萬字科普:通信世界發展簡史

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面向5G研究通信技術發展的歷史,一方面可以幫助構建對通信技術發展緣由的認知;另一方面,可以通過通信行業歷史所隱含的一些規律,判斷未來行業的發展趨勢。

10美元可以用來做什么?

能吃一餐飯、買一本《權利的游戲》、看一個月Netflix,或者在當年可以買下電話的專利權。

時間撥回1871年,意大利人安東尼奧·梅烏奇帶著自己的Teletrofono電話系統去申請專利,他花10美元買了需要每年更新的專利權。3年后,因無力維系這項支出,梅烏奇的電話專利權拱手讓人。世界通信史因此發生了第一個重要轉折。

回顧通信歷史,人與人、人與技術或是技術與技術間,存在著無數影響與被影響,改變與被改變的關系。理解這個世界的規則,也是理解未來通信的不二法門。

本期特別邀請亞信集團副總裁祝剛對“通信世界發展簡史”這一話題進行分享,內容包括:

  • 通信歷史是從一場丑聞開始的
  • 0G到5G,移動通信技術標準的演進
  • 5G的關鍵技術與價值實現脈絡
  • 5G之后,未來通信要往何處去?

從1990年參加工作以來,我一直沒有離開過通信行業。我是軟件工程師出身,加入亞信前,曾在摩托羅拉核心實驗室工作,參與通信系統的研發。大部分的通信發展歷史,我都可以算是以第一視角經歷其中。

面向5G研究通信技術發展的歷史,一方面可以幫助構建對通信技術發展緣由的認知;另一方面,可以通過通信行業歷史所隱含的一些規律,判斷未來行業的發展趨勢。

一、從電報到電話,通信世界的新紀元

通信發展的歷史和人類發展的歷史有些類似,雖然從整體上看是一步一步邁向更加美好,但其某些發展細節卻不免隱藏著丑惡。這些丑惡有時竟是人類進步的重要原因。通信歷史其實就是從一個丑聞開始的。

大部分的通信歷史教科書上都會寫“電話是貝爾發明的”,但實際上,電話的真正發明者是一個叫梅烏奇的意大利人,貝爾碰巧和他在一個實驗室里工作過。

梅烏奇雖然是一個偉大的發明家,但他缺乏商業意識。在發明電話2年之后,由于經濟原因,他暫停了專利費的支付。

貝爾和格雷,在梅烏奇不知情的情況下,帶著他的關于電話的所有技術文檔,相繼去美國專利局申請了終身專利。后來貝爾又通過商業運作手段收購了格雷的一些內容,也另外收購了一些愛迪生的技術,成為了電話技術的商業擁有者,他也一直宣稱自己是電話的發明者。直到2002年,美國眾議院才正式把電話發明權交還給梅烏奇。

電話的“發明人”貝爾,實際上竟是一個沽名釣譽者,這是很難看的通信歷史,但是通信行業的發展確實起源于這個小偷和騙子。

貝爾雖然不是一個偉大的發明家,但他是一個杰出的商業天才。他為通信事業的發展做了一系列具有奠基意義的事情,其中最重大的就是成立了貝爾電話公司

貝爾電話公司作為第一家公眾電話服務公司,把電話這樣一個在別人眼里的貴族玩具,逐步帶向了一個面向大規模公眾服務的基礎社會設施。其后,從貝爾電話公司分離出的AT&T構建了公共電話網絡PSTN,并成為了延續至20世紀末的電話交換網絡的基本形態。直至今日,AT&T經歷幾次反壟斷分拆,仍然是全球范圍的通信巨頭。

AT&T收購了西方電子公司的一個研究部門,成立了著名的通信技術實驗室——貝爾實驗室。而貝爾實驗室則成為了后來通信技術發展的重要引擎,大多數早期的通信技術都奠基于貝爾實驗室的科研成果。電信公司有充足的現金流建立這樣的核心實驗室,可以潛心研究未來技術,扎實地將技術轉向市場,以形成推動人類通信進步的力量。

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▲ AT&T電報大樓里接電話的話務員

二、從0G到5G,移動通信技術標準的演進

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0G,無線通信技術時代 1950s

擺脫PSTN的連接束縛,移動通信技術的誕生

早在1950年代就有了移動通信的技術應用,但人們往往將其稱為“第0代移動通信”,而不是第1代移動通信。因為這個時代的移動通信技術,并沒有建立真正意義上可運營的移動通信業務,它只能被視為固定電話的無線延伸。運營商仍然是固定電話網絡的運營商,服務號碼也是固定電話號碼,無線連接能力只是一種增值服務。

這種拓展無線連接能力的需求最早來自于汽車。由于美國汽車工業的發展,越來越多的人擁有了汽車,很多人希望在移動的汽車里也能如同在家里一樣打電話,這就是移動電話的最初需求。這個需求也喚醒了一代通信巨頭——摩托羅拉。

摩托羅拉最早是一家做汽車收音機的廠商。Motorola的名字就來自于其非常成功的汽車收音機品牌。摩托羅拉在制造車載半導體收音機的過程中,積累了堅實的車載無線通信技術。因此,當車載移動通信的需求興起時,高爾文兄弟極其敏銳地抓住了這一機遇,Motorola當仁不讓地成為了車載移動電話領域的領軍企業。

在摩托羅拉產品的支撐下,美國伊利諾伊州開通了當時世界上最大的無線通信系統,這個通信系統一共用64個頻率覆蓋全城,可以滿足人們在移動的汽車上打電話的需求,由于沒有電話線的束縛,這種通信方式給人們帶來了巨大的便利。

但是這個時候的通信系統,頻率是獨占性的,也就是說,在某個地點,只能有一個人使用該頻率進行通話,其它人只能選擇不同的頻率。

因此,這個系統在其天線所覆蓋的范圍內,最多只能64個人打電話,而且人們打電話的過程中一旦超出了天線的覆蓋范圍,通話就會被中斷,只能重新連接。通信不連續的問題和系統容量的問題被用戶普遍抱怨。不過這也指明了當時的通信技術發展的方向。

1G,蜂窩通信技術時代 1980s

從一個PSTN的增值服務,到一個獨立的移動通信業務

得益于摩托羅拉和貝爾實驗室的偉大構想——蜂窩移動通信系統,可以把一個天線所覆蓋的通信區域分成若干個通信單元——扇區,相鄰扇區之間采用不同頻率,相隔的扇區可以進行頻率的復用,扇區和扇區的連續覆蓋構建了整個城市的網絡覆蓋。

由于不同扇區與移動終端的通信可以在基站控制器的指揮下平滑進行頻率切換,這使得用戶能夠得到連續性的移動通信服務。一個城市也可以因此構建無縫的移動網絡覆蓋。移動通話不再會被時時中斷。而且,由于頻率的復用能力,整個通信系統的用戶容量得到了大幅度提升。

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除了技術方面的演進,該系統更加重要的改變是移動通信設備不再依附于一個固定通信設備,移動電話開始有了自己的用戶號碼,它可以與固定電話以平等的身份加入到PSTN的交換網絡之中。移動通信業務也自此真正拉開序幕。這就是第一代移動通信系統(1G)。

雖然1G時代的移動通信服務受到了普遍贊譽,但其最大的問題就是貴!因此妨礙了這項服務的大眾化普及。這主要由于當時的蜂窩系統容量有限,因此系統用戶數量有限,這樣每一個蜂窩基站建設成本均攤到每個用戶身上就會非常高。

1987年11月,廣東省開通了全國第一個移動通信網,首批用戶只有700名。當時電話的公開價格在20,000元左右,黑市售價高達50,000元。另外入網費6,000元,每分鐘通話0.6元,1小時的市內通話費用就需要80元。即便是在今天,普通人也未必能負擔起這樣的價格。

所以,如何使通信更加便宜,就成為了當時移動通信技術最核心的演進動力,這促成了2G時代序幕的開啟。

2G,數字通信技術時代 1990s

技術決定生態,生態決定商業規模

在向第2代移動通信演進的過程中,涌現了許多通信技術的天才構想,用于降低通信網絡的成本,提升通信網絡的容量。其中最有代表性的兩個技術就是時分多址(TDMA)技術和碼分多址(CDMA)技術。當時流行的GSM就是一種時分多址技術。

TDMA(Time division multiple access)把每個信道按時間切分成若干時間片,每個用戶只在某一個被分配的時間片進行通話,這就使得頻道容量被虛擬地增加,單個載頻可以同時進行多用戶的通信。舉例來說,假設有2個人,A在奇數時間片通信,B在偶數時間片通信,如果你采樣第1,3,5,7……時間片,你就會聽到A的通話,你如果采樣第2,4,6,8……時間片,你就會聽到B的通話,發送方和接收方嚴格同步,A、B就都可以進行自由的通信。雖然時間切片有間隔,但如果這樣的時間切片到了毫秒級甚至微秒級,人耳是無法識別的,因此人們感受到的是依舊是連續的通信。實際工程中,信道不止被分為兩個切片,而是被細分為多個時間切片,這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)是一項具有創舉意義的通信技術,它的基本原理是將通信內容與固定編碼序列進行運算后發送。因為編碼序列不同,所以不同用戶的通信互不干擾,信道實現共用。舉例說明:就好比在一個房間里有n個人在說話,A講英語,B講中文,C講法文……懂中文的人能聽到中文,懂英語的人能聽到英語。這樣盡管大家在一個屋子里各說各的,但大家各自只關注自己的語言,濾除其它語言的影響,因此接收方和發送方就可以自由通信。

CDMA技術的優勢相比于TDMA是明顯的:其系統容量大;通話質量高,沒有頻率干擾,頻率規劃就更簡單;建網成本就會更低。貫穿整個2G時代,通信技術從根本意義上就是這兩種技術標準之間的競爭。

偉大的夢想實現通常不僅因為技術

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在這里不得不提的插曲,就是摩托羅拉的“銥星計劃”。

銥星計劃試圖另辟蹊徑解決移動通信問題。仿照銥原子的77個核外電子,銥星計劃向外太空發射了77顆衛星(后來計算只需要66顆),讓銥星像大蜂窩系統一樣構建全球覆蓋。全球任何一點都有衛星的覆蓋,兩地的通話,最多只要經過衛星的兩跳,就能得到連接。

這樣通信系統將徹底解決全球通信問題,不僅是城市,即便是邊遠地區、荒蕪沙漠、海洋,也可以進行無縫的通信服務,而建立這樣一個全球范圍的通信系統不過也就是34億美金的投資!

這是一個非常偉大的構想,1998年摩托羅拉也順利獲得34億美金的投資,成立了銥星公司,66顆衛星也陸續發射上天。但這項計劃的最終結局卻是失敗。

銥星計劃的失敗不僅對于摩托羅拉是個沉重打擊,也開始引發人們對于通信技術發展方向的深思。

銥星計劃在技術上并非不可實現,但有很多基本內容無法在通信行業成立:

  • 首先,它缺乏合理的運營主體,而且無論誰來運營,都有太多強大的本地通信利益壁壘需要沖破。
  • 另外,在人類沒有達到政治大同前,這類全球化的移動通信系統很難成為大眾通信系統。通信系統是一個國家核心的基礎設施,這一點上技術主權就是國家主權,所以通信行業的事情,必須大家商量著來。

所以盡管銥星公司目前仍在慘淡經營,但其業務聚焦已經非常邊緣化。

前3G時代,走向標準統一

通信標準必將走向統一,但這是一個漸進的利益均衡的過程

在2G到3G的過渡階段,各國陸地移動通信系統可以說“七國八制”,目標想法也不盡一致。1996年,在ITU(國際電信聯盟)帶領下,產生了大家達成共識的通信系統構建藍圖——IMT-2000,也就是3G第三代移動通信系統。后面的4G,5G實際上就是在IMT-2000基礎上的演進, 4G命名為IMT-Advanced,5G命名為IMT-2020。

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面向5G,ITU組織的工作機理就是這樣:2018年10月份左右,5G標準開始征集,任何相關廠家和標準組織都可以提交建議。截至今年10月份,ITU將正式發布5G的所有標準。其中最重要的一個標準組織就是3GPP。

通信標準決定了通信產業的商業價值分布,甚至國家在全球經濟中的位置,因此通信標準就是每一個利益團隊在尋求進步的同時的必爭之地, Qualcomm就是一個經典案例。

1997年,Qualcomm上市時的股價只有14.32$,但CDMA技術造就了Qualcomm的神奇。作為當時最先進技術的唯一專利芯片提供商,Qualcomm3年之后的股價就增長到237.35$,業務增長率達到了2621%。

Qualcomm的成功就在于它把握了通信標準的制空權。Qualcomm之后,大家認識到標準對未來商業利益的巨大影響,由此引發的標準之爭也進入到了白熱化階段。

3G,寬頻通信技術時代 2000s

通信標準的白熱化爭奪,通信世界的重新定義

3G時代大家都認同CDMA代表未來的方向,但歐洲、中國與北美都各有自己的標準:歐洲是WCDMA,中國是TD-SCDMA,北美是CDMA2000。

標準化組織也形成了分裂,一方面是歐洲建立在UMTS技術愿景之上的3GPP組織,另一方面是美國建立在CDMA2000基礎之上的3GPP2組織,中國也開始以自己的通信標準TD-SCDMA參與到通信標準競爭之中。

除了這些傳統通信行業標準組織外,IEEE(電氣和電子工程師協會)也雄心勃勃地參與到了3G標準競爭之中,并提出了第4個3G的通信標準——802.16,即WiMax。

以Intel為代表的IT廠家主推WiMax作為未來通信標準,并期待以其PC市場為基礎,迅速推廣WiMax的普及,這一計劃得到了美國政府的強力支持。

WiMax一開始在全球電信展會都非常火熱,一度儼然成為未來主角。但是,WiMax最終還是被放棄了,原因有兩點:

  • 第一,其技術標準無法獲得多數設備和終端廠家的支持,因此生態力量不足。
  • 第二,它對未來通信世界的判斷發生了偏差,移動通信非但沒有使PC成為主要的移動終端,反而使智能終端替代了PC成為主要的計算終端。

WiMax性能無法與其它為智能終端特點所設計的協議適配,敗下陣來理所當然!

CDMA魂斷UMA,一代統治技術的終結

所謂“哪里有壓迫,哪里就有反抗”。每一個終端設備廠商都要因CDMA付給Qualcomm大量的專利費用,于是大家都想盡辦法繞開Qualcomm。這使得CDMA的技術生態越來越小。

而隨著通信業務的發展,CDMA的典型技術弱點也開始暴露:

  1. 信號衰弱快,導致基站建設密集,成本升高;
  2. 隨著用戶數量增加,通信質量受到影響;
  3. 輸帶寬消耗大,頻率資源浪費嚴重;
  4. 通信帶寬小,需要多載頻聚合才能形成帶寬能力。

這些原因都使CDMA難以形成強有力的產業生態。Qualcomm雖然后來也提出了UMB(Ultra Mobile Broadband)的技術愿景,但實際采用的是與其競爭的LTE技術相仿的技術內容。對Qualcomm而言,UMB的產業價值越來越小。在2008年,Qualcomm終止了UMB研發,CDMA移動網絡的演進就此中斷。

4G,通信技術標準大統一時代 2010s

看通信世界,天下紛爭,終歸一統

通信網絡的本質目的就是要將人們連接起來,所以通信標準最終走向統一也是一種技術必然。4G時代終結了歐洲UMTS技術、美國CDMA技術標準,以及中國TD-SCDMA技術標準的獨立發展,最終形成了統一全球的LTE( Long Term Evolution)技術標準。

雖然在技術實現上LTE仍主要有兩種模式:LTE-FDD(頻分雙工形式)和LTE-TDD(時分雙工形式),它們使用的頻段也有所不同,但90%的核心技術內容是相同的,所以大部分設備和網絡可以同時支持這2種技術版本。

LTE采用了正交頻分多址技術(OFDMA),在信道利用上,基本達到了極致。如:在2G時代的時分多址技術(TDMA),每個通信信道有自己的時間切片,但不同信道如有空閑的時間片是不能被利用的。

而在LTE技術下,所有通信信道的空閑時間切片可以統一規劃,這極大地提高了頻率資源使用率、拓展了信道的容量,同時4G時代又采用了載波聚合技術(Carrier Aggregation),可以將2-5個載波聚合在一起,從而大大提升了信道的數據通信能力。

走著走著,一切都不一樣了

在人們的傳統認知里,“移動網絡是用于人與人之間的訊息傳送的”。移動網絡進行廣域覆蓋,主要用于語音通信和簡單信息傳輸。而那些大數據量通信并沒有強移動性需求,因此圖書館、咖啡廳、辦公室等熱點區域的通信需求可以通過 “游牧型”(Nomadic)網絡提供,這種網絡的移動性低但數據傳輸能力高。這也是WiMax對未來通信世界的主要構想。

但人們從2.5G時代開始發現,除了打電話以外,手機開始可以接收越來越多的非語音通信內容。短信、彩信等開始成為通信業務成長的動力。隨著這種數據業務的發展,互聯網世界開始和通信世界走向融合。3G時代智能終端的出現也對通信世界產生了根本性的影響。

以iPhone為代表的智能手機,是集音樂播放、收音機、照相、游戲、電子書等功能為一身的計算終端,需要更高帶寬、更高質量的網絡支持。“移動網絡用于傳送數據,移動終端集成一切電子設備”的新認知開始出現。

在后4G時代,這種需求變得越來越強烈,移動終端不僅集成了隨身電子設備,而且移動網絡開始將各種電子設備者納入服務范疇。

2009年,物聯網概念出現,并以遠遠高于移動互聯網的增速形成洶涌浪潮。

據DigiReach預測:2020年全球物聯網的連接數量將超過500億;這使得移動網絡的本質發生了根本變化,它不再是僅僅滿足人們的日常通信、娛樂、信息服務的需求,而是要廣泛應用于各種設備之間的數據傳輸需求。

網絡因此從滿足單一的數據傳輸特征需求,演變成需要滿足不同類型的廣泛連接特征需求。網絡能力的多特征極化,也成為5G時代的顯著需求。

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5G,軟件定義網絡技術時代 2020s

為了滿足5G通信網絡對于不同連接特征的需求,5G網絡采用了很多新的無線通信技術,其中最具代表性的就是波束賦形(Beamforming),大規模天線陣列(Massive MIMO),以及毫米波通信(mmWave)。

實際上這些技術也并非5G所獨創,在5G之前的各種通信標準之中,就有類似技術的實現,但正是由于ITU的通信標準形成機制使得5G成為博采眾長的集大成者。

關鍵技術1:大規模天線陣列與波束賦形

5G網絡的靈活性,在于它對于通信元素的控制能力

大規模天線陣列(Massive MIMO)與波束賦形(Beamforming),是5G多特征極化的重要支撐。

大規模天線陣列(Massive MIMO)是指一根天線有很多的天線頭。每個天線頭可以與移動設備進行獨立的輸入輸出信號通信,這相當于為基站和終端之間建立了眾多通道,天線頭越多,通信信道就越多。在5G時代,天線可以擁有256個天線頭,遠遠多于4G時代MIMO的16個天線頭。這就大大提升了單位網絡面積能夠支撐的設備容量。

建立在Massive MIMO技術基礎之上的波束賦形技術(Beamforming),可以使得天線頭的載波頻率能夠以極小的扇區夾角,以幾乎直線的方式對準通信終端建立無線通信通道。可以想象眾多的天線頭都對準各自終端設備同時進行通信。不僅如此,這些通道還可以聚合,或者獨占,使通信的帶寬和可靠性得到不同的結果。

想象有非常多的車道,可以聚合形成一條非常寬闊的道路,也可以將車道細分支撐更多的車輛,還可以讓某些車輛跑在固定的車道上增強其可靠性。這種靈活動態規劃車道的能力,正如5G的通信網絡可以按照場景的需求,實現大規模通信設備連接、超穩定低延遲連接或是超高帶寬連接的能力。

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關鍵技術2:毫米波通信

毫米波通信是5G最具深遠意義的技術演進

對未來的通信發展而言,毫米波通信應用于移動通信網絡是最具深遠意義的技術演進。這應該是5G的核心所在,但毫米波產品目前在產品化上也是最不成熟的。大多數初始5G網絡建設瞄準的也是Sub-6G頻段,而非20G以上的毫米波頻段。

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▲毫米波指的是波長為1-10毫米,頻率為30-300GHz的電磁波

毫米波有著明顯的優點:

  1. 毫米波帶寬極高:有200G以上的潛力,可以承載已知的任何應用;
  2. 毫米波的波束極窄:1-5度的波束寬度,測形、測速及定位精度高;
  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,因此通信設備更容易小型化。

盡管如此,毫米波也有著難以避免的缺陷:

  1. 毫米波的信號衰落快:受大氣衰減和吸收影響,無法進行廣域覆蓋;
  2. 毫米波的信號穿透力低:能夠穿透煙霧、灰塵等,但難以穿透固體材料;
  3. 毫米波的器件加工精度高:非常小的加工瑕疵都會對毫米波設備性能造成很大影響。

毫米波技術是實現5G網絡超高帶寬的基礎條件,只有在毫米波的載頻上才可能實現5G超高帶寬的數據傳輸的能力,而毫米波的缺陷也正是5G網絡建設需要面臨的問題。

關鍵技術3:軟件定義網絡(SDN)與網絡功能虛擬化(NFV)

5G不僅僅是無線網絡的變化,移動網絡的其它部分也會發生巨大的本質變化。在移動網絡從1G向4G演化過程中,交換網絡從線路交換逐漸演變成數據包交換。線路交換的本質是建立一個固定連接的過程,通信雙方的連接建立后,只要通信沒有被終止,通信鏈路就一直存在。

后來誕生了以ATM為代表的虛擬線路交換技術。它可以將物理鏈路進行時分復用(TDM),它把傳輸的數據,切分成一個個固定大小的數據包,然后在固定的時間區間傳送這些數據包。這就等同于在一個物理連接的基礎上,建立了很多虛擬連接,這就大大提升了傳輸信道的通信容量和能力。

而IP網絡的出現,引入了數據包交換技術,則消除了所謂連接的概念。像寄信一樣,發方寫對數據包的地址,然后發出去即可;收方通過網絡的路由收到數據包再做內容匯集。語音、圖片、視頻等多媒體內容都可以進行傳輸。

數據包交換技術使網絡的構建變得異常靈活,這種靈活性在4G時代,已經體現在無線、傳輸、交換等所有移動網絡的基礎支撐架構上。這也是人們將4G時代稱為全IP網絡時代的原因。全IP通信網絡大幅降低了網絡的復雜程度,網絡建構和運維成本也隨之降低。

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▲傳統電信網絡

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▲全IP通信網絡

5G通信網絡的理想是沒有網絡

建立于IP網絡技術基礎之上,5G網絡將網絡的敏捷性、靈活性更提高了一個層次。舉例來說:

【小劇場1】

一個數據包每經過一個路口就要向路由器問路

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但是,可能會有下列情形……

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走著走著突然前面道路發生故障,不得不停下來等故障排除。或者,旁邊明明有空閑道路,卻只能擠在擁擠的道路上……

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這是由于每個路口都無法知道下一路口發生著什么,更不用提幾個路口之外的道路情況了。也就是數據包一旦發出,其到達的時間和質量都是不可控的。傳統網絡的僵化既不能保障通信質量,也不是通信資源最有效的利用方式。

而SDN網絡則完全不同,它可以實時動態地規劃數據包的道路,不僅極大提高了網絡資源的使用效率,也大大降低了網絡的維護成本。

【小劇場2】

你完全不需要問路,因為導航儀會告訴你什么時候該向什么方向轉彎,并且根據道路情況為你規劃路線。

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隨著云計算技術的發展和網絡設備功能的簡化,人們進一步提出了網絡設備虛擬化(NFV)的概念。不僅網絡本身可以被靈活定義,連網絡設備也可以被靈活定義。想象這樣的道路,你的車輛如果走著走著沒油了,前面就會出現加油站;如果你累了,前面就會出現休息區,而且這些基礎設施會因為車輛的多少而相應出現。這就是NFV給網絡帶來的靈活性。

在另一方面NFV使得原來各種各樣的網絡設備,可以工作在相同的硬件平臺上以軟件形成網絡功能,這大大降低了網絡的構建和運維成本。更重要的是網絡性質也因此發生了巨大變化,原來線路糾纏的電信網絡開始轉變為敏捷的解耦的IT平臺。也正是這些技術的靈活性,為5G未來應用奠定豐富而堅實的基礎。

5G價值實現脈絡

To B:便宜!安全!簡單! To C:時尚!

就未來應用而言,5G可以分為To B和To C兩部分。回溯通信歷史,To B的目標會最終聚焦于:便宜、安全、簡單。從便宜的角度看,芯片價格是決定因素,芯片足夠便宜,設備就足夠便宜;設備足夠便宜,網絡建設也就足夠便宜。

但這個便宜是需要一個形成過程的,只有產業規模逐漸成長,需求越來越多價格才能越來越便宜。所以作為產業參與者,就有兩個選擇:要么積極投入,要么被動等待時機更加成熟。但被動等待的風險在于,如果沒有及時跟進這個浪潮,等別人的網絡建設完善你再開始建設時,用戶早已在你的網絡建設完成時流失殆盡。

從大的趨勢上看,5G網絡的網絡建設和終端成本一定是越來越低的,而且是一個加速過程。

在To C領域,5G網絡的驅動力仍會來自于時尚性。目前,5G爭論最大的內容就是超高帶寬的應用場景問題,其實完全沒必要擔心應用場景。只要有網絡能力,自然會有很多的應用創造者去開始想象和創造,通信網絡總是如此,先有網絡資源,然后會誕生出基于資源的應用,而其中大量的殺手應用都是在網絡規劃之中沒有想象到的。

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5G時代,推動電信行業嬗變的潛在力量

與其說5G是一次技術演進,不如說它是一次產業革命。

5G時代的新網絡通信技術會引發一系列促使產業變革的因素形成,從技術角度講,有5個重大的變革因素。

(1)基于eSIM的新客戶運營

eSIM誕生之后,使得終端設備和運營商的關系脫離,因此會形成新的客戶運營體。這個運營體將處于網絡運營商和最終用戶之間。新的運營體必然會整合現有網絡運營服務,它們要么形成更加廣泛的全球化連接服務形式,要么形成聚焦于某一特定行業的用戶服務形式。

(2)基于Network Slicing的新網絡服務

SDN/NFV技術使得運營商可以將網絡按照不同特征需求端到端地劃分成不同的服務切片,并面向不同行業提供這種基于網絡特征的垂直運營。

(3)基于Network Dicing理念的新網絡建設

在5G時代,由于網絡需要密集建設,運營商必定需要更多利用社會資源共同建設移動通信網絡才能實現5G網絡的廣泛覆蓋。因此私屬通信網絡就會出現,這些網絡將由網絡的使用者推動其建設,并僅在一個固定的區域內提供服務。這就必然導致專業移動網絡建設者出現,他們具備無線覆蓋、計算平臺搭建和核心網絡資源的能力。另一方面也會出現基于物業權經營的共享網絡運營者。

(4)基于Edge Computing的新網絡能力

5G網絡一個重要特征是云網一體化,其中邊緣計算能力是5G網絡的新興能力,網絡的邊緣將不僅僅提供連接,計算、存儲和智能都可以整合一體作為網絡能力提供。每個網絡邊緣會出現特定的場景運營,基于邊緣場景的網絡運營機構也將會出現。

(5)第四塊屏的運營

隨著VR/AR技術的不斷發展,5G時代,基于XR技術的智能視覺設備將達到成熟。如XR眼鏡就會以第四塊屏的形式出現,這塊屏幕將會從手機屏幕、電視屏幕、電腦屏幕搶奪用戶的時間,并構建嶄新的內容運營體系,包括新媒體、新社交、新辦公等應用內容。

三、未來的通信

通信的目的是更好、更多、更快地傳輸信息,這個過程在1G到5G的發展過程中遵從于通信的基本定律——香農定律。

從香農定律來看,人類未來如果想做更好的通信,只能走更高的帶寬,更高的頻率。比如:可見光通信技術支持的Li-Fi作為Wi-Fi的演進替代,Wi-Fi速度與之相比,就是蝸牛和獵豹的差距。

除了把通信提到更高的載頻,目前人們對于6G的想象也只是提出了THz通信理念。THz通信將會面臨比毫米波GHz通信更高的技術挑戰,也會對網絡部署提出新的課題。

在香農定律所指明的發展路徑之外,另一個方式就是要設法提高單位信息量的密度。目前的量子計算和量子通信正是指向了這一方向。一個量子比特所含有的信息,遠遠大于一個普通比特*,而且字節越多差距越大,因此傳輸這樣一個量子比特將在數量級上提升通信能力。

*傳統比特1G bytes的數據,用33個量子比特就可以存儲

目前的量子比特還不能被自由計算,因此,量子通信業也僅僅停留在對于固有傳輸信息的加密上,并不能改變通信的速度。如同以往任何一場技術革命,量子計算也必將被人類所完全掌控。不過,這個過程將遠遠超出以往通信技術標準迭代的難度。5G到6G,將會經歷比4G到5G更加漫長的時間。

 

作者:祝剛,公眾號:寬帶資本(ID:bjkdzb)

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