移动信息技术的无限演进

本文涉及的产品
数据传输服务 DTS,数据同步 small 3个月
推荐场景:
数据库上云
数据传输服务 DTS,数据迁移 small 3个月
推荐场景:
MySQL数据库上云
数据传输服务 DTS,数据同步 1个月
简介:

自1890年特思拉(Tesla)为无线通讯奠定了理论基础,被誉为无线电之父的马可尼(Marconi) 在1894年第一次将无线信号传输到两英里外,移动技术给人类社会带来极大的变革。当移动与互联网相结合后,移动信息技术成为信息通讯技术发展的主要驱动力。无线网络和各种不同类型的移动信息终端,为人们提供了广阔的移动交互的空间,并已经成为普及与流行的生活、工作方式。

移动信息技术的爆炸性增长,也推动了企业信息化技术的转型升级。在未来的服务业和新兴技术产业之中,会借助移动信息技术产生什么新的技术变革?物联网、移动终端、AR/VR技术在未来的移动信息时代,会有什么突破性的进展?移动的信息化还将如何进行演进?温故而知新,下面就让我们通过对移动信息技术发展历史的梳理,展望一下未来移动信息可能会为人们的生产、生活带来什么新的变化。

从模拟中走来 第一代移动通信系统(1G)

1976年美国摩托罗拉公司的工程师马丁·库珀首先将无线电应用于移动电话。同年,国际无线电大会批准了800/900 MHz频段用于移动电话的频率分配方案。在此之后一直到20世纪80年代中期,许多国家都开始建设基于频分复用技术(FDMA,Frequency Division Multiple Access)和模拟调制技术的第一代移动通信系统(1G,1st Generation)。


由于采用的是模拟技术,1G系统的容量十分有限。此外,安全性和干扰也存在较大的问题。1G系统的先天不足,使得它无法真正大规模普及和应用,价格更是非常昂贵,成为当时的一种奢侈品和财富的象征。与此同时,不同国家的各自为政也使得1G的技术标准各不相同,即只有“国家标准”,没有“国际标准”,国际漫游成为一个突出的问题。这些缺点都随着第二代移动通信系统的到来得到了很大的改善。

数字化的曙光 第二代移动通信系统(2G)

在九十年代,全球移动通信系统【GSM(Global System for Mobile Communication)】的出现,使得无线通讯的信令和语音信道完成了由模拟向数字的转变。


与GSM采用的“时分多址(TDMA)技术”相对应还有一个“码分多址(CDMA)技术”。时分多址技术是让若干个地球通信站共同使用一个信道。但是占用的时间不同,所以相互之间不会干扰。但是信道的利用效率并不很高,无法容纳过多用户。码分多址是每个地球站都被分配有一个独特的“码序列”,通过不同编码将不同用户信息进行融离。因此在同一信道内,采用CDMA技术可以比时分多址方式容纳更多的用户。

数字化的转变,使得手机不在仅是通话设备,同时还具备的信息传输的能力。数字化的手机不但可以进行语音通讯,还具备了收发短消息的能力。但短消息的信息传输能力十分低下,最大70个汉字的传输能力仅相当于以太网中一个数据包所能容纳的数据量。

1993年,高通向业界证明了CDMA能够提供TCP/IP协议服务。自此,移动信息化的大幕开始正式拉开。


然而移动信息化技术发展的道路并非一帆风顺。无论是基于CDMA还是GSM的2G移动通信网络,最高传输速率仅为9.6kbit/s,实在难以满足数据业务的应用需求。

因此,高通在CDMA技术的基础上,发展出了最高传输速率为307.2Kbps的CDMA1X,而GSM也相应的推出了最高传输速率可以达到171.2Kbps的GPRS。

移动网络传输速率的提升,推出了新移动应用的产生。于是“彩信”出现了。由于现在应用中的移动网络传输性能还非常有限,只能满足些数据量不高的纯文本文档和分辨率极低的小尺寸图片的数据传输工作。“彩信”也只能局限于收发一些分辨率不高的图片和信息量并不太多的新闻类文字,比如“新闻早晚报”。


随着移动电话的普及,用纸笔写信的信息传输方式逐淅开始被语音和短消息取代了。而新闻传播的报纸也开始被基于“彩信”的新闻早晚报所替换。

2G网络十分有限的网络传输带宽,自然无法满足移动信息化大潮下网络应用的需求。虽然提供一些简单的收发电子邮件和Web浏览应用,但使用的用户始终有限。因此,第三代移动通信系统(3G)很快就被提上了日程。

步入成熟 第三代移动通信系统(3G)

美国CDMA2000、中国TD-SCDMA、欧洲WCDMA,从这世界3G技术的三大主流标准中,我们已经可以看出,CDMA技术已经成为3G技术的根本原理。而执掌着CDMA技术的高通,也由一个“小公司”成长为了世界500强。

成长起来的高通,持续在3G技术领域发力。由技术许可获得的资金被更多的投入到了通信领域的新技术开发之中。现如今高通拥有约13万件专利,包括正在申请的专利及已经获得授权的专利。这些专利不仅涵盖蜂窝技术领域,同时也包括连接、成像、射频、电源、软件、安全和多媒体等领域。


AGPS技术(辅助全球卫星定位系统)、手机摄像头、“飞行模式”、“锁屏”功能,以及早在苹果10年之前,高通已经在建议苹果将无线通讯功能放进苹果当时的掌上电脑之中……

在高通和其它众多通信企业的共同努力之下,3G移动网络的高带宽与智能手机的多种移动应用功能终于碰撞出了灿烂的火花。苹果与谷歌相继发布了IOS与安卓手机操作系统。各种适用于智能手机与平板电脑的APP应用也像雨后春笋般迅速出现。


在移动应用飞速发展的同时,3G移动网络的传输速率开始变得捉襟见肘。CDMA 2000(EVDO RA)3.1Mbps、TD-SCDMA2.8Mbps、WCDMA14.4Mbps的下行速率很难满足越来越多图片、视频类应用的使用需求。在3G移动网络技术提出后不久,4G移动网络建设很快就被提上了日程。


爆炸性发展 第四代移动通信系统(4G)

和3G技术利用同一无线网络提供语音和数据通讯不同,在第四代的移动通信网络中,是以IP为基础的核心网络架构,4G的语音信息也是通过数据的形式进行传输。换句话说,4G网络是一个全数据移动通讯网络。

目前的4G网络是以LTE技术为主。LTE(Long Term Evolution,长期演进)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System,通用移动通信系统)技术标准的长期演进,于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。

LTE系统引入了OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)和MIMO(Multi-Input & Multi-Output,多输入多输出)等关键技术,显著增加了频谱效率和数据传输速率(20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下,理论下行最大传输速率为201Mbps,除去信令开销后大概为150Mbps,但根据实际组网以及终端能力限制,一般认为下行峰值速率为100Mbps,上行为50Mbps),并支持多种带宽分配:1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz等,且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段,因而频谱分配更加灵活,系统容量和覆盖也显著提升。

LTE系统网络架构更加扁平化简单化,减少了网络节点和系统复杂度,从而减小了系统时延,也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。根据双工方式不同LTE系统分为FDD-LTE(Frequency Division Duplexing)和TDD-LTE (Time Division Duplexing),二者技术的主要区别在于空口的物理层上(像帧结构、时分设计、同步等)。FDD系统空口上下行采用成对的频段接收和发送数据,而TDD系统上下行则使用相同的频段在不同的时隙上传输。


如果说3G时代是移动通信系统功能发展期的话,在第四代移动通信时代,就是传输能力的爆发期。

通过下面这个LTE Cat(LTE网络传输速率等级)表格,我们可以看到LTE数据传输速率的爆炸性增长:

类型

下行/上行最大数据速率(最高上行调制方式)

对上行64QAM的支持UE,多天线接收/发送

Cat1

10.3/5.2 Mbps(16QAM)

2*1

Cat2

51.0/25.5 Mbps(16QAM)

2*2

Cat3

102.0/51.0 Mbps(16QAM)

2*2

Cat4

150.8/51.0 Mbps(16QAM)

2*2

Cat5

299.6/75.4 Mbps(16QAM)

4*4

Cat6

301.5/51.0 Mbps(16QAM)

4*2

Cat7

301.5/102.0 Mbps(16QAM)

4*2

……



2016年2月,高通发布了骁龙X16调制解调器,已经可以提供LTE Cat16的1Gbps网速;2017年1月,高通、Telstra、爱立信和NETGEAR已经在澳大利亚悉尼推出全球首个商用千兆级LTE网络及终端。

2017年2月,高通在千兆级LTE发展的基础上再一次加强自身优势,推出第二代千兆级LTE调制解调器——基于10纳米FinFET制程工艺打造的骁龙X20 LTE芯片组,能带来最高达1.2Gbps的LTE Cat18下载速度,与前代产品相比实现了20%的下载速度提升。


4G移动网络带宽的提升,直接推动了面向消费者类(2C)的移动应用发展。企业业务开始向着移动信息化的方向进行转型。


面向未来 第五代移动信息系统(5G)

未来的第五代移动信息系统可以做些什么?从高通在2017年国际消费电子展(CES 2017)上推出其最新的顶级移动平台——集成X16 LTE的高通骁龙835处理器的应用展示中可以看出端倪:

骁龙835旨在为顶级系列的消费与企业级终端提供下一代娱乐体验和联网云服务支持,这些终端包括智能手机、VR/AR头显设备、联网摄像头、平板电脑、移动PC以及其他终端。这些终端运行各种操作系统,包括Android和能够支持传统的Win32应用的Windows 10系统。

但是要想支撑这些新的移动应用形式,还需要利用5G来克服当前移动数据传输能力不足的问题:当前基于4G+的技术,支持LTE Cat16、甚至Cat18的调制解调器已经可以提供1 Gbps到1.2 Gbps的下载速率。但是在目前4G网络实际应用中,却还很难达到这样的下载速率。

这种情况,和当前无线传输的干路网络带宽不足有很大关系。打个比方:在一条高速公路上开车,车少的时候,哪个车发功机功率强劲,就可以跑得更快,但如果遇到春运,所有车都上了高速,再好的发动机也要一点点的磨着向前走。在国内具有海量的4G移动网络用户,而网络传输带宽毕竟有限。此时,即便基于4G和4G+的调制解调器可提供带宽再高,也难以满足海量用户的数据传输需求。

向5G的不断演进,最需要解决的就是这个“路”的问题。而解决的方法就是利用SDN技术的控制与转发分离——很多车在同一条路上跑,难免会产生拥塞。每辆车都会建立一条自己通向目的地的车道,干路传输的是控制这些“车辆”道路的信息时,行车的道路自然也会得到无限的拓展。

基于5G技术会产生什么全新的网络应用,目前还只是初现端倪。云计算、大数据、物联网、人工智能与5G相结合后,还会再碰撞出什么新的火花,目前还有待观察。但是延着移动通信系统发展的足迹,我们可以摸清一些未来移动网络发展的脉络——未来必然会有更加多样化的移动通信网络终端产品出现,将家电汽车、道路、城市与人们的工作和生活更加紧密的连接到一起,移动信息时代也将向着无限的未来继续演进。





本文出处:畅享网
本文来自云栖社区合作伙伴畅享网,了解相关信息可以关注vsharing.com网站。
相关实践学习
如何在云端创建MySQL数据库
开始实验后,系统会自动创建一台自建MySQL的 源数据库 ECS 实例和一台 目标数据库 RDS。
Sqoop 企业级大数据迁移方案实战
Sqoop是一个用于在Hadoop和关系数据库服务器之间传输数据的工具。它用于从关系数据库(如MySQL,Oracle)导入数据到Hadoop HDFS,并从Hadoop文件系统导出到关系数据库。 本课程主要讲解了Sqoop的设计思想及原理、部署安装及配置、详细具体的使用方法技巧与实操案例、企业级任务管理等。结合日常工作实践,培养解决实际问题的能力。本课程由黑马程序员提供。
目录
相关文章
|
1月前
|
人工智能 边缘计算 Cloud Native
你认为云计算将朝着哪个方向进化?
你认为云计算将朝着哪个方向进化?
37 1
|
1月前
|
传感器 监控 安全
创新无限:物联网技术在智慧城市构建中的前沿探索
【10月更文挑战第29天】在这个信息爆炸的时代,物联网(IoT)技术正重塑我们对城市的认知。智慧城市已从科幻走向现实,物联网通过连接各种设备和传感器,收集、分析数据,提升城市运行效率和居民生活质量。从智慧城管、智能交通、智慧水务到智能电网,物联网的应用正逐步实现城市的智能化、互联化和可持续发展。
54 1
|
5月前
|
存储 安全 容灾
重塑未来:云计算解决方案的无限可能
明确需求与目标:在实施云计算解决方案之前,企业需要明确自身的业务需求和发展目标。通过深入分析业务流程和数据需求,企业可以确定适合的云计算解决方案类型和部署模式。 选择合适的云服务商:在选择云服务商时,企业需要综合考虑服务商的技术实力、服务质量、价格成本等因素。同时,企业还需要了解服务商的资质认证和合规性情况,确保选择到可信赖的服务商。
|
4月前
|
传感器 物联网 区块链
未来触手可及:探索新兴技术的浪潮与影响
【8月更文挑战第6天】 随着科技的日新月异,区块链、物联网、虚拟现实等技术正逐步从概念走向现实,它们不仅重塑了我们的生活方式,也预示着未来社会的发展轨迹。本文将深入探讨这些技术的发展趋势和应用场景,揭示它们如何共同构建一个更加智能、互联的世界。
42 2
|
4月前
|
供应链 安全 物联网
未来已来:探索新兴技术的无限可能
随着科技的飞速发展,我们正处在一个前所未有的时代。新兴技术如区块链、物联网和虚拟现实等,不仅正在改变我们的日常生活,更在重塑全球的经济结构和社会形态。本文将深入浅出地探讨这些技术的发展趋势和应用场景,带领读者一窥未来的轮廓。
|
5月前
|
运维 Cloud Native 云计算
云计算:重塑数字时代的基石与未来展望
云计算作为数字时代的基石,正以前所未有的速度推动着全球科技的进步和产业的升级。从基础概念到核心技术再到应用场景和未来趋势,云计算的每一步发展都充满了无限可能。我们相信在未来的日子里随着技术的不断进步和应用的不断深入云计算将会为我们带来更加便捷、高效、智能的生活体验和工作方式。让我们共同期待并参与到这场伟大的变革中来共同创造更加美好的未来!
138 0
|
7月前
|
存储 边缘计算 人工智能
云计算:重塑企业计算模式的变革力量
云计算是企业计算模式的重要变革,提供IaaS、PaaS和SaaS服务,实现灵活、可扩展的资源获取。其优势包括可扩展性、成本效益、灵活性和效率提升,但也面临安全、依赖性等挑战。未来趋势包括边缘计算、混合云、AI融合及更强的数据安全监管。企业应适应云计算发展,制定相应策略。
|
7月前
|
人工智能 自动驾驶 vr&ar
探寻技术创新的无限可能
在当今快速发展的科技时代,技术创新已经成为推动社会进步的关键力量。本文将从个人的技术感悟出发,探讨技术创新的重要性以及其无限可能性,旨在激励更多的人投身于技术创新之路。
38 0
|
弹性计算 云计算
探索云计算的无限潜能
本文回顾了参与飞天加速计划·教学提质续费任务的学习经验和实践,重点关注了云服务器ECS的应用和云计算的重要性。通过云服务器ECS,作者成功地部署了网站并搭建了云端开发环境,同时分享了在使用过程中遇到的问题和解决方法。此外,作者还总结了通过云计算学到的技术与技巧,并展望了未来在云计算领域的发展。通过深入了解云计算的优势和特点,作者认识到云计算对于企业和个人的价值,以及其在现代技术发展中的重要性。