【科普】移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)技術(shù)1G到5G之路

　　移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)更新?lián)Q代，已經(jīng)成為我們生活、學(xué)習、娛樂(lè )不可缺少的必備品，那么從1G到5G，我們經(jīng)歷了哪些階段呢？一起來(lái)看看吧！

　　1G

　　1986年，第一套移動(dòng)通訊系統在美國芝加哥誕生，采用模擬訊號傳輸，模擬式為代表在無(wú)線(xiàn)傳輸采用模擬式的FM調制。1G主要系統為AMPS，另外還有NMT及TACS，有著(zhù)A網(wǎng)和B網(wǎng)之分。大塊頭的“大哥大”風(fēng)靡一時(shí)。

　　2G

　　相較于只能應用于一般語(yǔ)音傳輸，且語(yǔ)音品質(zhì)低、訊號不穩定、涵蓋范圍不夠全面的1G網(wǎng)絡(luò )，第二代移動(dòng)通信則具備高度的保密性，系統的容量也在增加，同時(shí)從這一代開(kāi)始手機也可以上網(wǎng)了。隨著(zhù)2G的誕生，移動(dòng)通信標準爭奪也開(kāi)始了。2G主流的幾個(gè)網(wǎng)絡(luò )制式GSM：全球移動(dòng)通信系統（Global System forMobile Communication），是當前應用最為廣泛的移動(dòng)電話(huà)標準，較之以前的標準最大的不同是它的信令和語(yǔ)音信道都是數字式的。TDMA：時(shí)分多址（TimeDivision Multiple Access），則是把時(shí)間分割成周期性的幀（Frame），每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號，在滿(mǎn)足定時(shí)和同步的條件下，基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)終端的信號而不混擾。

　　3G

　　隨著(zhù)人們對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )需求的不斷增加，第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )開(kāi)啟了行動(dòng)通訊新紀元。3G網(wǎng)絡(luò )的高頻和穩定的傳輸使得影像電話(huà)和大量的數據傳送更為普遍。其中，CDMA是第三代移動(dòng)通信系統的技術(shù)基礎。CDMA系統以其頻率規劃簡(jiǎn)單、系統容量大、頻率復用系數高、抗多徑能力強、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展潛力。

　　4G

　　4G無(wú)線(xiàn)蜂窩電話(huà)協(xié)議是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。4G系統能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達到20Mbps。4G的主要網(wǎng)絡(luò )制式LTE是基于OFDMA技術(shù)、由3GPP組織制定的全球通用標準，包括TDD（時(shí)分雙工）和FDD（頻分雙工）兩種模式，二者相似度達90%，差異較小。

　　5G又是怎樣的呢？

　　5G被設想為一個(gè)端到端生態(tài)系統，將能夠推動(dòng)實(shí)現一個(gè)完全移動(dòng)和聯(lián)網(wǎng)的社會(huì )。其模塊化本質(zhì)，可按需進(jìn)行部署和擴展，以適應多種設備，支持多種用戶(hù)交互。

　　5G呈現出低時(shí)延、高可靠、低功耗的特點(diǎn)，已經(jīng)不再是一個(gè)單一的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，而是多種新型無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)和現有無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)集成后的解決方案總稱(chēng)。此外，5G網(wǎng)絡(luò )預計還可實(shí)現更廣泛的網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍，更低的延遲，以及持久的聯(lián)網(wǎng)設備電池使用壽命。

　　5G究竟可以提供什么樣的服務(wù)？

　　5G利用幾乎無(wú)延遲的關(guān)鍵參數，以及1Gbit/秒以上的寬帶速度，能夠提供幾乎無(wú)限的應用和服務(wù)類(lèi)型。隨著(zhù)時(shí)間的推移，服務(wù)有望突破簡(jiǎn)單的音頻和數據，擴展到視覺(jué)、觸覺(jué)和認知領(lǐng)域，進(jìn)而為服務(wù)提供商創(chuàng )造任意即服務(wù)（XaaS）環(huán)境。5G網(wǎng)絡(luò )將不僅可以利用基于SDN的全新網(wǎng)絡(luò )設計原則，還可以利用一系列新興技術(shù)，例如毫米波、大規模多輸入和多輸出（MIMO）等。

　　5G是軟件驅動(dòng)的網(wǎng)絡(luò )

　　要實(shí)現更高的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，必須設計和部署一個(gè)網(wǎng)絡(luò )架構，以提供明顯增強的可擴展性，和更高的效率、敏捷性及靈活性。

　　在NFV中，網(wǎng)絡(luò )由被稱(chēng)為虛擬網(wǎng)絡(luò )功能（VNF）的基于軟件的應用組成，通過(guò)實(shí)現軟硬件分離，NFV允許通過(guò)軟件而不是物理硬件來(lái)對網(wǎng)絡(luò )功能進(jìn)行編程。

　　SDN通過(guò)分離控制平面（告訴網(wǎng)絡(luò )誰(shuí)去了哪里）與數據平面（發(fā)送數據包到指定目的地）允許多個(gè)網(wǎng)絡(luò )片斷，能夠針對不同的服務(wù)部署進(jìn)行定制和優(yōu)化，可使用同一物理和邏輯網(wǎng)絡(luò )基礎架構進(jìn)行配置。

　　這些技術(shù)和軟件驅動(dòng)為服務(wù)提供商提供了一種統一的實(shí)施方法，可帶來(lái)規模經(jīng)濟效應、可互操作性、可靠性和可擴展性，以及縮短的產(chǎn)品上市時(shí)間等優(yōu)勢，使運營(yíng)商能夠更好地實(shí)現其網(wǎng)絡(luò )資產(chǎn)的價(jià)值，更快速、輕松地推出新服務(wù)。

　　英特爾助力加速網(wǎng)絡(luò )轉型

　　英特爾為網(wǎng)絡(luò )轉型提供了必要的構建模塊，首當其沖的是英特爾架構（IA）處理器。除處理器之外，英特爾Quick Assist加速技術(shù)能夠為最多14個(gè)單獨的虛擬化實(shí)例提供加速器服務(wù)（加密、壓縮和算法卸載）；英特爾虛擬化技術(shù)提供了硬件輔助支持，可顯著(zhù)降低其規模、成本與復雜性；具備英特爾流量導向器和網(wǎng)絡(luò )覆蓋功能的10/40/100Gbit/秒的英特爾以太網(wǎng)技術(shù)能夠在虛擬化環(huán)境中帶來(lái)最高吞吐率。

　　開(kāi)放系統理念

　　英特爾在與SDN和NFV緊密相關(guān)的多個(gè)開(kāi)源項目中做出了重大貢獻，其中包括OpenStack、Open Daylight、Openv Switch、Open Flow和數據平面開(kāi)發(fā)套件（DPDK）等。

　　英特爾開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )平臺（ONP）

　　英特爾ONP的主要目標是降低服務(wù)提供商采用和部署SDN與NFV架構的成本，簡(jiǎn)化相關(guān)工作。英特爾ONP參考架構用于提供一款由硬件和軟件組成的開(kāi)源平臺，以確?；ゲ僮餍?，同時(shí)加快商業(yè)部署的實(shí)現。

　　Intel Network Builders

　　英特爾最近宣布推出了Intel Network Builders FastTrack，開(kāi)啟了該計劃的全新階段，旨在與網(wǎng)絡(luò )行業(yè)通力合作，加速生態(tài)系統創(chuàng )新。在該計劃下，英特爾將合作開(kāi)展多項市場(chǎng)開(kāi)發(fā)活動(dòng)，并通過(guò)英特爾戰略投資事業(yè)部向戰略性的顛覆性公司進(jìn)行投資，推進(jìn)解決方案集成工作以實(shí)現部署，加速使用英特爾架構的標準化技術(shù)的采用。

　　NFV概念驗證

　　概念驗證（PoC）演示成功確立了NFV作為一項可行技術(shù)在行業(yè)中的知名度，提升了行業(yè)信心英特爾目前參與了全球多項ETSI認可的NFV概念驗證，與多家服務(wù)提供商保持著(zhù)緊密合作。

　　部分概念驗證示例包括：

　　多廠(chǎng)商開(kāi)放NFV環(huán)境中的E2EvEPC協(xié)調

　　集成深度數據包檢查（DPI）技術(shù)的虛擬化移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )

　　采用專(zhuān)用硬件加速器的C-RAN虛擬化

　　長(cháng)期演進(jìn)（LTE）虛擬化無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)（vRAN）

　　5G協(xié)作與試用

　　英特爾充分整合利用其獨有的計算、網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)優(yōu)勢來(lái)開(kāi)發(fā)5G解決方案，在整個(gè)端到端網(wǎng)絡(luò )中實(shí)現智能集成。這一系統級方法能夠帶來(lái)功能更強大的設備、更經(jīng)濟高效的網(wǎng)絡(luò )、以及更加直觀(guān)豐富且迅捷的用戶(hù)體驗。

　　一些卓越的5G協(xié)作包括：

　　英特爾與NTT Docomo協(xié)作開(kāi)展5G手持設備芯片組的實(shí)驗測試

　　英特爾與SK Telecom協(xié)作開(kāi)發(fā)和驗證5G技術(shù)。

　　英特爾作為Verizon5G技術(shù)論壇的成員還與Verizon合作通過(guò)Verizon的SDN網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)計劃推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )轉型。這一計劃將能為新一代網(wǎng)絡(luò )奠定堅實(shí)基礎。

　　結論

　　由于當前的架構無(wú)法支持未來(lái)服務(wù)所需的主要性能參數，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò )轉型以支持5G已是勢在必行。除了簡(jiǎn)單的語(yǔ)音和數據外，5G能夠提供和集成視覺(jué)、觸覺(jué)和認知能力的用戶(hù)體驗，并由此支持具有特殊連接和設備要求的廣泛示例。

　　英特爾提供了必要的構建模塊以支持網(wǎng)絡(luò )從設備中心轉型為數據中心，并將繼續扮演指導性角色，打造開(kāi)放的生態(tài)系統。通過(guò)采用開(kāi)放系統理念，英特爾正在借助參考架構、概念驗證演示和試用，生態(tài)系統合作關(guān)系與深入的客戶(hù)參與等舉措，加速NFV與SDN的市場(chǎng)采用。