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万字科普!通信世界发展简史

2019-06-13  尘世万相

10美元可以用来做什么?

能吃一餐饭、买一本《权利的游戏》、看一个月Netflix,或者在当年可以买下电话的专利权。

时间拨回1871年,意大利人安东尼奥·梅乌奇带着自己的Teletrofono电话?#20302;?#21435;申请专利,他花10美元买了需要每年更新的专利权。3年后,因无力维系这项支出,梅乌奇的电话专利权拱手让人。世界通信史因此发生了第一个重要转折。

回顾通信历史,人与人、人与技术或是技术与技术间,存在着无数影响与被影响,改变与被改变的关系。理解这个世界的规则,也是理解未来通信的不二法门。

本期「CBC洞见」特别邀请亚信集团副总裁祝刚对“通信世界发展简史”这一话题进行分享,内容包括:

? 通信历史是从一场丑闻开始的

? 0G到5G,移动通信技术标准的演进

? 5G的关键技术与价值实现脉络

? 5G之后,未来通信要往?#26410;?#21435;?

作者 | 祝刚 亚信集团副总裁

从1990年参加工作以来,我一直没有离开过通信行业。我是软件工程师出身,加入亚信前,曾在摩?#26032;?#25289;核心实验室工作,参与通信?#20302;?#30340;研发。大部分的通信发展历史,我都可以算是以第一视角经历其中。

面向5G研究通信技术发展的历史,一方面可以帮助构建对通信技术发展缘由的?#29616;?#21478;一方面,可以通过通信行业历史所隐含的一些规律,判断未来行业的发展趋势。

01. 从电报?#38477;?#35805;,通信世界的?#24405;?#20803;

通信发展的历史和人类发展的历史有些类似,虽然从整体上看是一步一步迈向更?#29992;?#22909;,但其某些发展细节却不免隐藏着丑恶。这些丑恶有?#26412;?#26159;人类进步的重要原因。通信历史其实就是从一个丑闻开始的。 

大部分的通信历史教科书上都会写“电话是贝尔发明的?#20445;?#20294;实际上,电话的真正发明者是一个叫梅乌奇的意大利人,贝尔碰巧?#36864;?#22312;一个实验室里工作过。

梅乌奇虽然是一个伟大的发明家,但他缺乏商业意识。在发明电话2年之后,由于经济原因,他暂停了专利费的支付。贝尔和格?#31069;?#22312;梅乌奇不知情的情况下,带着他的关于电话的所有技术文档,相继去美国专利局申请了终身专利。后来贝尔又通过商业运作手段?#23637;?#20102;格雷的一些内容,也另外?#23637;?#20102;一些爱迪生的技术,成为了电话技术的商业拥有者,他也一直宣称自己是电话的发明者。直到2002年,美国众议院才正式把电话发明权交还给梅乌奇。

电话的“发明人”贝尔,实际上竟是一个沽名钓誉者,这是很难看的通信历史,但是通信行业的发展确实起源于这个小偷和骗子。 

贝尔虽然不是一个伟大的发明家,但他是一个杰出的商业天才。他为通信事业的发展做了一系列具有奠基意义的事情,其中最重大的就是成立了贝尔电话公司。

贝尔电话公司作为第一家公众电话服务公司,把电话这样一个在别人眼里的贵族玩具,逐步带向了一个面向大规模公众服务的基础社会设施。其后,从贝尔电话公司分离出的AT&T构建了公共电话网络PSTN,并成为了?#26377;?#33267;20世纪末的电话交换网络的基本形态。直至今日,AT&T经历几次反垄断分拆,仍然是全球范围的通信巨头。 

AT&T?#23637;?#20102;西?#38477;?#23376;公司的一个研究部门,成立了著名的通信技术实验室——贝尔实验室。而贝尔实验室则成为了后来通信技术发展的重要引擎,大多数早期的通信技术都奠基于贝尔实验室的科研成果。电信公司有充足的现金流建立这样的核心实验室,可以潜心研究未来技术,扎实地将技术转向市场,以形成推动人类通信进步的力量。

万字科普!通信世界发展简史

AT&T电报大楼里接电话的话务员

02. 从0G到5G,移动通信技术标准的演进       

0G 无线通信技术时代 1950s

摆脱PSTN的连接束缚,移动通信技术的诞生

早在1950年代就有了移动通信的技术应用,但人们往往将其称为“第0代移动通信?#20445;?#32780;不是第1代移动通信。因为这个时代的移动通信技术,并没有建立真正意义上可运营的移动通信业务,它只能被视为固定电话的无线?#30001;臁?#36816;营商仍然是固定电话网络的运营商,服务号码也是固定电话号码,无线连接能力只是一种增值服务。

这种拓展无线连接能力的需求最早来自于汽车。由于美国汽车工业的发展,越来越多的人拥有了汽车,很多人希望在移动的汽车里也能如同在家里一样打电话,这就是移动电话的最初需求。这个需求也?#21483;?#20102;一代通信巨头——摩?#26032;?#25289;。

摩?#26032;?#25289;最早是一家做汽车?#25214;?#26426;的厂商。Motorola的名字就来自于其非常成功的汽车?#25214;?#26426;品牌。摩?#26032;?#25289;在制造车载半导体?#25214;?#26426;的过程中,积累了坚实的车载无线通信技术。因此,当车载移动通信的需求兴起时,高尔文?#20540;?#26497;其敏锐地抓住了这一机遇,Motorola当?#20160;?#35753;地成为了车载移动电话领域的领军企业。

在摩?#26032;?#25289;产品的支撑下,美国伊利诺伊州开通了当时世界上最大的无线通信?#20302;常?#36825;个通信?#20302;?#19968;共用64个频率覆盖全城,可以满足人们在移动的汽车上打电话的需求,由于没有电话线的束缚,这种通信方式给人们带来了巨大的便利。

但是这个时候的通信?#20302;常?#39057;率是独占性的,也就是说,在某个地点,只能有一个人使用该频率进行通话,其它人只能选择不同的频率。因此,这个?#20302;?#22312;其天线所覆盖的范围内,最多只能64个人打电话,而且人们打电话的过程中一旦超出了天线的覆盖范围,通话就会被中断,只能重新连接。通信不连续的问题和?#20302;?#23481;量的问题被用户普遍抱怨。不过这也指明了当时的通信技术发展的方向。

1G 蜂窝通信技术时代 1980s

从一个PSTN的增值服务,到一个独立的移动通信业务

得益于摩?#26032;?#25289;和贝尔实验室的伟大构想——蜂窝移动通信?#20302;常?#21487;以把一个天线所覆盖的通信区域分成若干个通信单元——扇区,相邻扇区之间采用不同频率,相隔的扇区可以进行频率的复用,扇区和扇区的连续覆盖构建了整个城市的网络覆盖。

由于不同扇区与移动终端的通信可以在基?#31350;?#21046;器的指挥下?#20132;?#36827;行频?#26159;?#25442;,这使得用户能够得到连续性的移动通信服务。一个城市也可以因此构建无缝的移动网络覆盖。移动通话不再会被时时中断。而且,由于频率的复用能力,整个通信?#20302;?#30340;用户容量得到了大幅度提升。

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除了技术方面的演进,该?#20302;?#26356;加重要的改变是移动通信设备不再依附于一个固定通信设备,移动电话开始有了自己的用户号码,它可以与固定电话以?#38477;?#30340;身份加入到PSTN的交换网络之中。移动通信业务也自此真正拉开序幕。这就是第一代移动通信?#20302;?1G)。

虽然1G时代的移动通信服务受到了普遍赞誉,但其最大的问题就是贵!因此妨碍了这项服务的大众化普及。这主要由于当时的蜂窝?#20302;?#23481;量有限,因此?#20302;?#29992;户数量有限,这样每一个蜂窝基站建设成本均摊到每个用户身上就会非常高。

1987年11月,广东省开通了全国第一个移动通信网,首批用户只有700名。当时电话的公开价格在20,000元左右,黑市售价高达50,000元。另外入网费6,000元,每分钟通话0.6元,1小时的市内通话费用就需要80元。即便是在今天,普通人也未必能负担起这样的价格。

所以,如何使通信更加便宜,就成为了当时移动通信技术最核心的演进动力,这促成了2G时代序幕的开启。

2G 数字通信技术时代 1990s

技术决定生态,生态决定商业规模

在向第2代移动通信演进的过程中,涌现了许多通信技术的天才构想,用于降低通信网络的成本,提升通信网络的容量。其中最有代表性的两个技术就是时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术。当时流行的GSM就是一种时分多址技术。

TDMA(Time division multiple access) ——把每个信道按时间切分成若干时间片,每个用户只在某一个被分配的时间片进行通话,这就使得?#26723;?#23481;量被虚拟地增加,单个载频可以同时进行多用户的通信。          

举例来说,假设有2个人,A在奇数时间片通信,B在偶数时间片通信,如果你采样第1,3,5,7……时间片,你就会听到A的通话,你如果采样第2,4,6,8……时间片,你就会听到B的通话,发送方和接收方?#32454;?#21516;步,A、B就都可以进行自由的通信。虽然时间切片有间隔,但如果这样的时间切片到了毫秒级甚至微秒级,人耳是无法识别的,因此人们感受到的是依旧是连续的通信。实际工程中,信道不止被分为两个切片,而是被细分为多个时间切片,这使得信道容量成倍提高,人均通信成本也就可以成倍地降低。

CDMA(Code Division Multiple Access) ——是一项具有创举意义的通信技术,它的基本原理是将通信内容与固定编码序列进行运算后发送。因为编码序列不同,所以不同用户的通信互不干扰,信道实现共用。          

举例说明,就好比在一个房间里有n个人在说话,A讲英语,B讲中文,C讲法文……懂中文的人能听到中文,懂英语的人能听到英语。这样尽管大家在一个屋子里各说各的,但大家各自只关注自己的语言,滤除其它语言的影响,因此接收方和发送方就可以自由通信。

CDMA技术的优势相比于TDMA是明显的:其?#20302;?#23481;量大;通话质量高,没有频率干扰,频率规划就更简单;建网成本就会更低。贯穿整个2G时代,通信技术从根本意义上就是这两种技术标准之间的竞争。

伟大的梦想实现通常不仅因为技术

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在这里不得不提的插曲,就是摩?#26032;?#25289;的“铱星计划”。

铱星计划试图另辟蹊径解决移动通信问题。仿?#25214;?#21407;子的77个核外电子,铱星计划向外太空发射了77颗卫星(后来计算只需要66颗),让铱星像大蜂窝?#20302;?#19968;样构建全球覆盖。全球任?#25105;?#28857;都有卫星的覆盖,?#38477;?#30340;通话,最多只要经过卫星的两跳,就能得到连接。

这样通信?#20302;?#23558;彻底解决全球通信问题,不仅是城市,即便是边远地区、荒芜沙漠、海洋,也可以进行无缝的通信服务,而建立这样一个全球范围的通信?#20302;?#19981;过也就是34亿美金的投资!

这是一个非常伟大的构想,1998年摩?#26032;?#25289;也顺利获得34亿美金的投资,成立了铱星公司,66颗卫星也?#21483;?#21457;射上天。但这项计划的最终结局却是失败。 

铱星计划的失败不仅对于摩?#26032;?#25289;是个沉重打击,也开始引发人们对于通信技术发展方向的深思。

铱星计划在技术上并非不可实现,但有很多基本内容无法在通信行业成立:首先,它缺乏合理的运营主体,而且无论谁来运营,都有太多?#30475;?#30340;本地通信利益壁垒需要冲破。另外,在人类没有达到政治大同前,这类全球化的移动通信?#20302;?#24456;难成为大众通信?#20302;场?#36890;信?#20302;?#26159;一个国家核心的基础设施,这一点上技术主权就是国家主权,所以通信行业的事情,必须大家商量着来。所以尽管铱星公司目前仍在?#19994;?#32463;营,但其业务聚焦已经非常边缘化。

前3G时代 走向标准统一

通信标准必将走向统一,但这是一个渐进的利益均衡的过程

在2G到3G的过渡阶段,各国?#38477;?#31227;动通信?#20302;?#21487;以说“七国八制?#20445;?#30446;标想法也不尽一致。1996年,在ITU(国际电信联盟)带领下,产生了大家达成共识的通信?#20302;?#26500;建蓝图——IMT-2000,也就是3G第三代移动通信?#20302;场?#21518;面的4G,5G实际上就是在IMT-2000基础上的演进, 4G命名为IMT-Advanced,5G命名为IMT-2020。

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面向5G,ITU组织的工作机理就是这样:2018年10月份左右,5G标准开始征集,任何相关厂家和标准组织都可以提交建议。截至今年10月份,ITU将正式发布5G的所有标准。其中最重要的一个标准组织就是3GPP。 

通信标准决定了通信产业的商业价值分布,甚至国家在全球经济中的位置,因此通信标准就是每一个利益团队在寻求进步的同时的必争之地, Qualcomm就是一个经典案例。 

1997年,Qualcomm上市时的股价只有14.32$,但CDMA技术造就了Qualcomm的神奇。作为当时最先进技术的唯一专利芯片提供商,Qualcomm3年之后的股价就增长到237.35$,业务增长率达到了2621%。

Qualcomm的成功就在于它把握了通信标准的制空权。Qualcomm之后,大家认识到标准对未来商业利益的巨大影响,由此引发的标准之争也进入到了白?#28982;?#38454;段。

3G 宽频通信技术时代 2000s

通信标准的白?#28982;?#20105;夺,通信世界的重新定义

3G时代大家都认同CDMA代表未来的方向,但?#20998;蕖?#20013;国与北美都各有自己的标准?#21495;分?#26159;WCDMA,中国是TD-SCDMA,北美是CDMA2000。 

标准化组织也形成了分裂,一方面是?#20998;?#24314;立在UMTS技术愿景之上的3GPP组织,另一方面是美国建立在CDMA2000基础之上的3GPP2组织,中国也开始以自己的通信标准TD-SCDMA参与到通信标准竞争之中。除了这些传统通信行?#24403;?#20934;组织外,IEEE(电气和电子工程师协会)也雄心勃勃地参与到了3G标准竞争之中,并提出了第4个3G的通信标准——802.16,即WiMax。 

以Intel为代表的IT厂家主推WiMax作为未来通信标准,并期待以其PC市场为基础,迅速推广WiMax的普及,这一计划得到了美国政府的强力支持。

WiMax一开始在全球电信展会都非常火热,一度俨然成为未来主角。但是,WiMax最终还是被?#29260;?#20102;,原因有?#38477;悖?#31532;一,其技术标准无法获得多数设备和终端厂家的支持,因此生态力量不足。第二,它对未来通信世界的判断发生了偏差,移动通信非但没有使PC成为主要的移动终端,反而使智能终端替代了PC成为主要的计算终端。WiMax?#38405;?#26080;法与其它为智能终端特点所设计的协议适配,败下阵来理所当然!

CDMA魂断UMA,一代统治技术的终结

所谓“哪里有压迫,哪里就有反抗”。每一个终端设备厂商都要因CDMA付给Qualcomm大量的专利费用,于是大家都想尽办法绕开Qualcomm。这使得CDMA的技术生态越来越小。

而随着通信业务的发展,CDMA的典型技术弱点也开始暴露:1. 信号衰弱快,导致基站建设密集,成本升高;2. 随着用户数量增加,通信质量受到影响;3. 传输带宽消耗大,频?#39318;?#28304;浪费?#29616;兀?. 通信带宽小,需要多载频聚合才能形成带宽能力。

这些原因都使CDMA难以形成强有力的产业生态。Qualcomm虽然后来也提出了UMB(Ultra Mobile Broadband)的技术愿景,但实?#20160;?#29992;的是与其竞争的LTE技术相仿的技术内容。对Qualcomm而言,UMB的产业价值越来越小。在2008年,Qualcomm终止了UMB研发,CDMA移动网络的演进就此中断。 

4G 通信技术标准大统一时代 2010s 

看通信世界,天下纷争,?#23637;?#19968;统

通信网络的本质目的就是要将人们连接起来,所以通信标准最终走向统一也是一种技术必然。4G时代终结了?#20998;轚MTS技术、美国CDMA技术标准,以及中国TD-SCDMA技术标准的独立发展,最终形成了统一全球的LTE( Long Term Evolution)技术标准。

虽然在技术实现上LTE仍主要有两种模式:LTE-FDD(频分双工形式)和LTE-TDD(时分双工形式),它们使用的频?#25105;?#26377;所不同,但90%的核心技术内容是相同的,所以大部分设备和网络可以同时支持这2种技术版本。 

LTE采用了正交频分多址技术(OFDMA),在信?#35272;?#29992;上,基本达到了极致。如:在2G时代的时分多址技术(TDMA),每个通信信道有自己的时间切片,但不同信道如有空闲的时间片是不能被利用的。而在LTE技术下,所有通信信道的空闲时间切片可以统一规划,这极大地提高了频?#39318;?#28304;使用率、拓展了信道的容量,同时4G时代又采用了载波聚合技术(Carrier Aggregation),可以将2-5个载波聚合在一起,从而大大提升了信道的数据通信能力。

走着走着,一切都不一样了

在人们的传统?#29616;?#37324;,“移动网络是用于人与人之间的讯息传送的”。移动网络进行广域覆盖,主要用于语音通信和简单信息传输。而那些大数据量通信并没有强移动性需求,因此图书馆、咖啡厅、办公室等热点区域的通信需求可以通过 “?#25991;列汀?Nomadic)网络提供,这种网络的移动性低但数据传输能力高。这也是WiMax对未来通信世界的主要构想。 

但人们从2.5G时代开始发现,除了打电话以外,手机开始可以接收越来越多的非语音通信内容。短信、彩信等开始成为通信业务成长的动力。随着这种数据业务的发展,互联网世界开始和通信世界走向融合。3G时代智能终端的出现也对通信世界产生了根本性的影响。

以iPhone为代表的智能手机,是集音乐播放、?#25214;?#26426;、照相、游戏、电子书等功能为一身的计算终端,需要更高带宽、更高质量的网络支持。“移动网络用于传送数据,移动终端集成一切电子设备”的新?#29616;?#24320;始出现。 

在后4G时代,这?#20013;?#27714;变得越来?#35282;?#28872;,移动终端不仅集成了随身电子设备,而且移动网络开始将各种电子设备者纳入服务范畴。

2009年,物联网概念出现,并以?#23545;?#39640;于移动互联网的增速形成汹涌?#39034;薄?#25454;DigiReach预测,2020年全球物联网的连接数量将超过500亿;这使得移动网络的本质发生了根本变化,它不再是仅仅满足人们的日常通信、娱乐、信息服务的需求,而是要广泛应用于各种设备之间的数据传输需求。网络因此从满足单一的数据传输特征需求,演变成需要满足不同类型的广泛连接特征需求。网络能力的多特征极化,也成为5G时代的显著需求。

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5G 软件定义网络技术时代 2020s

为了满足5G通信网络对于不同连接特征的需求,5G网络采用了很多新的无线通信技术,其中最具代表性的就是波束赋形(Beamforming),大规模天线阵列(Massive MIMO),以及毫米波通信(mmWave)。 

实际上这些技术也并非5G所?#26469;矗?#22312;5G之前的各种通信标准之中,就有类似技术的实现,但正是由于ITU的通信标准形成机制使得5G成为博采众长的集大成者。

关键技术1:大规模天线阵列与波束赋形

5G网络的灵活性,在于它对于通信元素的控制能力

大规模天线阵列(Massive MIMO)与波束赋形(Beamforming),是5G多特征极化的重要支撑。 

大规模天线阵列(Massive MIMO)是指一根天线有很多的天线头。每个天线头可以与移动设备进行独立的输入输出信号通信,这相当于为基站和终端之间建立了众多通道,天线头越多,通信信道就越多。在5G时代,天线可以拥有256个天线头,?#23545;?#22810;于4G时代MIMO的16个天线头。这就大大提升了单位网络面积能够支撑的设备容量。

建立在Massive MIMO技术基础之上的波束赋形技术(Beamforming),可以使得天线头的载波频率能够以极小的扇区夹角以几乎直线的方式对准通信终端建立无线通信通道。可以想象众多的天线?#33539;?#23545;准各自终端设备同时进行通信。不仅如此,这些通道还可以聚?#24076;?#25110;者独占,使通信的带宽和可靠?#32536;?#21040;不同的结果。 

想象有非常多的?#26723;潰?#21487;以聚合形成一条非常宽阔的道路,也可以将?#26723;?#32454;分支撑更多的车辆,还可以让某些车辆跑在固定的?#26723;?#19978;增?#31185;?#21487;靠性。这?#33267;?#27963;动态规划?#26723;?#30340;能力,正如5G的通信网络可以按照场景的需求,实现大规模通信设备连接、超稳定低延迟连接或是超高带宽连接的能力。

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关键技术2:毫米波通信

毫米波通信是5G最具深远意义的技术演进

对未来的通信发展而言,毫米波通信应用于移动通信网络是最具深远意义的技术演进。这应该是5G的核心所在,但毫米波产品目前在产品化上也是最不成熟的。大多数初始5G网络建设瞄准的也是Sub-6G频段,而非20G以上的毫米波频段。

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▲ 毫米波指的是波长为1-10毫?#31069;?#39057;率为30-300GHz的电磁波

毫米波有着明显的?#35834;悖?. 毫米波带宽极高:有200G以上的潜力,可以承载已知的任何应用 2.毫米波的波束极窄:1-5度的波束宽度,测形、测速及定位精度高 3.毫米波的信道安全:毫米波散射性弱,因此通信安全性高 4.毫米波的元器件小:毫米波器件小,因此通信设备更容易小型化

尽管如此,毫米波也有着难以避免的缺陷:1.毫米波的信号衰落快:受大气衰减和吸收影响,无法进行广域覆盖 2.毫米波的信号穿透力低:能够穿透烟雾、?#39029;?#31561;,但难以穿透固体?#29287;?3.毫米波的器件加工精度高:非常小的加工瑕疵都会对毫米波设备?#38405;?#36896;成很大影响 

毫米波技术是实现5G网络超高带宽的基础条件,只有在毫米波的载频上才可能实现5G超高带宽的数据传输的能力。而毫米波的缺陷也正是5G网络建设需要面临的问题。

关键技术3:软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)

5G不仅仅是无线网络的变化,移动网络的其它部分也会发生巨大的本?#26102;?#21270;。在移动网络从1G向4G演化过程中,交换网络从线?#26041;换?#36880;渐演变成数据包交换。线?#26041;换?#30340;本质是建立一个固定连接的过程,通信双方的连接建立后,只要通信没有被终止,通信链路就一直存在。 

后来诞生了以ATM为代表的虚拟线?#26041;换?#25216;术。它可以将物理链路进行时分复用(TDM),它把传输的数据,切分成一个个固定大小的数据包,然后在固定的时间区间传送这些数据包。这就等同于在一个物理连接的基础上,建立了很多虚拟连接,这就大大提升了传输信道的通信容量和能力。 

而IP网络的出现,引入了数据包交换技术,则消除了所谓连接的概念。像寄信一样,发方写对数据包的地址,然后发出去即可;收方通过网络的路由收到数据包再做内容汇集。语音、图片、视?#26723;?#22810;媒体内容都可以进行传输。

数据包交换技术使网络的构建变得异常灵活,这?#33267;?#27963;性在4G时代,已经体现在无线、传输、交换?#20154;?#26377;移动网络的基础支撑架构上。这也是人们将4G时代称为全IP网络时代的原因。全IP通信网络大幅降低了网络的复杂程度,网络建构和运维成本也随之降低。

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▲ 传统电信网络

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▲ 全IP通信网络

5G通信网络的理想是没有网络

建立于IP网络技术基础之上,5G网络将网络的敏捷性、灵活性更提高了一个层次。举例来说:

【小剧场1】

一个数据包每经过一个?#25151;?#23601;要向路由器?#20107;?/p>

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但是,可能会有下列情形……

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 走着走着突然前面道路发生?#25910;?/p>

不得不停下来等?#25910;?#25490;除

或者

?#21592;?#26126;明有空闲道路

却只能挤在拥挤的道路上……??

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这是由于每个?#25151;?#37117;无法知道下一?#25151;?#21457;生着什么,更不用提几个?#25151;?#20043;外的道路情况了。也就是数据包一旦发出,其到达的时间和质量都是不可控的。传统网络的僵化既不能保障通信质量,也不是通信资源最有效的利用方式。

而SDN网络则完全不同,它可以实时动态地规划数据包的道路,不仅极大提高了网络资源的使用效率,也大大降低了网络的维护成本。

【小剧场2】

你完全不需要?#20107;?/p>

因为?#24049;?#20202;会告诉你什么时候该向什么方向转弯

并且根据道路情况为你规划路线??

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随着云计算技术的发展和网络设备功能的简化,人们进一步提出了网络设备虚拟化(NFV)的概念。不仅网络本身可以被灵活定义,连网络设备也可以被灵活定义。想象这样的道路,你的车辆如果走着走着没油了,前面就会出现加油站;如果你累了,前面就会出?#20013;?#24687;区,而且这些基础设施会因为车辆的多少而相应出现。这就是NFV给网络带来的灵活性。

在另一方面NFV使得原来各种各样的网络设备,可以工作在相同的硬件?#25945;?#19978;以软件形成网络功能。这大大降低了网络的构建和运维成本;更重要的是网络性?#23460;?#22240;此发生了巨大变化,原来线路纠缠的电信网络开始转变为敏捷的解耦的IT?#25945;ā?#20063;正是这些技术的灵活性,为5G未来应用奠定丰富而坚实的基础。

5G价值实现脉络

To B:便宜!安全!简单! To C:时尚!

就未来应用而言,5G可以分为To B和To C两部分。回溯通信历史,To B的目标会最终聚焦于:便宜、安全、简单。从便宜的角度看,芯片价格是决定因素,芯片足够便宜,设备就足够便宜;设备足够便宜,网络建设也就足够便宜。 

但这个便宜是需要一个形成过程的,只有产业规模逐渐成长,需求越来越多价格才能越来越便宜。所以作为产业参与者,就有两个选择:要么积极投入,要么被动?#21364;?#26102;机更加成熟。但被动?#21364;?#30340;风险在于,如果没有及时跟进这个?#39034;保?#31561;别人的网络建设完善你再开始建设时,用户早已在你的网络建设完成时流失殆尽。从大的趋势上看,5G网络的网络建设和终端成本一定是越来?#38477;?#30340;,而且是一个加速过程。 

在To C领域,5G网络的驱动力仍会来自于时?#34892;浴?#30446;前,5G争论最大的内容就是超高带宽的应用场景问题,其?#20302;?#20840;没必要担心应用场景。只要有网络能力,自然会有很多的应用创造者去开始想象和创造,通信网络总是如此,先有网络资源,然后会诞生出基于资源的应用,而其中大量的杀手应用都是在网络规划之中没有想象到的。

万字科普!通信世界发展简史

5G时代,推动电信行业嬗变的潜在力量

与其说5G是一次技术演进,不如说它是一次产业革命

5G时代的新网络通信技术会引发一系?#20889;偈共当?#38761;的因素形成,从技术角度讲,有5个重大的变革因素。

  • 基于eSIM的新客户运营

eSIM诞生之后,使得终端设备和运营商的关?#20302;?#31163;,因此会形成新的客户运营体。这个运营体将处于网络运营商和最终用户之间。新的运营体必然会整合现有网络运营服务,它们要么形成更加广泛的全球化连接服务形式,要么形成聚焦于某一特定行业的用户服务形式。

  • 基于Network Slicing的新网络服务

SDN/NFV技术使得运营商可以将网络按照不同特征需求端到端地划分成不同的服务切片,并面向不同行业提供这种基于网络特征的垂直运营。

  • 基于Network Dicing理念的新网络建设

在5G时代,由于网络需要密集建设,运营商必定需要更多利用社会资源?#39184;?#24314;设移动通信网络才能实现5G网络的广泛覆盖。因此私属通信网络就会出现,这些网络将由网络的使用者推动其建设,并仅在一个固定的区域内提供服务。这就必然导致专业移动网络建设者出现,他们具备无线覆盖、计算?#25945;?#25645;建和核心网络资源的能力。另一方面也会出现基于物业权经营的共享网络运营者。

  • 基于Edge Computing的新网络能力

5G网络一个重要特征是云网一体化,其中边缘计算能力是5G网络的新兴能力,网络的边?#21040;?#19981;仅仅提供连接,计算、存储和智能都可以整合一体作为网络能力提供。每个网络边缘会出现特定的场景运营,基于边缘场景的网络运营机构也将会出现。

  • 第?#30446;?#23631;的运营

随着VR/AR技术的不断发展,5G时代,基于XR技术的智能视觉设备将达到成熟。如XR眼镜就会以第?#30446;?#23631;的形式出现,这块屏幕将会从手机屏幕、电视屏幕、电?#20113;?#24149;?#34013;?#29992;户的时间,并构建崭新的内容运营体系,包括新媒体、新社交、新办公等应用内容。

03. 未来的通信

通信的目的是更好、更多、更快地传输信息,这个过程在1G到5G的发展过程中遵从于通信的基本定律——香农定律。从香农定律来看,人类未来如果想做更好的通信,只能走更高的带宽,更高的频率。比如:可见光通信技术支持的Li-Fi作为Wi-Fi的演进替代,Wi-Fi速度与之相比,就是蜗牛和?#21592;?#30340;差距。

除了把通信提到更高的载频,目前人们对于6G的想象也只是提出了THz通信理念。THz通信将会面临比毫米波GHz通信更高的技术挑战,也会对网络部署提出新的课题。

在香农定律所指明的发展路径之外,另一个方式就是要设法提高单位信息量的密度。目前的量子计算和量子通信正是指向了这一方向。一个量子比特所含有的信息,?#23545;?#22823;于一个普通比特*,而且字节越多差距越大,因此传输这样一个量子比特将在数量级上提升通信能力。

传统比特1G bytes的数据,用33个量子比特就可以存储

目前的量子比特还不能被自由计算,因此,量子通信业也仅仅停留在对于固有传输信息的?#29992;?#19978;,并不能改变通信的速度。如同以往任?#25105;?#22330;技术革命,量子计算也必将被人类所完全掌控。不过,这个过程将?#23545;?#36229;出以往通信技术标准迭代的?#35759;取?G到6G,将会经历比4G到5G更加漫长的时间。

猜你?#19981;?/strong>

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