分享

5G你真的了解么?揭开背后的技术逻辑...

 dangdanghaha 2015-07-30



对一个通信人来说,G这个字母意义重大。G就是代,它意味着对前一代无线技术的颠覆,无线通信技术的每一代都会伴随着一些颠覆性的技术。


相对于1G,2G实现数字化,同时在容量上是一次颠覆;相对于2G,3G在数据业务上是一次颠覆,打开了无线宽带的窗口;相对于3G,4G在IP化、容量上等同样是一次颠覆。


5G将会给我们带来怎样的颠覆?


5G最大的颠覆就是实现从人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信。


连接万物,实现万物间通信,这是5G最具颠覆性的使命!


未来将有无数莫名其妙的设备接入网络。


NTT DoCoMo预测,未来5年将有100倍设备接入网络。


SK Telecom相信,以后网络可容纳1000倍的设备连接。


来自Verizon的霸道总裁McAdam说,2008年的时候,我们预测未来网络渗透率在400%到500%之间,现在,不得不承认,我们错了。这个数字可能是12000%或者更高...


。。。


事实上,当手机已趋现饱和之时,连接万物已成为运营商新的收入增长点。


下图中,你可以看到,那根代表手机的橘黄色柱体增长已经相当缓慢。而新兴的电子设备、M2M在未来五年将呈现爆发性增长。




为了满足未来网络接入设备的爆发性增长,网络怎么办?


万变不离其宗,无非就是从三个维度去考量:频谱扩张、频谱效率和网络密度。




先说说频谱效率。


从GPRS到LTE,频谱效率得到了很大的提升。然而,发展到LTE,频谱效率的提升几乎到达了理论极限。




如上图所示,随着技术的发展,频谱效率的提升幅度越来越低。当然,为了提升频谱效率,各大公司也是蛮拼的。比如,多天线技术、非正交多址技术等等,甚至带内全双工技术,据说都有了一定突破,不过,均在实验阶段。


再说说频谱扩张。


无线通信技术没那么神秘。从GPRS到LTE,下载速率成倍翻番,一个重要的原因无非是增加了频率带宽。



GSM下载速率9.6kbps,频率带宽为0.2MHz;LTE下载速率高达150Mbps,但是,频率带宽为20MHz。


有专家预测,未来需要10GHz的频率带宽才能满足5G需求。


10GHz,这就意味着5G的使用频段将逐步向高频段上移。


其实,从1G到4G,移动通信使用频段就一直往高处走。


不过,问题来了。无线频率越高,覆盖越差,信号渗透力越弱,这就意味着运营商要部署更多的基站。





这就到了关键的一维:网络密度。


网络密度非常关键。移动通信发展到今天,什么3G、4G技术其实都弱爆了,真正网络容量的最大贡献者是蜂窝组网技术,简单点说就是靠基站越来越多,蜂窝小区越来越多。


看来,要满足这么多设备接入,5G网络将是一个超密集的网络。


不但是超密集的网络,在相当长一段时间内,还将是一个多种无线网络并存的网络。如下图这样:




你应该相信,未来的基站将遍地皆是,沿街每一个路灯,上面都有可能安装有一个基站。


需要这么多基站?所有的一切看起来都利好设备商和铁塔公司,然而,并没有运营商什么事!除了那个连接万物的饼,运营商眼前并无多少利益。因为5G意味着更多的投资,在全球运营商收入不断下滑的趋势下,运营商愿意再花巨资投入5G吗?你把技术吹上天,到头来也不过为他人做嫁衣,运营商也肯定不愿意陪你玩。


所以,这里又引申出一个关键问题:网络成本。


暂时先忘记成本,我们再跳回到技术上。基站这么多,网络这么多,这是一个相当混乱的局面,不是吗?移动通信技术发展到今天,2G/3G/4G/WiFi下的各种制式混在一起,已经相当混乱不堪了。


5G一定得有一统这一混乱局面的能力。从另一个角度讲,5G其实就是网络的网络。5G将如何一统江山?这考验了5G技术的灵活性。


小结一下,5G面临着两个关键问题:网络成本和网络的灵活性。


先说说网络的灵活性。


什么才是网络的灵活性?我理解的灵活性就是网络具有强大的自治力,适应力和创造力。网络可以根据无线状态自适应,并能从无线环境中学习,且能相互协作工作,从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信以及对异构网络环境有限的无线频谱资源进行高效地利用。


如何降低成本?把更廉价的网络设备扔进网络里,网络设备可以得到充分利用,实现资源共享。同时,网络维护成本也要足够低。


这就需要实现网络的虚拟化、协作化、云化和软件化。


今天我们讲的C-RAN就是这样的。C-RAN的本质就是为了减少基站机房数量,采用协作化、虚拟化技术,实现资源共享和动态调度,提高频谱效率,以达到低成本,高带宽和灵活度的运营。


网络再进一步发展就是NFV(网络功能虚拟化)和SDN(软件定义网络)。


本丝以为,所有不谈网络功能虚拟化的5G都是在耍流氓。


NFV就是基于大型共享的OTS(Off-The-Shelf,成品)服务器,通过软件定义的方式,探索网络实体的虚拟化使用。在NFV中将使用虚拟机(Virtual Machines,VMs)技术。


基于软件定义的虚拟机部署成本低,而且可以快速适应网络需求变化。虚拟机就像是将所有能想到的东西都放在一台物理服务器(physical server)上,有了云计算和虚拟化,那些冗余的服务器都可以部署在独立的物理服务器上,不但可以并行处理,满足网络峰值需求,还可以根据网络需求随时释放资源,方便部署,利于故障管理,快速升级,快速满足市场需求。这充分体现了网络的灵活性和低成本。



那么SDN又是什么呢?


NFV负责各种网元的虚拟化,而SDN负责网络本身的虚拟化(比如,网络节点和节点之间的相互连接),它可以将网络控制面和数据面分离开来。要知道,5G网络不仅面临着超大容量的数据流量,同时,因为物联网应用,网络还将面临控制信令的井喷,面临超低网络时延的考验。所以,我们不但需要可灵活更新的控制信令,还要求有足够低的时延。这些,都需要NFV和SDN来实现。


没有结束语,5G就这样来了!


网优雇佣军微信订阅号:hr_opt

通信路上,一起走!

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多