ワイヤレス通信40年

1983年、Motorolaの DynaTAC 8000X は最初の商用携帯電話となり、約1ポンドの重さのデバイスで30分間の通話時間を提供しました。これが接続していたネットワーク、1Gとして知られた初代セルラーインフラストラクチャは、米国のごく一部をカバーし、音声通話のみをサポートしていました。40年後、これらの最初の携帯電話施設から派生したワイヤレスネットワークは、約80億のデバイスを接続し、その創造者が想像できなかった技術を実現し、ネットワークの性質全体を変える可能性のある6代目に備えています。

IEEE Spectrumの40年のワイヤレス進化に関する回顧的検証は、1G アナログ音声から 5G ミリ波ブロードバンドへの技術的進展だけでなく、各世代のワイヤレスインフラストラクチャが経済活動、文化的行動、および構築環境をどのように再構築したかを追跡しています。これは、各世代が前世代の制限を解決し、次のジャンプの条件を作成した累積的能力の物語です。

40年間にわたって現れるパターンは、約10年間隔の世代周期であり、各世代はデータスループットで約10倍の改善を提供し、根本的に新しいアプリケーションカテゴリを実現します。2Gは音声をデジタル化し、SMSを導入しました。3Gはモバイルインターネットアクセスとアプリエコシステムを有効にしました。4Gはモバイルビデオストリーミングを実現可能にし、プラットフォーム経済の台頭をもたらしました。5Gは大規模なIoT展開と超低遅延アプリケーションを実現しています。6Gは何か根本的に異なるものを追加することを約束しています:物理世界を能動的に感知し推論するネットワークです。

1Gから3G時代:音声からデータへ

最初の世代のセルラーネットワークは、現在の基準では単純で原始的でした。アナログ音声エンコーディングは、スキャナーでコールを傍受できることを意味し、ネットワーク容量は限定的で、セルタワー間のハンドオフは信頼できませんでした。しかし1Gは、それが設計された基本的な問題—ワイヤレス音声通信—を解決し、後続の世代が構築する商業および規制基盤を作成しました。

1990年代初頭の2Gへの移行は、デジタル音声エンコーディングを導入し、通話品質、セキュリティ、スペクトル効率を劇的に向上させました。より重要なことに、それは最初に広く使用されたモバイルデータアプリケーションとなったショートメッセージサービスを導入しました—元々はネットワークエンジニアリング用途に設計されたシステムで、消費者が設計者の予想より早く人間関係のコミュニケーションに採用しました。SMSは、各世代で繰り返されるパターンを示唆しました:採用を推進したアプリケーションは、ネットワーク設計者が予測したものではないことが多かったのです。

2000年代初頭の3Gの導入はモバイルインターネット時代を開きました、初期の展開は印象的な広告速度にもかかわらず、実際には失望する速度が多くありました。3Gの重要な貢献は、モバイルブロードバンドデータの技術的および規制的先例を確立し、4Gが推進するスマートフォン革命が想像可能になるエコシステム条件を作成しました。iPhoneは2007年に2Gおよび初期3Gネットワーク上で発売され、説得力のあるアプリケーションがそれらのネットワークが完全に展開される前でも、より良いネットワークに対する需要を生成できることを示しました。