网络优化系列专题，聊一聊面对复杂多变的移动网络，我们需要掌握哪些网络基础知识，以及该如何做好网络优化这项工作。
网络优化系列专题
- 网络优化背景知识（待完善）
《关于 5G，你应该知道的发展史》
《HTTP 发展的前世今生》
《网络安全 — HTTPS》
《关于网络优化，你需要了解什么？》
《HTTP 的第一次变革 — HTTP/2》
《展望更好 — HTTP/3》
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如何优化网络性能（待更）
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通信的目的一直没有发生过改变，变化的只是通信的方式。今天我们就来聊一聊移动通信技术发展的前世今生。
现代移动通信
现代移动通讯以 1986 年第一代通讯技术（1G）发明为标志，经过三十多年的爆发式增长，极大地改变了人们的生活方式，并成为推动社会发展的最重要动力之一。
移动通信的起源
1844 年，美国人莫尔斯发明了莫尔斯电码，并在电报上传递了第一条电报，开创了人类使用“电”来传递信息的先河，人类传递信息的速度得到极大的提升，从此拉开了现代通信的序幕。
1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度
1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，1898年，马可尼又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。
电磁波
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。
电磁波的发现，成为“有线通信”向“无线通信”的转折点，也成为整个移动通信的发源点。
电话诞生 — “沃森，快来帮帮我”
1875 年的一天，贝尔和他的助手沃森分别在两个房间配合做一项试验，在实验过程中，贝尔不小心把硫酸溅到身上，他痛得不禁对着话筒向正在另外一个房里的沃森大喊：“沃森，快来帮帮我”，不料，这一求助声竟成为世界上第一句由电话机传送的话音，沃森从听筒里清晰地听到了贝尔的声音。
1896 年，意大利人马可尼第一次用电磁波进行了长距离通讯实验，人类开始以宇宙的极限速度 — 光速来传递信息，从此世界进入无线电通信的新时代。
正如一位科学家说的那样手机是踩着电报和电话等的肩膀降生的，在没有前人的努力，无线通信无从谈起。
1G 时代：移动通信的鼻祖
1986 年，第一代移动通信（1G）在美国芝加哥诞生，作为移动通信的鼻祖，它采用模拟信号传输。即将电磁波进行频率调制后，将语音信号载波到电磁波上，载有信息的电磁波发布到空间后，由接受设备接收，并从载波电磁波上还原语音信息，完成一次通话。
最能代表 1G 时代特征的是美国摩托罗拉公司在上世纪 90 年代推出风靡全球的“大哥大”，相信那个年代的人们一定还记忆犹新，在当时成为一种奢饰品和财富的象征。
由于 1G 采用的模拟通信系统，模拟式是代表无线传输采用模拟式 FM 调制，将介于 300Hz 到 3400Hz 的语音转换到高频的载波频率 MHz 上实现通话。由于采用模拟技术，1G 系统的容量十分有限。此外，安全性和抗干扰性也存在较大的问题，经常出现串号、盗号等现象。
2G 时代：手机可以上网
由于模拟通信存在较差的安全性，从 2G 开始进入数字调制，相比于第一代移动通信，第二代移动通信具备高度保密性，系统的容量也在增加，同时从这一代开始，手机可以上网了，不过人们只能浏览一些文本信息。
2G 时代属于诺基亚崛起的时代，1994 年诺基亚 2110 率先拨通了中国移动通信史上第一个 GSM 电话，中国开始进入 2G 时代，在此之后的那些年，诺基亚也带给我们无数经典手机。
虽然第二代移动通信可以更有效率的连入互联网。然而 2G 技术的缺点也是很显著的：传输速率低，网络不稳定，维护成本高等。
3G 时代：移动多媒体时代
其实在前两代移动通信系统中，没有一个国际组织作出明确的定义 G（Generation 翻译 代），而是靠各个国家和地区的通信标准化组织自己制定协议，但是到了 3G ，ITU（国际电信联盟无线电通信部门）提出了 IMT-2000，要求符合 IMT-2000 要求的才能被接纳为 3G 技术。
随着人们对移动网络的需求不断加大，第三代移动通信网络必须在新的频谱上制定出新的标准，享用更高的数据传输速率。也就是 3G 相对 2G 主要是扩展了频普，增加了频普利用率，提升了速度，减低了延迟，更加利于互联网业务。
- 3G 的最大速度估计约为 2Mbps，处于移动状态的车辆的最大的接入速度约为 384Kbps，是 2G 时代的 140 倍。
3G 时代，智能手机出现。2008 年苹果推出了支持 3G 网络的 iPhone 3G。人们可以在手机上直接浏览电脑网页，收发邮件，进行视频通话，收看直播等，人类正式步入移动多媒体时代。
4G 时代：移动互联网时代
2008 年 3 月，在 ITU 指定一组用于 4G 标准的要求，命名为 IMT-Advanced 规范。采用更加先进通信协议的第四代移动通信，具备速度更快、通信灵活、智能性高、高质量通信和资费相对更低等特点，几乎能够所有用户对无线服务的要求。
对于用户而言，相比 2G 和 3G，4G 网路在传输速度上有了非常大的提升，其理论速度是 3G 的 50 倍，实际体验也都在 10 倍左右，上网速度可以媲美 20Mbps 家庭宽带，因此 4G 网络具备观看高清电影、视频会议和大数据传输等。但是 4G 技术也有其缺点：覆盖范围有限，数据传输延迟等。
4G 时代，移动互联网新时代。4G 时代最大特点：智能移动设备的迅速普及，其中主要包括 iOS 和 Android 系统两大阵营。
如今 4G 已经像 “水电”一样成为我们生活中不可缺少的基本资源，各种各样手机应用成为生活中的必须品，我们无法想象离开手机的生活。由此，4G 使人类进入了移动互联网的时代。
- 4G 主要部署的是 TD-LTE 和 FDD-LTE，TD-LTE 的下载速度理论值是 100Mbps，FDD-LTE 可以达到 150Mbps 的理论下载速度。而通过 MIMO（多输入多输出）、使用载波聚合的 LAA 等技术的“千兆级 LTE” 理论上速度可以达到光纤级别的 1Gbps（125MB/s）。
有关 LTE-FDD 与 LTE-TDD 区别你可以参考这里。
5G 时代：万物互联，智慧城市
2020 年我们也即将迎来 5G 的商用，它的理论传输速率可以达到 20Gbps。目前 5G 的标准还没有完全 release，通信技术的发展是一个漫长的过程，让我们再来回顾一下移动通信的发展史。
在第一代移动通信系统中只有语音系统；
当发展到第二代移动通信系统，通信的速度也不过仅有 10Kbps；
当发展到 3G 通信技术阶段时，智能手机开始出现，但是速度也没有一个质的飞跃，只有可怜的 2Mbps，这些都严重阻碍了移动通信的发展；
直到第四代移动通信技术的出现，在通信速度方面有了一个质的飞跃。加速了移动互联网建设。由此，4G 使人类进入移动互联网的时代。
5G 特点
2019 年 6 月 6 日工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放 5G 商用牌照。5G 将会把生活带到一个更为广阔的世界。
但是 5G 要想更好地服务于用户、行业，则需要全领域的合力。关于 5G 的原理有必要看下这篇文章。综合来看 5G 具有以下 4 大特点：
- 5G 的第一个技术特点 — 毫米波
5G 为进一步提高移动通信速度，采用极高频段进行通信，电磁波的特点是频率越高，波长则越短，因此 5G 的波长达到毫米级。
- 5G 的第二个技术特点 — 微基站
波长越短，越容易受到干扰，因此 5G 的覆盖范围将严重受到影响。而微基站能够做到，到处安装随处可见，而且微基站能够完美融入到城市景观，不会使城市环境受到影响。
- 5G 的第三个特点 — 波束赋形
传统基站发射信号，很像灯泡发光，光线是向四周发射的，因此会有很多信号无人使用而浪费掉。波束赋形能使电磁波指向它所提供服务的设备，而且能够根据设备的移动而转变方向，这样每束光都能照亮一个人。
- 5G 的第四个特点 — D2D（设备到设备）
如今的手机通信，数据包要通过基站进行传播，不仅延时高，效率还低。而 5G 时代，手机之间直接传递数据，只需要“知会”基站一下就可以了，这样使传输效率大大提高。
最后
2019 年 3 月 31 日，中国首个行政区域 5G 网络在上海建成并开始试用。
2019 年 6 月 26 日，中央广播电视总台成功实现中国首次 8K 超高清内容的 5G 远程传输。在即将到来的 2020 年，随着 5G 的正式商用，相信它会再次使人类生活迈上新的高度。
移动通信未来
移动通信在未来，使手机和电脑的应用水平不再受限于设备本身性能，而是可以借力云计算的强大处理能力。并且在建设智能家居、无人驾驶、智慧城市和 VR 领域中大放异彩。
关于 5G 相信大家肯定也有很多要说的，欢迎大家分享留言或指正，文章如果对你有帮助，请留个赞吧。
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