你真的知道手机是怎么上网的吗?

你真的知道手机是怎么上网的吗?,第1张

你现在正在看的这条视频,将用掉你 45MB 流量,网速至少要 150 KB/s,才能流畅播放。

这些视频数据将从服务器送往离你最近的基站,也就是这个你经常在路上看到的铁塔。

它会调制这些数据,再通过天线发送电磁波信号。你手机的天线会收到这些数据,解调收到的信号,由基带处理器转为二进制数据存入内存。

CPU 会将这些数据帧解码,这条视频就可以在你的手机上播放了。

而你的手机使用的通信标准,就直接影响你的上网体验。

1979 年日本 NTT 部署了第一个1G 通信标准的网络,1G 网络把人说话的声波叠加在无线电载波上,这种信号也被称为模拟信号,只能用来打电话。那个时代的手机就是大哥大。

90 年代开始,通信技术进入 2G 时代,模拟信号被 0 和 1 组成的数字信号取代,手机也可以上网了。

很长一段时间,手机的网速只有每秒 40 kb 左右,用手机偷菜的时候只有文字。

这是因为 2G 网络的带宽太小。这张图中,我们用不同的颜色,标注出不同无线通信技术使用的频段。

无线通信必须在规定好的频段内进行,每个频段占用一段连续的电磁波谱,然后被分为多个信道。

而带宽指的是信道所允许的最高频率,和最低频率的差。就像管道越宽,水流量越大一样。根据香农-哈特利定律,带宽越大,网速越快。

GSM 的带宽只有 200 kHz,而 3G 通信标准 WCDMA则达到了 5 MHz,相差 25 倍。这样,你的网速从 2G时代的 40 kb/s进化到了以 Mb 为单位。

而 4G 时代,带宽被提升到 20 MHz。配合更加高效的调制方案提升频谱效率 ,4G 可以提供 100 Mbps 以上的网速。

网络的进步和移动应用的发展是互相推动的智能手机的出现,促成了 3G 网络 2009 年在中国的大规模商用,而 4G 网络则带动了近两年来短视频应用的增长。

如今手机应用对网络的性能,又提出了更高的要求。比如实现 3D 结构光视频通信、将你的三维形象传输到对方的屏幕上就需要近 1 Gbps 的带宽。而物联网、自动驾驶等业务还对网络的容量和延迟有很高的要求。

5G 网络应运而生。首先,为了实现最高 20 Gbps 的网速,5G 必然要进一步提高带宽到 1 GHz以上。

但是 6 GHz 以下没有足够的空余来安放带宽如此庞大的频段,因此 5G 网络使用了波长在1到10mm的高频电磁波,也称毫米波。

那么问题来了,毫米波虽然可以带来更快的网速,但是短波的衍射能力很差,长距离的信号衰减也很严重。

这时候,我们就需要将电磁波的能量更加集中地利用起来,直接发往接收方的方向。就像将一个普通的灯泡换成手电筒一样。

为此 5G 引入了相控阵天线来配合毫米波。与传统的一根天线发射另一根天线接受不同,相控阵天线上有多根天线,因此可以通过干涉增强特定方向的信号。

干涉指的是两列以上的波在空间上产生叠加形成新波的现象。

电磁波也是一种波,天线阵列的每一根天线都可以调节自己发射的电磁波的相位,在空间中形成干涉,实现波束成型。

这样不但提高了能量效率,还可以降低不同用户之间通信的相互干扰允许单一基站接入海量的设备,提升基站容量,使物联网真正成为可能。

比起带宽和容量,延迟可能是 5G 真正让人震撼的地方。

单天线系统发射的电磁波会因为建筑物反射等原因,引起干涉进而导致信号衰落,这就需要交织编码来改善衰落导致的信号差错。这一过程会产生至少 33ms 的延迟。

5G 的相控阵天线由于有多个天线组成阵列,可以大大减少由于随机的干涉产生的衰落,因而简化交织编码过程,将延迟降低到 1ms。

5G 虽然带来了巨大的性能提升,但射频芯片、天线和相关算法的升级也大幅提升了研发难度,带来诸如手机自干扰、毫米波球面覆盖等技术问题。

这也给像 OPPO 这样的移动终端厂商提出了更大的挑战,12 月 OPPO发布了基于 X50 基带的 Find X 5G 原型机。在刚刚过去的MWC上,OPPO第一部商用 5G 手机亮相。

OPPO 还与4 家全球领先的运营商达成合作,有望在 2019 年成为首批商用 5G 手机品牌。

随着 5G 的铺开,手机也将出现更多颠覆性应用,云游戏让大量数据在云端被计算再传输回手机,用手机就能流畅体验 3A大作。

3D 全息影像等各类技术也终于有机会真正落地,凭借在 3D 领域的积累,OPPO 也在 3D 虚拟社交等领域进行探索,为用户带来身临其境的感受。

5G 手机将成为万物互联的中枢,也许在不久以后,你也可以拿着下一代的 OPPO 手机,像 Sheldon 一样,宅在卧室里掌控全家的智能设备,身临其境般和朋友互动 。

Zigbee和Z-wave。
5g产品有哪些2019-07-0214:49·中国网除了搭载5G基带的手机和电脑产品外,5G网络时代还会有以下的产品:AR/VR,虚拟现实混合现实设备,借助更高的带宽实现高速率的稳定传输,实现无线化;云游戏和云处理服务,原本存储空间小运算能力弱的设备,能够借助5G的高速率和低延时的传输,在云端完成运算,再由本地设备输出;物联网设备,智能穿戴式设备,都可以借助5G接入互联网实现万物互联;还有无人驾驶、智能家居、远程医疗等设备和场景应用。
“物联网”,顾名思义,就是“万物相连的互联网”。它有两层含义,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上延伸和扩展的网络;其用户端延伸和扩展到了物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是万物相连。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说它是业务和应用。物联网通过智能感知、智能识别与信息通信,广泛应用于网络的融合中。

一、内容创作——更优质的视听内容
有人说2G时代看文字,3G时代看,4G时代看视频,5G时代可能看的就是更高清的视频和更稳定清晰的直播。毕竟这是网速提升的最直观内容。
更快的网络速度,意味着消费者能够稳定的观看消耗网络资源更大的视听内容。从内容创作角度来看,优质的视听内容创作将会在5G时代来临的时候率先进入我们的生活。
二、不仅有手机——更多的网络设备
在5G时代,我们可能不仅仅有手机。更多可接入5G网络的设备会走进我们的生活。在5G网络的链接下,有的只是一个个服务场景不同、形状不同、功用不同的智能设备。比如5G网络在你的手机上可能是娱乐的载体,在家配合AI可能是个智能控制器,在医院视频诊疗的屏幕上就是旧命的桥梁。
三、高效生活——更便捷的生活方式
语音通话变视频通话,人工排队点餐变自助设备排队刷脸点餐,线下办公传线上变直接线上以及线上协作办公……有着AI和云计算技术的加持,相信未来我们将会生活在一个个的智慧城市中。
四、云游戏加持——更便捷的娱乐
未来在手机、平板甚至其他更便携的网络设备上都可以随时随地玩各种大型游戏。
五、线上教学——更高效的学习
5G可以推动线上教学。优质的教育资源,丰富的教学内容可以通过线上传递到各处。学生学习时间灵活自由且内容多样。互联网成为真正意义上让我们能够快速获取知识的渠道。

5G对于云计算的发展有什么影响呢?5G本质上讲的是端到基站通信的问题,但实际上应用的链很长,5G只是其中的一段。当5G这个技术出来后,高可靠、低时延、大规模机器连接,移动带宽会变化非常大。
第一,高可靠。超低时延的确会带来很大的影响,应用层面短时间看比较少,后端的影响会逐渐显现出来。如果5G无线的时延降低后,带来的挑战是后面的环节要想办法降低,同时这也是一个比例的问题。
第二,边缘计算。边缘计算的好处在于延时,很多的处理从端到边缘就结束,而不用到云上面,包括安全控制,有的边缘计算可以控制的场景下可能安全性好一些。还有一些服务,因为后面很长链路出问题很大,如果端到边缘距离比较短,出问题的概率比较低,当后台断了还是可行的,这是重要的边缘计算方面。
从时延角度来讲,目前互联网用的比较多的是CDN,在5G下CDN的重要性会大大提升,因为大家追求低时延的要求,当5G的时延低了,带宽大了对内容响应有很大的提升,CDN有很多结合的地方。
第三,异构资源。对用户体验,从前端传输到后台设备的传输,这是一个大的周期。如果对花在传输上的时间变短,客户要求计算是否可以更快,这是自然的选择。如果计算慢存储时间短那用户体验就不好。
现在有了异构计算,比如与人工智能相关的GPU的方式,现在计算不仅仅是由GPU还有各种各样的加速,可能有FPGA还有AM不同的计算,这是大的趋势,按照统一的方式,所有的计算都是X86的。
第四,存储。5G从低时延的角度来讲,要更快更好,。很多存储计算体系结构来说,很多体系都在存储结构当中,这个趋势也是可以匹配起来的,在存储领域力度要高,而且速度要快。业界在研究内存和外存和的方式,内存掉链了也不会掉技术,整个体系架构,冯诺伊曼的体系架构在某些点在改造,使得在传统的性能改变,甚至在存储加处理器来提升处理速度,缩短处理周期的时延。
第五,网络的整体改造。5G本质上解决的只是终端的最后一公里,当然可能连最后一公里都到不了,如果频率高了距离会近一些,这只是传输链当中最小的一段。从云平台构建角度来讲,我们需要把整个网络统一考虑规划,不仅仅是最后一公里那一段,比如DC的网络要更加低时延,还有网络整体架构,一方面可以充分地利用5G端时延下降的情况,而且使得时延更加降低,也就是端到端的网络时延降低,不能依靠5G那一端。
第六,大规模连接方面,包括大规模的机器通讯,对整体云上的影响也是比较大,我们知道5G有一个很大的特点,每平方公里的连接速度可以超过200万个,传统的通讯不需要这么大的通讯量,因为没有这么多的人,在互联网的发展往万物互联的方向走,需要更多的物件、器械、小设备都会连上来,对5G带来一个大的推动作用,从云端来讲需要结合起来看怎么做。


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