只有9.6KB/s。

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诺基亚7110

对于通信行业众多企业来说，这一阶段才是真正的黄金发展期，不少客户拎着现金在各个公司抢货，通信技术人员的收入远超其他行业。

3G移动多媒体时代

3G时代的格局为移动TD-SCDMA，联通WCDMA和电信CDMA2000，于2009年1月颁发牌照。

看到3G这个词，首先想到的是联通WCDMA，尽管移动TD-SCDMA依靠信号覆盖遍及全国的优势，用户数远超联通，但在有联通信号的地点，WCDMA成熟的技术体系让用户体验更为流畅。只是联通建站的速度太慢，等到后期信号覆盖范围终于得到完善的时候，4G时代已经开始。一度试图以3G对抗4G，结果是无疾而终。

有点扯远了，言归正传。3G时代是真正的移动多媒体时代，触屏手机、防水手机、大屏幕手机、手机摄像头等等，这些我们如今使用的手机功能的雏形，也都是在那个年代发展起来的。手机屏幕开始出现缤纷的色彩图案，人们对手机的娱乐要求也在进一步的增加。手机浏览网页成为家常便饭，手机QQ成了大家的聊天首选。

3G时代最耀眼的公司非苹果莫属，苹果开启了智能手机的革命性时代，它颠覆了整个手机市场，奠定了手机市场的发展方向。三星，HTC，魅族等接踵而起，移动多媒体时代精彩纷呈，波澜壮阔。而诺基亚和摩托罗拉因为判断失误逐步没落。

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苹果3G手机

4G移动互联网时代

4G时代得格局为移动TD-LTE，联通电信在TD-LTE和FDD-LTE上兼顾，但主打FDD。移动由于在3G时代的TD-SCDMA处于弱势，因而早早发力布局TD-LTE，使得在4G上遥遥领先于其他两家运营商。

4G时代是专为移动互联网设计的通信技术，理论传输速度达100Mbps/s，让高清视频和直播，大型和实时性强的游戏，视频聊天等都成为现实，电脑的功能从这时开始逐步向手机转移。

4G时代苹果三星依然保持领先，众多国内手机品牌在这一阶段飞速发展，中国移动通信大有赶超之势，尤其以华为表现突出。国内通信设备商除了华为和中兴外，其他设备商从3G时代开始的下滑，已经发展为加速坠落，通信行业也由黄金行业转向白银，虽然还不错，但互联网已成为科技行业最耀眼的明星行业。

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华为mate10

4G通信系统的关键技术包括：

信道传输；
正交频分复用（OFDM）技术
高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；
MIMO技术；
SDR软件无线电技术、网络结构协议

5G万物互联时代

5G时代是我们的时代，是万物互联的时代。远程医疗，自动驾驶，无人机，机器人，智慧城市，智慧物流等一众需要高速低延迟传输的行业因为5G而兴起。
5G（5th generation），是指第五代移动通信技术的无线接入网技术,一般情况下我们认为就是指第五代移动通信技术，包括无线接入网、核心网，以及天线，光纤，交换机等相关支撑系统的完整的技术体系。
5G主要系统指标如下：

参数	用户体验速率	峰值速率	移动性	时延	连接密度	能效	频谱效率	业务密度
指标	100Mbit/s~1Gbit/s	10~20Gbit/s	500km/h	1ms(空口)	10⁶/k㎡	相对4G 100倍提升	相对4G 3~5倍提升	10Tbps/k㎡

5G系统指标根据欧盟“构建2020年信息社会的无线移动通信领域关键技术（METIS）”项目，5G是通过现有无线技术演进和开发补充性的新技术来构建长期的网络社会，通过集成多种无线接入技术，提供极限体验来满足用户的不同需求，是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集成后解决方案的总称，是真正意义上的融合网络。随着5G逐步推广，5G将渗透到社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统，通过为用户提供超高的接入速率，零时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，最终实现“**信息随心至，万物触手及**”的愿景目标。

5G三项核心能力

5G有三项核心能力：eMBB、URLLC、mMTC

eMBB

eMBB指的是增强移动宽带。核心含义是在现有移动宽带场景基础上，对于传输速度进一步提升，追求人与人、人与物的极致通信体验。实际上，eMBB是大多数消费者会关心的5G核心能力，典型应用包括超高清视频、虚拟现实、元宇宙等。关键的性能指标包括 100Mbps 用户体验速率（热点场景可达 1Gbps）、几十 Gbps 的峰值速率、每平方公里几十Tbps 的流量密度、每小时 500km 以上的移动性等。

URLLC

uRLLC指的是超高可靠超低时延通信。对于高可靠低时延应用，在传输过程中丢失数据包或数据包的缓慢传送可能会带来风险。
URLLC典型应用包括远程医疗、工业控制、无人机控制、智能驾驶控制等，这类场景聚焦对时延极其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求。当然众多游戏玩家最在乎的5G核心能力就是这个了，快人一步五杀在手。
对于这些要求颇高的应用，在传输过程中丢失数据包或数据包的缓慢传送可能会带来较大风险，比如自动驾驶，车辆周边的路况、红绿灯尤其是突发情况，以及高速定位，要想避免事故发射管，必然要求极小的时延和高度可靠的网络来保障。URLLC标准要求亚毫秒级延迟，为时延敏感行业提供了发展的基础保障。但是随之带来了许多技术挑战，例如同步时基和对时间敏感的网络管理。

mMTC

mMTC指的是大规模物联网。典型应用包括环境监测、智慧城市、智能家居、物联网等。这类应用对连接密度要求较高，同时呈现行业多样性和差异化。万物互联下，人们的生活方式也将发生翻天覆地的变化，希望智能设备承担起许多日常琐事、速度要求不高但重复性高的工作。在这些场景下，数据速率较低且时延不敏感，连接覆盖生活的方方面面，终端成本低、电池正常可使用10年，每平方公里能够支持多达一百万个设备。