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网络通信技术的十大特征

2018-08-16  来源:中国信息产业网-人民邮电报  作者:余少华

大约从20世纪90年代中后期开始,任何一个普通的地球人发现自己随时可与一个超级庞然大物相连。现在这个庞然大物覆盖整个地球,运行在百亿量级硅制芯片电路之上,每一节点由硅制硬件、程序软件、网络、比特流、算法等组成。这些节点通过光纤、铜线和电磁波彼此相连,已经把70亿人连在一起,下一步会把至少一千亿的物体也连起来,形成一个遍布全球的、无时无处不在的、草根阶层可随时随地使用的、无孔不入的动态人造物,这一趋势不可阻挡,是地球上迄今为止涌现出的持续时间更长、占地面积更大、参与人数更多、社会影响更广泛的事件。

当今世界正处于“网络信息世界与自然世界和人类社会”深度融合的数字化、网络化、智能化进程中,百年一遇,这是生产力又一次质的重大跨越,像人类历史所经历过的农耕文明和工业文明一样影响深远、意义重大,这一进程正深刻改变着世界的竞争格局、安全格局、经济格局、社会格局、军事格局和文化格局,由此带来国家发展新机遇、百姓生活新空间、社会治理新领域、产业升级新动能和国际竞争新疆域。网络通信技术的整体发展趋势呈现出网络、架构、连接、空间、软件、数据、带宽、虚拟、数字、微型十大特征。

特征一:网络

随时随地 互联互通

网络是信息发送、接收、传输、交换的平台,它把各个节点的信息流连通到一起,实现资源共享。网络是21世纪的科技象征。从普通百姓看,网络已渐成为随时随地的“场景”,像阳光、空气、水和电一样,成为一种普适的“存在”,可以不改变其基本形状向各个方向发展。

从技术发展上看,网络通信先后经历了模拟、数字、互联网和移动互联四个阶段。其发展趋势是3s-abc,即“3”指人-网-物三元千亿级万物互联(连接整个世界,5G全覆盖和千兆接入)以及与各行业各技术的系统性融合,“s”指软件定义网络、网络功能虚拟化与开源(SDN/NFV/OpenSource),“a”指网络的万物互联与技术融合以人工智能化方式实现,“b”是网络的大数据化,“c”是指网络的云化,大带宽、广覆盖、高通量、微小型化、绿色节能成为基本特征,所有的服务以用户为中心。这相当于在自然世界和人类社会之上叠加了一个神经层,其本质是深度信息化,具有超乎想象的信息感知、传输、存储和处理能力,与传统行业和区域结合,将催生出巨多的可能性。由此带来国家发展新机遇、百姓生活新空间、社会治理新领域、产业升级新动能和国际竞争新疆域。这是人类有史以来生产方式的一次重大提升和转变。

未来,如果有一天网络及通信系统全部瘫痪,会引发大批人类活动停摆,经济损失惨重,那么这将会是几年内难以忘怀的重大事故。

特征二:架构

积极转变 开放开源

这一特征将体现出5G网络体系架构的四大转变,即从复杂封闭体系向开放、开源的新型SDN/NFV云网一体化架构转变,从行政管理体制及传统组网思维向互联网思维转变,从被动适应网络变化向主动快速灵活应对转变,组成网络架构各要素单元的来源从传统买卖关系向建构产业链新生态系统转变。以互联网为例,其TCP/IP、无连接模式、IP层PDU格式、存储转发、路由机制等保持不变,完成软件功能与硬件平台分离并解耦;软件功能云化并开源;从以办公室为中心组网转向以云DC为中心组网;架构统一,集中管控提升效率,降低成本;由运营商定义业务转向由用户定义业务;从传统供应商买卖关系转向产业链生态系统建构。

5G愿景除满足面向人的通信需求的“增强移动宽带”外,还增加了面向物联网的“大规模机器通信(mMTC)”和“高可靠低时延通信(ULLC)”。这三大需求给未来5G移动网络带来巨大挑战,例如,为满足用户体验速率提升百倍和数据流量提升千倍的需求,需要极大提升无线接入网络吞吐量、核心网传输链路容量,通过新型多载波、大规模天线、新型多址接入、高阶编码调制、全双工等,提升无线传输技术的频谱利用率。通过密集的小区部署提升空间复用率、提高频谱利用率和增加频谱带宽可提升无线接入系统容量。5G还需满足海量终端连接和各类业务的高可靠、低时延、低成本、低功耗等差异化需求。可以新建、更换、选择、组合各个实体模块虚拟化来架构一个灵活的、可扩展的、可软件定义的开放系统满足需求。包括无线通信在内的信息通信技术正与互联网深度融合,架构正趋向统一。

关键词:云化 数字滤波 1980年 编码调制 太赫兹