【科普】移动无线通信技术技术1G到5G之路

　　移动无线通信技术更新换代，已经成为我们生活、学习、娱乐不可缺少的必备品，那么从1G到5G，我们经历了哪些阶段呢？一起来看看吧！

　　1G

　　1986年，第一套移动通讯系统在美国芝加哥诞生，采用模拟讯号传输，模拟式为代表在无线传输采用模拟式的FM调制。1G主要系统为AMPS，另外还有NMT及TACS，有着A网和B网之分。大块头的“大哥大”风靡一时。

　　2G

　　相较于只能应用于一般语音传输，且语音品质低、讯号不稳定、涵盖范围不够全面的1G网络，第二代移动通信则具备高度的保密性，系统的容量也在增加，同时从这一代开始手机也可以上网了。随着2G的诞生，移动通信标准争夺也开始了。2G主流的几个网络制式GSM：全球移动通信系统（Global System forMobile Communication），是当前应用最为广泛的移动电话标准，较之以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的。TDMA：时分多址（TimeDivision Multiple Access），则是把时间分割成周期性的帧（Frame），每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。

　　3G

　　随着人们对移动网络需求的不断增加，第三代移动通信网络开启了行动通讯新纪元。3G网络的高频和稳定的传输使得影像电话和大量的数据传送更为普遍。其中，CDMA是第三代移动通信系统的技术基础。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

　　4G

　　4G无线蜂窝电话协议是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps。4G的主要网络制式LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括TDD（时分双工）和FDD（频分双工）两种模式，二者相似度达90%，差异较小。

　　5G又是怎样的呢？

　　5G被设想为一个端到端生态系统，将能够推动实现一个完全移动和联网的社会。其模块化本质，可按需进行部署和扩展，以适应多种设备，支持多种用户交互。

　　5G呈现出低时延、高可靠、低功耗的特点，已经不再是一个单一的无线接入技术，而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集成后的解决方案总称。此外，5G网络预计还可实现更广泛的网络覆盖范围，更低的延迟，以及持久的联网设备电池使用寿命。

　　5G究竟可以提供什么样的服务？

　　5G利用几乎无延迟的关键参数，以及1Gbit/秒以上的宽带速度，能够提供几乎无限的应用和服务类型。随着时间的推移，服务有望突破简单的音频和数据，扩展到视觉、触觉和认知领域，进而为服务提供商创造任意即服务（XaaS）环境。5G网络将不仅可以利用基于SDN的全新网络设计原则，还可以利用一系列新兴技术，例如毫米波、大规模多输入和多输出（MIMO）等。

　　5G是软件驱动的网络

　　要实现更高的网络服务，必须设计和部署一个网络架构，以提供明显增强的可扩展性，和更高的效率、敏捷性及灵活性。

　　在NFV中，网络由被称为虚拟网络功能（VNF）的基于软件的应用组成，通过实现软硬件分离，NFV允许通过软件而不是物理硬件来对网络功能进行编程。

　　SDN通过分离控制平面（告诉网络谁去了哪里）与数据平面（发送数据包到指定目的地）允许多个网络片断，能够针对不同的服务部署进行定制和优化，可使用同一物理和逻辑网络基础架构进行配置。

　　这些技术和软件驱动为服务提供商提供了一种统一的实施方法，可带来规模经济效应、可互操作性、可靠性和可扩展性，以及缩短的产品上市时间等优势，使运营商能够更好地实现其网络资产的价值，更快速、轻松地推出新服务。

　　英特尔助力加速网络转型

　　英特尔为网络转型提供了必要的构建模块，首当其冲的是英特尔架构（IA）处理器。除处理器之外，英特尔Quick Assist加速技术能够为最多14个单独的虚拟化实例提供加速器服务（加密、压缩和算法卸载）；英特尔虚拟化技术提供了硬件辅助支持，可显著降低其规模、成本与复杂性；具备英特尔流量导向器和网络覆盖功能的10/40/100Gbit/秒的英特尔以太网技术能够在虚拟化环境中带来最高吞吐率。

　　开放系统理念

　　英特尔在与SDN和NFV紧密相关的多个开源项目中做出了重大贡献，其中包括OpenStack、Open Daylight、Openv Switch、Open Flow和数据平面开发套件（DPDK）等。

　　英特尔开放网络平台（ONP）

　　英特尔ONP的主要目标是降低服务提供商采用和部署SDN与NFV架构的成本，简化相关工作。英特尔ONP参考架构用于提供一款由硬件和软件组成的开源平台，以确保互操作性，同时加快商业部署的实现。

　　Intel Network Builders

　　英特尔最近宣布推出了Intel Network Builders FastTrack，开启了该计划的全新阶段，旨在与网络行业通力合作，加速生态系统创新。在该计划下，英特尔将合作开展多项市场开发活动，并通过英特尔战略投资事业部向战略性的颠覆性公司进行投资，推进解决方案集成工作以实现部署，加速使用英特尔架构的标准化技术的采用。

　　NFV概念验证

　　概念验证（PoC）演示成功确立了NFV作为一项可行技术在行业中的知名度，提升了行业信心英特尔目前参与了全球多项ETSI认可的NFV概念验证，与多家服务提供商保持着紧密合作。

　　部分概念验证示例包括：

　　多厂商开放NFV环境中的E2EvEPC协调

　　集成深度数据包检查（DPI）技术的虚拟化移动网络

　　采用专用硬件加速器的C-RAN虚拟化

　　长期演进（LTE）虚拟化无线接入网（vRAN）

　　5G协作与试用

　　英特尔充分整合利用其独有的计算、网络和无线通信技术优势来开发5G解决方案，在整个端到端网络中实现智能集成。这一系统级方法能够带来功能更强大的设备、更经济高效的网络、以及更加直观丰富且迅捷的用户体验。

　　一些卓越的5G协作包括：

　　英特尔与NTT Docomo协作开展5G手持设备芯片组的实验测试

　　英特尔与SK Telecom协作开发和验证5G技术。

　　英特尔作为Verizon5G技术论坛的成员还与Verizon合作通过Verizon的SDN网络演进计划推动网络转型。这一计划将能为新一代网络奠定坚实基础。

　　结论

　　由于当前的架构无法支持未来服务所需的主要性能参数，推动网络转型以支持5G已是势在必行。除了简单的语音和数据外，5G能够提供和集成视觉、触觉和认知能力的用户体验，并由此支持具有特殊连接和设备要求的广泛示例。

　　英特尔提供了必要的构建模块以支持网络从设备中心转型为数据中心，并将继续扮演指导性角色，打造开放的生态系统。通过采用开放系统理念，英特尔正在借助参考架构、概念验证演示和试用，生态系统合作关系与深入的客户参与等举措，加速NFV与SDN的市场采用。