关于WiFi 6技术,这篇说得最详细

关于WiFi 6技术,这篇说得最详细,第1张

12 个空间流与 256-QAM 调制。
2 2 个空间流与 256-QAM 调制。
3 3 个空间流与 64-QAM 调制。

Wi-Fi 已成为当今世界无处不在的技术,为数十亿设备提供连接,也是越来越多的用户上网接入的首选方式,并且有逐步取代有线接入的趋势。为适应新的业务应用和减小与有线网络带宽的差距,每一代 80211 的标准都在大幅度的提升其速率。

1997 年 IEEE 制定出第一个无线局域网标准 80211,数据传输速率仅有 2Mbps,但这个标准的诞生改变了用户的接入方式,使人们从线缆的束缚中解脱出来。

随着人们对网络传输速率的要求不断提升,在 1999 年 IEEE 发布了 80211b 标准。80211b 运行在 24 GHz 频段,传输速率为 11Mbit/s,是原始标准的 5 倍。同年,IEEE 又补充发布了 80211a 标准,采用了与原始标准相同的核心协议,工作频率为 5GHz,最大原始数据传输率 54Mbit/s,达到了现实网络中等吞吐量(20Mbit/s)的要求,由于 24GHz 频段已经被到处使用,采用 5GHz 频段让 80211a 具有更少冲突的优点。

2003 年,作为 80211a 标准的 OFDM 技术也被改编为在 24 GHz 频段运行,从而产生了 80211g,其载波的频率为 24GHz(跟 80211b 相同),原始传送速度为 54Mbit/s, 净传输速度约为 247Mbit/s(跟 80211a 相同)。
对 Wi-Fi 影响比较重要的标准是 2009 年发布的 80211n,这个标准对 Wi-Fi 的传输和接入进行了重大改进,引入了 MIMO、安全加密等新概念和基于 MIMO 的一些高级功能 (如波束成形,空间复用),传输速度达到 600Mbit/s。 此外,80211n 也是第一个同时工作在 24 GHz 和 5 GHz 频段的Wi-Fi 技术。

然而,移动业务的快速发展和高密度接入对 Wi-Fi 网络的带宽提出了更高的要求,在2013 年发布的 80211ac 标准引入了更宽的射频带宽(提升至 160MHz)和更高阶的调制技术(256-QAM),传输速度高达 173Gbps,进一步提升 Wi-Fi 网络吞吐量。另外,在 2015 年发布了 80211ac wave2 标准,将波束成形和 MU-MIMO 等功能推向主流,提升 了系统接入容量。但遗憾的是 80211ac 仅支持 5GHz 频段的终端,削弱了 24GHz 频段下的用户体验。

然而,随着视频会议、无线互动 VR、移动教学等业务应用越来越丰富,Wi-Fi 接入终端越来越多,IoT 的发展更是带来了更多的移动终端接入无线网络,甚至以前接入终端较少的家庭 Wi-Fi 网络也将随着越来越多的智能家居设备的接入而变得拥挤。因此 Wi-Fi 网络仍需要不断提升速度,同时还需要考虑是否能接入更多的终端,适应不断扩大的客户端设备数量以及不同应用的用户体验需求。

下一代Wi-Fi 需要解决更多终端的接入导致整个Wi-Fi 网络效率降低的问题,早在2014 年 IEEE 80211 工作组就已经开始着手应对这一挑战, 预计在 2019 年正式推出的80211ax(下个章节介绍为什么叫 Wi-Fi 6)标准将引入上行 MU-MIMO、OFDMA 频分复用、1024-QAM 高阶编码等技术,将从频谱资源利用、多用户接入等方面解决网络容量和传输效率问题。目标是在密集用户环境中将用户的平均吞吐量相比如今的 Wi-Fi 5 提高至少4 倍,并发用户数提升 3 倍以上,因此,Wi-Fi 6(80211ax)也被称为高效无线(HEW)。

Wi-Fi 6 是下一代 80211ax 标准的简称。随着 Wi-Fi 标准的演进,WFA 为了便于 Wi- Fi 用户和设备厂商轻松了解其设备连接或支持的 Wi-Fi 型号,选择使用数字序号来对 Wi- Fi 重新命名。另一方面,选择新一代命名方法也是为了更好地突出 Wi-Fi 技术的重大进步, 它提供了大量新功能,包括增加的吞吐量和更快的速度、支持更多的并发连接等。根据 WFA 的公告,现在的 Wi-Fi 命名分别对应如下 80211 技术标准:

和以往每次发布新的 80211 标准一样,80211ax 也将兼容之前的 80211ac/n/g/a/b 标准,老的终端一样可以无缝接入 80211ax 网络。

4G 是移动网络高速率的代名词,同样,Wi-Fi 6 是无线局域网高速率的代名词,但这个高速率是怎么来的,由以下几个因素决定。

1空间流数量 空间流其实就是 AP 的天线,天线数越多,整机吞吐量也越大,就像高速公路的车道一样,8 车道一定会比 4 车道运输量更大。

表 2 不同 80211 标准对应的空间流数量 2Symbol 与 GI Symbol 就是时域上的传输信号,相邻的两个Symbol 之间需要有一定的空隙(GI),以避免 Symbol 之间的干扰。就像中国的高铁一样,每列车相当于一个 Symbol, 同一个车站发出的两列车之间一定要有一个时间间隙,否则两列车就可能会发生碰撞。不同 Wi-Fi 标准下的间隙也有不同,一般来说传输速度较快时 GI 需要适当增大,就像同一车道上两列 350KM/h 时速的高铁发车时间间隙要比时速 250KM/h 时速的高铁发车间隙要大一些。

表 3 80211 标准对应的 Symbol 与GI 数据
3编码方式 编码方式就是调制技术,即 1 个 Symbol 里面能承载的 bit 数量。从 Wi-Fi 1 到 Wi-Fi 6,每次调制技术的提升,都能至少给每条空间流速率带来 20%以上的提升。

表 4 80211 标准对应的 QAM 4码率 理论上应该是按照编码方式无损传输,但现实没有这么美好。传输时需要加入一些用于纠错的信息码,用冗余换取高可靠度。码率就是排除纠错码之后实际真实传输的数据码占理论值的比例。

表 5 80211 标准对应的码率 5有效子载波数量 载波类似于频域上的 Symbol,一个子载波承载一个 Symbol,不同调制方式及不同频宽下的子载波数量不一样。

表680211 标准对应的子载波数量
至此,我们可以计算一下 80211ac 与 80211ax 在 HT80 频宽下的单条空间流最大速率:

Wi-Fi 6(80211ax)继承了Wi-Fi 5(80211ac)的所有先进 MIMO 特性,并新增了许多针对高密部署场景的新特性。以下是Wi-Fi 6 的核心新特性:

下面详细描述这些核心新特性。

图 2-1 OFDM 工作模式 80211ax 中引入了一种更高效的数据传输模式,叫 OFDMA(因为 80211ax 支持上下行多用户模式,因此也可称为 MU-OFDMA),它通过将子载波分配给不同用户并在OFDM 系统中添加多址的方法来实现多用户复用信道资源。迄今为止,它已被许多无线技术采用,例如 3GPP LTE。此外,80211ax 标准也仿效 LTE,将最小的子信道称为“资源单位(Resource Unit,简称 RU)”,每个 RU 当中至少包含 26 个子载波,用户是根据时频资源块 RU 区分出来的。我们首先将整个信道的资源分成一个个小的固定大小的时频资源块 RU。在该模式下,用户的数据是承载在每一个 RU 上的,故从总的时频资源上来看,每一个时间片上,有可能有多个用户同时发送(如下图)。

图 2-2 OFDMA 工作模式 OFDMA 相比 OFDM 一般有三点好处:

图 2-3 不同子载波频域上的信道质量

因为 80211ac 及之前的标准都是占据整个信道传输数据的,如果有一个 QOS 数据包需要发送,其一定要等之前的发送者释放完整个信道才行,所以会存在较长的时延。在OFDMA 模式下,由于一个发送者只占据整个信道的部分资源,一次可以发送多个用户的数据,所以能够减少 QOS 节点接入的时延。

表 7不同频宽下的 RU 数量

图 2-4RU 在 20MHz 中的位置示意图 RU 数量越多,发送小包报文时多用户处理效率越高,吞吐量也越高,下图是仿真收益:

图 2-5 OFDMA 与 OFDM 模式下多用户吞吐量仿真

图 2-6 SU-MIMO 与 MU-MIMO 吞吐量差异

图 2-7 8x8 MU-MIMO AP 下行多用户模式调度顺序

图 2-8 多用户模式上行调度顺序 虽然 80211ax 标准允许OFDMA 与 MU-MIMO 同时使用,但不要 OFDMA 与 MU- MIMO 混淆。OFDMA 支持多用户通过细分信道(子信道)来提高并发效率,MU-MIMO 支持多用户通过使用不同的空间流来提高吞吐量。下表是 OFDMA 与 MU-MIMO 的对比:

表 8 OFDMA 与 MU-MIMO 对比

图 2-9 256-QAM 与 1024-QAM 的星座图对比 需要注意的是 80211ax 中成功使用 1024-QAM 调制取决于信道条件,更密的星座点距离需要更强大的 EVM(误差矢量幅度,用于量化无线电接收器或发射器在调制精度方面的性能)和接受灵敏度功能,并且信道质量要求高于其他调制类型。

图 2-10 80211 默认 CCA 门限
例如图 12,AP1 上的 STA1 正在传输数据,此时,AP2 也想向 STA2 发送数据,根据Wi-Fi 射频传输原理,需要先侦听信道是否空闲,CCA 门限值默认-82dBm,发现信道已被STA1 占用,那么 AP2 由于无法并行传输而推迟发送。实际上,所有的与 AP2 相关联的同信道客户端都将推迟发送。引入动态 CCA 门限调整机制,当 AP2 侦听到同频信道被占用时,可根据干扰强度调整 CCA 门限侦听范围(比如说从-82dBm 提升到-72dBm),规避干扰带来的影响,即可实现同频并发传输。

图 2-11 动态 CCA 门限调整 由于 Wi-Fi 客户端设备的移动性,Wi-Fi 网络中侦听到的同频干扰不是静态的,它会随着客户端设备的移动而改变,因此引入动态 CCA 机制是很有效的。80211ax 中引入了一种新的同频传输识别机制,叫 BSS Coloring 着色机制,在 PHY 报文头中添加 BSS color 字段对来自不同BSS 的数据进行“染色”,为每个通道分配一种颜色,该颜色标识一组不应干扰的基本服务集(BSS),接收端可以及早识别同频传输干扰信号并停止接收,避免浪费收发机时间。如果颜色相同,则认为是同一 BSS 内的干扰信号, 发送将推迟;如果颜色不同,则认为两者之间无干扰,两个 Wi-Fi 设备可同信道同频并行传输。以这种方式设计的网络,那些具有相同颜色的信道彼此相距很远,此时我们再利用动态CCA 机制将这种信号设置为不敏感,事实上它们之间也不太可能会相互干扰。

图 2-12 无BSS Color 机制与有BSS Color 机制对比

图 2-13 Long OFDM symbol 与窄带传输带来覆盖距离提升

前面的几大核心技术已经足够证明 80211ax 带来的高效传输和高密容量,但80211ax 也不是 Wi-Fi 的最终标准,这只是高效无线网络的开始,新标准的 80211ax 依然需要兼容老标准的设备,并考虑面向未来物联网络、绿色节能等方向的发展趋势。以下是 80211ax 标准的其他新特性:

下面详细描述这些新特性。

我们都知道 24GHz 频宽窄,且仅有 3 个 20MHz 的互不干扰信道(1,6 和 11),在 80211ac 标准中已经被抛弃,但是有一点不可否认的是 24GHz 仍然是一个可用的 Wi-Fi 频段,在很多场景下依然被广泛使用,因此,80211ax 标准中选择继续支持 24GHz,目的就是要充分利用这一频段特有的优势。

无线通信系统中,频率较高的信号比频率较低的信号更容易穿透障碍物,而频率越低, 波长越长,绕射能力越强,穿透能力越差,信号损失衰减越小,传输距离越远。虽然 5GHz 频段可带来更高的传播速度,但信号衰减也越大,所以传输距离比 24GHz 要短。因此,我们在部署高密无线网络时,24GHz 频段除了用于兼容老旧设备,还有一个很大的作用就是边缘区域覆盖补盲。

现阶段仍有数以亿计的 24GHz 设备在线使用,就算如今成为潮流的 IoT 网络设备也使用的 24GHz 频段,对有些流量不大的业务场景(如电子围栏、资产管理等),终端设备非常多,使用成本更低的仅支持 24GHz 的终端是一个性价比非常高的选择。

图 2-14 广播目标唤醒时间 *** 作

为什么要 Wi-Fi 6(80211ax)

80211ax 设计之初就是为了适用于高密度无线接入和高容量无线业务,比如室外大型公共场所、高密场馆、室内高密无线办公、电子教室等场景。

图 3-1 高密高带宽应用场景 在这些场景中,接入Wi-Fi 网络的客户端设备将呈现巨大增长,另外,还在不断增加的语音及视频流量也对 Wi-Fi 网络带来调整,根据预测,到 2020 年全球移动视频流量将占移动数据流量的 50%以上,其中有 80%以上的移动流量将会通过 Wi-Fi 承载。我们都知道 4K 视频流(带宽要求 30Mbps/人)、语音流(时延小于 30ms)、VR 流(带宽要求 50Mbps/人,时延 10~20ms)对带宽和时延是十分敏感的,如果网络拥塞或重传导致传输延时,将对用户体验带来较大影响。而现有的Wi-Fi 5(80211ac)网络虽然也能提供大带宽能力,但是随着接入密度的不断上升,吞吐量性能遇到瓶颈。而Wi-Fi 6 (80211ax)网络通过 OFDMA、UL MU-MIMO、1024-QAM 等技术使这些服务比以前更可靠,不但支持接入更多的客户端,同时还能均衡每用户带宽。比如说电子教室,以前如果是 100 多位学生的大课授课形式,传输视频或是上下行的交互挑战都比较大,而80211ax 网络将轻松应对该场景。

5G 与 Wi-Fi 6(80211ax)的共存关系

这不是一个新颖的话题,在 1999 年~2000 年间,就有人提出 2G 将替代 Wi-Fi 的观点;2008 年~2009 年也出现了 4G 将代替 Wi-Fi 的猜测;现在又有人开始讨论 5G 代替 Wi- Fi 的话题了。可是,5G 与 Wi-Fi 的应用场景模式是不相同的。Wi-Fi 主要用于室内环境, 而 5G 则是一种广域网技术,它在室外的应用场景更多。所以我们相信 Wi-Fi 和 5G 将长期共存下去。我们从以下几个角度进一步分析:

假设 5G 技术取代 Wi-Fi,那么就必须推出无限流量的套餐,否则费用会远远大于宽带的使用的费用,更何况目前宽带的价格一年比一年低,谁也不会去选择更贵的 5G。在目前的 4G 时代无限流量的套餐就是个噱头,三大运营商都纷纷推出过无限流量的套餐,当时流量超出套餐的流量之后,网络会自动将为 2G 模式,最高速度只有 128Kbps,这个速度看视频不如看漫画,因此所谓的无限流量只是个无稽之谈。

5G 网络技术采用的是超高频频谱(5G 网络频段: 24GHz~52GHz;4G 网络频段:18GHz~26GHz,不包括 24GHz),前面已经提到,频率越高衍射现象越弱,穿越障碍的 能力也就越弱,所以 5G 信号是很容易衰弱的。如果保持 5G 信号的覆盖需要比 4G 建设更多的基站。而且由于信号的衰减,如果在大楼的内部,隔着几道墙,信号衰减就更加严重了。 再有个极端的例子就是地下室,Wi-Fi 网络可以将路由器通过有线连接放入地下室产生信号, 但是 5G 网络是不可能覆盖到所有大楼的地下室的,单就这一个弊端,5G 也无法取代 Wi- Fi。另外,现在几乎所有智能设备都有 Wi-Fi 模块,大多数物联网设备也配备了 Wi-Fi 模块, 出口只用一个公网 IP 地址,局域网内部占用大量地址也没关系,用户在自己的 Wi-Fi 网络下管理这些设备都很方便,而用 5G 势必会占用更多公网的 IP 地址。

带宽 x 频谱效率 x 终端数量 = 总容量。

5G 的优点在于它的载波聚合技术,提升了频谱利用率,大大提升了网络容量。在 3G/4G 时代,当用户在人群密集的场所如地铁、车站等地方使用手机上网时,可以明显感觉到上网延迟变大,网速变慢。而在 5G 时代,随着网络容量大幅提升上述现象带来的影响明显降低。也正是这样的特性,让人们觉得 5G 网络下可以无限量接入,但很多人忽视了一点,那就是随着物联网时代的到来,入网设备的数量也在大幅提升,如果真的所有的上网设备都直连区域内的基站,这条 5G 高速路再宽也得堵死啊!而要想降低基站塔的负担,就必须依靠Wi-Fi 来做分流。

移动设备厂商宣传的 5G 最重要的 3 个特征是高速度、大容量、低时延,其实最新一代的 Wi-Fi 速率比 5G 还要快,最新的 80211ax(Wi-Fi 6)单流峰值速率 12Gbps(5G 网络峰值速率 1Gbps),平均来看,Wi-Fi 每升级一代所用的时间大约只是移动网络的一半左右,所以从最新的Wi-Fi 6 开始,速率会持续领先于移动网络。

办公、物流、商业、智能家居等各行各业都在走向无线化,首先要做的就是把设备、人员、终端等全部联网使用。假设 5G 替代了 Wi-Fi 的存在,那么未来的所有联网终端都需要配备一张类似手机 SIM 卡的东西才可以上网。这一个理由也注定了目前在室内场景 5G 是不可能取代Wi-Fi 的。类似的设备还有 VR、游戏机、电子阅读器、机顶盒等等……

大家都知道手机、pad 等移动终端都是用的电池,大家通常都认为电池的耐用性与安装的业务,和使用频率有关,但人们往往忽略了一点,终端的各种移动信号接入质量好与差也 与电池耗电量有关。当信号变差时,移动终端为了确保给用户提供一个良好的体验,会自动增加发射功率来提升信号质量,这就导致电池耗电量增加。由于 Wi-Fi 的信号源基本是在室内范围,而 5G 信号在室外几十公里外的基站,这样就导致移动终端上传数据时,Wi-Fi 的传送距离远远小于 5G 信号。通常情况下 5G 的通信距离是 Wi-Fi 的几千倍以上,这样就需要手机的信号发射强度大大增加,这就增加了耗电量。曾经有人做过实验,以 4G 为例,使用网络数据半小时,Wi-Fi 会比移动网络节省 5%的电量。另外,最新一代的 Wi-Fi 6 (80211ax)支持 TWT 功能,可以在业务需要时自动唤醒,在业务不适用时自动休眠,进一步节省了电量。

因此,目前所面临的这些问题使得 5G 还无法彻底取代 Wi-Fi,更多的是与 Wi-Fi 进行深度融合,因此使用 Wi-Fi 的企业和用户并不用过于慌张。今天的 Wi-Fi 已不再是一个提供无线网络的设备,更多的应该被视为企业数字化转型的必备设施或中央枢纽。例如目前绝大部分的智慧零售、智慧物流、智慧办公等解决方案的中央枢纽就是 Wi-Fi 网络。

参考:
关于WiFi 6技术,这篇说得最详细
不同的 Wi-Fi 协议和数据速率
HZ (物理单位

一、全球智能移动办公行业发展历经5阶段

智能移动办公平台是办公自动化系统(亦称OA办公系统)功能的应用延伸,随着移动互联网、云计算、智能手机、智能AI等新兴技术行业快速发展,办公协同趋势更加明显,智能化自动化办公逐渐向移动化方向发展,智能移动办公应运而生。

从上世纪七十年代初开始,国外开始大力研究办公自动化系统,随着大规模集成电路、以及信息化建设的高速发展,关于办公自动化系统的理念和实施也发生了日新月异的变化。办公自动化又可以称为办公室自动化,随着技术的进步越来越无法满足人们对日常办公的便利化的需求,欧美等发达国家在本国内首先大力推广OA系统,将OA系统从理论付诸实践,最后获得一系列优秀的成果。

OA办公向智能化移动办公的发展共经历五个阶段:

二、2019年全球移动办公人数约达72亿

其中,美国移动办公的渗透率较高。从远程办公人数来看,2007年美国远程办公人数便达到了3000万人而我国2005年仅有180万名远程办公员工,而到2014年,这一数据上升到360万,2018年据估算也仅490万人,与美国有较大的差距。考虑到中国更大的人口基数,渗透率差距更大,因此中国远程办公市场仍有较大的发展空间。

三、国际巨头专注打造企业级远程办公平台

随着移动办公产品功能不断增强,其应用场景也日渐多元化。目前,根据需求场景的不同,市场上移动办公产品可分为即时通讯(IM)、协同文档、任务管理、视频会议及客户管理、合同管理、员工培训等多种类型均需要对应的协同功能。

其中,国际巨头如Zoom、Slack、思科等,由于发展起步早,提供SaaS服务模式,专注打造企业级远程办公平台。

四、全球智能移动办公市场趋势

1、远程办公将越发流行

随着互联网技术的发展、移动办公软件的兴起、虚拟现实技术的发展,远程办公已经成为一种工作方式。根据美国Buffer公司的调查数据,有43%的美国上班族都表示,自己已经开始远程办公(或者至少有远程办公的经历)。其中,有90%的人都表示,他们都还将继续选择远程办公的工作方式。据统计,远程办公人员大都拥有大学文凭,平均年龄为49岁,平均薪水为
58万美元,四分之三的远程工作者每年收入超过65万美元。据新泽西理工学院在线MBA项目调查统计的最新数据,近来美国远程办公人数比例进一步提升,现在已占到职工总数的48%,其中5300万为自由职业者,他们每年为美国经济贡献7150亿美元。

2、移动办公人数将越来越多

德必集团总裁贾波此前曾公开表示,在2001年的时候,全球的移动办公者的人数是375亿,到了2016年全球移动办公者的人数是645亿,复合增速为368%,2018年全球移动办公的人数接近7亿。未来随着移动办公概念的普及,以及企业对移动办公需求的增长,移动办公人数规模将会越来越大。

3、2025年全球移动办公人数或将近9亿

根据2001-2016年移动办公人数复合增速,结合当前全球移动办公人数规模,前瞻预测到2025年,全球移动智能办公用户使用人数将达到87亿人,移动办公将成为全球办公的趋势,市场前景较好。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国智能移动办公行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。网络可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络,甚至家庭网络和个人网络。网络的根本特征并不一定是它的规模,而是资源共享,消除资源孤岛。 网络技术具有很大的应用潜力,能同时调动数百万台计算机完成某一个计算任务,能汇集数千科学家之力共同完成同一项科学试验,还可以让分布在各地的人们在虚拟环境中实现面对面交流。 发展历程 网络研究起源于过去十年美国政府资助的高性能计算科研项目。这项研究的目标是将跨地域的多台高性能计算机、大型数据库、大型的科研设备、通信设备、可视化设备和各种传感器等整合成一个巨大的超级计算机系统,以支持科学计算和科学研究。 微软公司把开发力量集中在数据网络上,关注使用网络共享信息,而不是网络的计算能力,这反映了学术和研究领域内的分歧。事实上,很多用于学术领域的网络技术都能够成为商业应用。 Argonne Globus是美国阿贡(Argonne)国家实验室的网络技术研发项目,全美12所大学和研究机构参与了该项目。Globus对资源管理、安全、信息服务及数据管理等网络计算的关键理论进行研究,开发能在各种平台上运行的网络计算工具软件,帮助规划和组建大型的网络试验平台,开发适合大型网络系统运行的大型应用程序。 目前,Globus技术已在美国航天局网络、欧洲数据网络、美国国家技术网络等8个项目中得到应用。2005年8月,美国国际商用机器公司(IBM)宣布投入数十亿美元研发网络计算,与Globus合作开发开放的网络计算标准,并宣称网络的价值不仅仅限于科学计算,商业应用也有很好的前景。网络计算和Globus从开始幕后走到前台,受到前所未有的关注。 中国非常重视发展网络技术,由863计划“高性能计算机及其核心软件”重大专项支持建设的中国国家网络项目在高性能计算机、网络软件、网络环境和应用等方面取得了创新性成果。具有18万亿次聚合计算能力、支持网络研究和网络应用的网络试验床——中国国家网络,已于2005年12月21日正式开通运行。这意味着通过网络技术,中国已能有效整合全国范围内大型计算机的计算资源,形成一个强大的计算平台,帮助科研单位和科技工作者等实现计算资源共享、数据共享和协同合作。 关键技术 网络的关键技术有网络结点、宽带网络系统、资源管理和任务调度工具、应用层的可视化工具。网络结点是网络计算资源的提供者,包括高端服务器、集群系统、MPP系统大型存储设备、数据库等。宽带网络系统是在网络计算环境中,提供高性能通信的必要手段。资源管理和任务调度工具用来解决资源的描述、组织和管理等关键问题。任务调度工具根据当前系统的负载情况,对系统内的任务进行动态调度,提高系统的运行效率。网络计算主要是科学计算,它往往伴随着海量数据。如果把计算结果转换成直观的图形信息,就能帮助研究人员摆脱理解数据的困难。这需要开发能在网络计算中传输和读取,并提供友好用户界面的可视化工具。 研究现状 网络计算通常着眼于大型应用项目,按照Globus技术,大型应用项目应由许多组织协同完成,它们形成一个“虚拟组织”,各组织拥有的计算资源在虚拟组织里共享,协同完成项目。对于共享而言,有价值的不是设备本身而是实体的接口或界面。 从技术角度看,共享是资源或实体间的互 *** 作。Globus技术设定,网络环境下的互 *** 作意味着需要开发一套通用协议,用于描述消息的格式和消息交换的规则。在协议之上则需要开发一系列服务,这与建立在TCP/IP(传输控制协议/网际协议)上的万维网服务原理相同。在服务中先定义应用编程接口,基于这些接口再构建软件开发工具。 Globus网络计算协议建立在网际协议之上,以网际协议中的通信、路由、名字解析等功能为基础。Globus协议分为构造层、连接层、资源层、汇集层和应用层五层。每层都有各自的服务、应用编程接口和软件开发工具、上层协议调用下层协议的服务。网络内的全局应用都需通过协议提供的服务调用 *** 作系统。 构造层功能是向上提供网络中可供共享的资源,是物理或逻辑实体。常用的共享资源包括处理能力、存储系统、目录、网络资源、分布式文件系统、分布式计算机池、计算机集群等。连接层是网络中网络事务处理通信与授权控制的核心协议。构造层提交的各资源间的数据交换都在这一层控制下实现的。各资源间的授权验证、安全控制也在此实现。资源层的作用是对单个资源实施控制,与可用资源进行安全握手、对资源做初始化、监测资源运行状况、统计与付费有关的资源使用数据。 汇集层的作用是将资源层提交的受控资源汇集在一起,供虚拟组织的应用程序共享、调用。为了对来自应用的共享进行管理和控制,汇集层提供目录服务、资源分配、日程安排、资源代理、资源监测诊断、网络启动、负荷控制、账户管理等多种功能。应用层是网络上用户的应用程序,它先通过各层的应用编程接口调用相应的服务,再通过服务调用网络上的资源来完成任务。应用程序的开发涉及大量库函数。为便于网络应用程序的开发,需要构建支持网络计算的库函数。 目前,Globus体系结构已为一些大型网络所采用。研究人员已经在天气预报、高能物理实验、航空器研究等领域开发了一些基于Globus网络计算的应用程序。虽然这些应用仍属试验性质,但它证明了网络计算可以完成不少超级计算机难以胜任的大型应用任务。可以预见,网络技术将很快掀起下一波互联网浪潮。面对即将到来的第三代互联网应用,很多发达国家都投入了大量研究资金,希望能抓住机遇,掌握未来的命运。 中国也加强了网络方面的投入。中科院计算所为自己的网络起名为“织女星网络”(Vega Grid),目标是具有大规模数据处理、高性能计算、资源共享和提高资源利用率的能力。与国内外其他网络研究项目相比,织女星网络的最大特点是“服务网络”。中国许多行业,如能源、交通、气象、水利、农林、教育、环保等对高性能计算网络即信息网络的需求非常巨大。预计在最近两三年内,就能看到更多的网络技术应用实例。 应用领域 网络技术的应用领域很广,主要有以下几方面。 分布式超级计算 分布式超级计算将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来,并用网络中间件软件“粘合”起来,形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。 分布式仪器系统 分布式仪器系统使用网络管理分布在各地的贵重仪器系统,提供远程访问仪器设备的手段,提高仪器的利用率,方便用户的使用。 数据密集型计算并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动的,特别是一些带有巨大挑战性质的应用,大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。数据密集型计算的应用比计算密集型的应用多得多,它对应的数据网络更侧重于数据的存储、传输和处理,计算网络则更侧重于计算能力的提高。在这个领域独占鳌头的项目是欧洲核子中心开展的数据网络(DataGrid)项目,其目标是处理2005年建成的大型强子对撞机源源不断产生的PB/s量级实验数据。 远程沉浸 这是一种特殊的网络化虚拟现实环境。它是对现实或历史的逼真反映,对高性能计算结果或数据库可视化。“沉浸”是指人可以完全融入其中:各地的参与者通过网络聚集在同一个虚拟空间里,既可以随意漫游,又可以相互沟通,还可以与虚拟环境交互,使之发生改变。目前,已经开发出几十个远程沉浸应用,包括虚拟历史博物馆、协同学习环境等。远程沉浸可以广泛应用于交互式科学可视化、教育、训练、艺术、娱乐、工业设计、信息可视化等许多领域。 信息集成 网络最初是以集成异构计算平台的身份出现,接着进入分布式海量数据处理领域。信息网络通过统一的信息交换架构和大量的中间件,向用户提供“信息随手可得”式的服务。网络信息集成将更多应用在商业上,分布在世界各地的应用程序和各种信息通过网络能进行无缝融合和沟通,从而形成崭新的商业机会。 信息集成如信息网络、服务网络、知识网络等,是近几年网络流行起来的应用方向。2002年,Globus联盟和IBM在全球网络论坛上发布了开放性网络服务架构及其详细规范,把Globus标准与支持商用的万维网服务标准结合起来。2004年,Globus联盟、IBM和惠普(HP)等又联合发布了新的网络标准草案,把开放性网络服务架构详细规范I转换成6个用于扩展万维网服务的规范,网络服务已与万维网服务彻底融为一体,标志着网络商用化时代的来临。 网络技术的发展,标准是关键。就像TCP/IP协议是因特网的核心一样,构建网络计算也需要对核心——标准协议和服务进行定义。目前,一些标准化团体正在积极行动。迄今为止,网络计算虽还没有正式的标准,但在核心技术上,相关机构与企业已达成一致,由美国阿贡国家实验室与南加州大学信息科学学院合作开发的Globus 计算工具软件已成为网络计算实际的标准,已有12家著名计算机和软件厂商宣布将采用Globus 计算工具软件。作为一种开放架构和开放标准基础设施,Globus 计算工具软件提供了构建网络应用所需的很多基本服务,如安全、资源发现、资源管理、数据访问等。目前所有重大的网络项目都是基于Globus 计算工具软件提供的协议与服务的。 除了标准以外,安全和可管理性、人才的缺乏也是网络计算亟待解决的一个问题,否则它将无法成为企业的商业架构。在真正实现商业应用之前,还需要解决许多问题。即便如此,构建全球网络的前景仍是无法抗拒的。 主要功能 一般来说,计算机网络可以提供以下一些主要功能: 资源共享 网络的出现使资源共享变得很简单,交流的双方可以跨越时空的障碍,随时随地传递信息。 信息传输与集中处理 数据是通过网络传递到服务器中,由服务器集中处理后再回送到终端。 负载均衡与分布处理 负载均衡同样是网络的一大特长。举个典型的例子:一个大型ICP(Internet内容提供商)为了支持更多的用户访问他的网站,在全世界多个地方放置了相同内容的>专业的信息化与通信融合产品选型平台及垂直门户
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华为统一通信产品 让企业办公更有效率
2013-10-30 09:10:39 来源:网络 作者:大 中 小
关键词:华为 统一通信

融合通信应用调查
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对于企业来说,提升企业内部通讯的效率有助于实现整体工作效率的提升。随着通信技术的飞速发展,企业用户在同新兴市场有了更多的选择,但更多的选择却让用户觉得越来越复杂。不管是IM、视频会议还是传统的语音通信,用户很多时候会遭遇到选择性障碍。为了解决企业用户面对的种种问题,统一通信产品应运而生。
网络通信中国网消息,对于企业来说,提升企业内部通讯的效率有助于实现整体工作效率的提升。随着通信技术的飞速发展,企业用户在同新兴市场有了更多的选择,但更多的选择却让用户觉得越来越复杂。不管是IM、视频会议还是传统的语音通信,用户很多时候会遭遇到选择性障碍。为了解决企业用户面对的种种问题,统一通信产品应运而生。
统一通信与协作产品线是华为企业业务BG三大重点产品线之一。华为希望在通信能力多样化的大背景下,让通信方法能够变得更为简单直接。而与大多数厂商的观点不同,华为认为企业通信不仅要解决沟通问题,体验也同样重要。今天我们就来一起聊聊华为的统一通信产品。
以技术优势实现一致性体验
统一通信有别于传统企业通信解决方案,由于此类产品需要和企业应用系统进行全面整合,通过不同的手段最终实现通信的目的。华为在向客户做整体解决方案和产品交付时,就是按照将企业通信更简单、更快捷、更方便的呈现在用户面前,提高企业企业沟通协作效率的目标来进行。华为统一通信整体解决方案可以涵盖多种技术、软件和终端,企业用户可以在不同网络环境下,自由选择合适的终端快速接入通信及业务系统。

华为的统一通信产品在安全性上值得称道。华为统一通信在安全性上有一整套解决方案来保证终端接入的安全性。在业务安全性上,例如会议安全问题,在华为统一通信中不同的人加入同一会议时候密码是不一样的,可与终端适配。如果用户使用手机加入,白名单的机制就需要通过用户接受密码来进行加入,单一密码只适用于单一终端,从而在业务层面上获得了保证。
华为统一通信关注移动、视频和协作三方面。在用户体验上,华为统一通信一直强调快捷、方便。华为希望统一通信产品可以做到一致性的体验,无论使用什么样的终端,都可以获得一致的通信业务能力。同时在使用上也能让用户感受到一致,降低用户的学习成本。
两大明星产品领衔统一通信产品线
据华为企业业务BG统一通信解决方案总监陈学军先生介绍,华为在统一通信终端方面发布了全新的eSpace7900系列IP话机,这不仅仅是目前业界性价比最高的千兆彩屏IP话机,而且也是目前业界最薄的IP话机,设计简洁前卫,获得了2013IF工业设计大奖。eSpace7900系列IP话机的声音支持24K语音,大大超越了同类产品只能支持16K语音的水平。该系列IP话机基于华为拥有的核心编解码技术,利用动态码率压缩的技术,可以实现网络环境与收听品质的平衡,因此高保真语音设计也被应用在了IP话机上。

以优势产品出击市场
在网关设备上,华为最新推出了面向100用户以内企业的小容量IP语音设备---华为IP PBX eSpace U1911,这款产品采用纯SIP软交换核心,集成度高,宽窄带一体化设计(仅1U高),支持模拟话机和IP话机的混合组网,可直连模拟话机,也可通过SIP接入IP话机和IAD设备;可通过数字或模拟中继,以及宽带SIP中继实现与PSTN或者专网语音交换设备的连接,是一个性价比很高的小容量的通信系统。
坚持被集成策略实现共赢
华为与合作伙伴共同对统一通信产品的整体架构、产品UI和产品外形等做一系列规划和整合包括能够进行创新。以与社交网络的融合为例,华为联络中心解决方案可以对接Facebook,twitter、微博、微信等。对于统一通信来讲,华为虽然不做社交软件,但华为将会把多媒体会议、IM、语音等的资源接口开放给ISV,由专业的ISV来完成与社交媒体的通信融合。最终实现客户、合作伙伴、华为的共赢。
华为将大量应用实践在自身
在统一通信领域,华为依然是一家年轻的厂商,但华为的进步很快。目前华为统一通信的客户主要集中在金融、能源、政府,大企业等领域。目前很多中小型企业有移动化办公的需求和跨领域协作的这些需求,华为统一通信也会有中小容量的解决方案来提供。根据全球分析师机构的最新报告显示,华为统一通信的全球市场占有率进入前十。其中在亚太比较领先,在拉美市场也有比较大的突破。
总结:伴随着IT技术的不断进步,统一通信市场发展日新月异。在ICT不断融合的今天,企业对于统一通信的产品需求不断加大。以往统一通信市场都由国外厂商所把持,但随着华为的进入,市场中又增加了一个更好的选择。华为的统一通信产品日后还会为我们带来哪些惊喜,让我们拭目以待。

自牛顿发现万有引力定律以来,随着理论和技术的不断发展,人类短短300年时间内就在地球上发射了各种各样的人造卫星。
天空、大地、高山、平原、沙漠、海洋卫星如同上帝般那样俯瞰而视,在地球任何地区勾勒出来纵横交错的画面。从遥远的北极到遥远的南极,从珠穆朗玛峰到马里亚纳海沟,没有谁可以逃避得过它的观测。
因此,卫星存在的意义不言而喻,其所提供的空间信息、时间基准信息对于人类 社会 生活是必不可少的。
卫星有两种含义,第一种含义是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体。第二种含义是指人造卫星,它由人类建造,以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中,像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。
目前,人们更喜欢把人造卫星笼统说成卫星。
卫星产业链自上而下可以分为卫星制造、卫星发射、地面设备以及卫星应用和服务四个环节。
卫星制造商只负责制造卫星和运输卫星,而卫星发射入轨依赖火箭、航天飞机这些飞天工具,所以运载火箭、航天飞机则需要火箭制造商完成。
卫星和火箭存在技术、资本密集和高集成总装的特点。目前全球只有少数几个国家掌握卫星制造相关技术,而且相关国家也都是由国家级的科研机构或极少几个大型军工企业掌控核心技术,垄断特征明显。
例如,我国的卫星制造就是由中国航天 科技 集团下属的中国空间技术研究院(航天五院)和上海航天技术研究院(航天八院)以及中国卫星等组成。火箭制造由中国航天 科技 集团下属的中国运载火箭技术研究院完成。
任何一条卫星通信线路都包括发端和收端地面站、上行和下行线路以及通信卫星转发器。这些都构成了地面设备。
地面设备是卫星系统中的一个重要组成部分。
地面设备的基本作用是向卫星发射信号,同时接收由其它地面站经卫星转发来的信号。具体来看,地面设备涉及网络设备的信关站、控制站、基小口径卫星通讯中断等,以及消费设备的直播卫星DBS谍影天线、卫星移动终端、数字音频广播服务设备、全球卫星导航定位系统硬件等等,它们主要由中国卫星、中国卫通、海格通信、振芯 科技 、合众思创、华测导航等企业提供。
卫星应用是利用卫星技术及其开发的空间资源在国防建设、国民经济、 社会 文化建设和科学研究等领域应用的技术。
根据技术和服务要求,卫星主要划分为通信卫星、导航卫星以及遥感卫星三大类别。
通信卫星只需要在赤道上空等间隔分布3颗就基本可以实现除两极部分地区外的全球通信。作用在于传输电话、电报、电视、报纸、图文传真、语音广播、时标、数据、视频会议等。
导航卫星一般由24颗卫星组成,可以对地球任何地点进行精确定位。常见的卫星导航系统有美国GPS系统,俄罗斯的Glonass、中国的北斗卫星以及欧盟的Galileo。导航卫星的作用在于车辆监控和导航、海上运输和渔业、大地测量(测绘、勘探)等领域。
卫星遥感主要利用各种遥感器,接收和测量来自地球、海洋和大气的可见光辐射、红外线辐射和微波辐射信息,目的多数是对土地资源、气象、防灾减灾等领域进行监测。
从价值链来看,相对于卫星制造和卫星发射,地面设备制造和卫星应用服务构成了卫星产业的主体,尤其应用服务是卫星产业链商业价值产出最高的环节。
据《2019年全球卫星产业报告》数据显示,2018年全球卫星产业产值约为2774亿美元。其中运营服务收入为1265亿美元,占比46%,地面设备制造收入为1252亿美元,占比45%,卫星制造收入195亿美元,占比7%,卫星发射服务收入62亿美元占比2%。总体来看,地面设备制造和卫星应用与服务环节约占整个产业规模的90%以上。
1957年10月4日,前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星——“伴侣1号”,从此开启了人类由来已久漫游太空的旅程。
1960年4月1日,美国在东海岸把世界上第一颗遥感卫星——泰罗斯1号成功送入轨道,揭开了当代科学技术利用卫星观测地球的序幕。
在冷战时期,美苏军事竞赛诞生出了世界上最早的人造卫星。
随着计算机和航天技术的发展,中国在1975年就成功发射了第一颗返回式卫星,获取了第一批对地遥感图像。接下来,法国、印度等越来越多国家开始加入卫星发射的行列,发射的卫星数量越来越多。
与此同时,卫星的发展也在逐步向“小卫星—大卫星—现代小卫星”升级转变。
卫星产业迎来繁荣期。
根据UCS的统计数据,截至2019年10月1日,全球在轨有效运行的卫星数量总计2218颗。美国拥有988颗卫星,中国拥有320颗卫星,俄罗斯拥有161颗。其中,中国的卫星约占全球数量的14%,约为美国运营数量的1/3。
此外,剩下749颗卫星被其他国家瓜分。
具体从三大应用卫星来看,在通信卫星领域,全球数量总计829颗,中国44颗占比5%,美国381颗占比46%,俄罗斯83颗占比10%。
在遥感卫星领域,全球共有769颗,由45个国家和地区所有。美国是全球拥有遥感卫星数量最多的国家,目前共有393颗遥感卫星在轨运行,而中国共有140颗遥感卫星在轨运行,在轨卫星数量仅次于美国。
在导航卫星领域,据了解,美军的GPS导航系统共有24颗卫星,分别在6个轨道运行,每条轨道运行4颗卫星。俄罗斯的GLONASS系统也和美国的GPS非常相似,卫星数量也是24颗,在3个轨道上运行,每条轨道运行8颗卫星。欧盟多个国家联合研制的伽利略卫星导航系统,导航卫星数量比美俄要多一些,总共有30颗卫星组成,其中27颗是工作卫星,3颗是备用卫星,共有3个轨道,每条轨道运行10颗卫星。
中国的北斗导航卫星系统,由于起步晚,轨道位置要比美国的GPS导航系统高,因此需要用到35颗卫星,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。而且,在早期技术发展不成熟下,还需要逐步对卫星进行更新换代,因此所需要的数量也会被目标数量还有多。
目前,北斗卫星数量为55颗。
可见与美国等航天发达国家相比,中国在运行的卫星数量上存在差距。尤其在通信卫星方面,中国的卫星数量较少,更有待进一步提升。
近年来,随着市场对于移动互联网需求的日益突显,以及卫星技术的不断进步,卫星产业当中基于卫星通信的互联网被人们所看好。
全球各国纷纷将卫星互联网建设上升为国家层面的战略。
从目前来看,国外提出卫星互联网计划的既有波音、O3b、Telesat、ViaSat等老牌企业,也有OneWeb、SpaceX、Theia、Audacy等新兴 科技 公司。
O3b 星座 系统是目前全球唯一一个成功投入商业运营的中地球轨道(MEO)卫星通信系统。2019年2月,旗下首批6颗 星座 卫星发射升空,太空互联网计划进入部署阶段。
SpaceX的Starlink 星座 项目规模庞大。2015年,SpaceX就拟打算发射15000颗小卫星建设两个卫星互联网。2018年,SpaceX获得FCC低轨道卫星通信网准入许可,并发射了两颗测试卫星。2019年5月,首批60颗“星链”卫星被一次性发射入轨,创下了人类 历史 上单次卫星发射升空数量之最。11月,第二批60颗“星链”卫星再次发射并成功入轨。
截至2020年3月18日,SpaceX已经将第六批60颗“星链”卫星成功送入太空。至此,该公司已累计发射近360颗星链卫星,成为迄今为止全世界拥有卫星数量最多的商业卫星运营商。
此外,波音公司近期提出了规模接近3000颗卫星的 星座 计划,而亚马逊提出3200多颗低轨卫星计划,LeoSat MA公司提出80颗卫星的低轨 星座 计划。
面对全球低轨卫星及卫星互联网的发展,我国也紧追直上。
2018年,中国航天 科技 集团的鸿雁 星座 和中国航天科工集团的虹云工程相继成功发射了各自的第一颗试验性质卫星进入轨道,低轨宽带通信卫星系统建设实现零的突破,国内打造天基互联网迈出了关键一步。
2019年,我国宣布首个天基互联网系统——“虹云工程”,着力把互联网“搬”到太空上去,在太空铺设网络。虹云工程计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行,构建一个星载宽带全球移动互联网络,实现网络无差别的全球覆盖。
在天基互联网总部署下,目前民营企业中,九天微星物联网 星座 计划于2020年底前部署完成72颗低轨卫星。银河航天计划打造全球领先的低轨宽带通信卫星 星座 ——银河Galaxy卫星 星座 ,建立一个覆盖全球的天地融合5G通信网络。
此外,星网宇达、和德宇航以及欧科威等国内企业也公布了低轨卫星计划。
天基互联网系统功能强大,带来的好处可以说是无法想象的。未来天基互联的时代将会是我国通信领域的一大“王牌”。
(文章来源于:解析投资)


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