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延迟大/成本高,4G/5G通信技术的未来不会是6G/7G
2017-02-27 23:42:03   来源:   评论:0 点击:

有一天跟一个做运营商的朋友聊天,说起一个问题,运营商发展4G、5G是为了手持设备传输IP数据,如果出现一种技术,优于现有的4G、5G,IP
  有一天跟一个做运营商的朋友聊天,说起一个问题,运营商发展4G、5G是为了手持设备传输IP数据,如果出现一种技术,优于现有的4G、5G,IP数据传输功能更强,4G、5G是不是很危险?
  这还真不是危言耸听,也许不到10年,4G、5G就会成为历史,而取代这项技术的,不会是在5G基础上发展的6G、7G。
  以下是4G、5G终被淘汰的几个理由:
  理由一:4G、5G演进不符合无线发展趋势
  IP数据传输不论是有线还是无线,都是运营商率先建网承载。初期运营商一张网络承载两大业务:语音+IP数据。
  随着IP应用的不断增长,基于语音网建成的IP网难以承载网络接入带宽增加的需求,传统的PSTN拨号、ADSL拨号被光纤入户取代,有线网率先进行语音网、数据网两网分离。
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  以传输语音为基础的LTE(4G)网,也是从语音网发展而来,3G、4G发展属于补丁式升级演进,LTE承载着太多语音信令、系统消息包袱,属于负重前行。无线通讯中IP数据的传输如能甩掉语音这个包袱,将会带来一场新的无线革命。
  像有线网一样,随着移动应用需求增加,无线网的语音网、纯IP无线网分离也是大势所趋。
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  理由二:技术及业务承载有硬伤
  无线通讯,目前存在两大主流生态系统,LTE (4G,以下称LTE)和WIFI。
  LTE的最初设计是传统宏蜂窝网的演进,以下行传输为主,提供宽带移动数据。随着行业应用的普及,一些特性逐渐成为缺陷:
  2.1数据传输连接方式成本高
  系统采用面向连接的方式,不能支持动态带宽改变,传送1比特数据,系统都需建立RRC连接。而大多数IP应用,采用的是面向无连接的方式,数据传输是尽力而为。LTE传输方式不够灵活,成本更高。
  LTE面向连接的数据传输方式,非常不适合物联网应用,因为物联网低速海量数据将带来信令风暴,导致网络瘫痪。
  2.2数据传输延迟大
  LTE需要专用核心网以支持数据,语音和视频业务,系统复杂,系统端到端时延约为200毫秒,不适合承载对传输延迟敏感的IP应用。
  2.3上下行带宽分配有缺陷
  LTE标准定制时,主要考虑的是语音,社交、购物、娱乐、音乐等互联网数据。没有预见到智能终端诸如iPhone的出现,没有考虑IoT的上行传输需求,导致空口设计失误,上下行选择了非对称调制方式,下行用OFDMA,而上行则选择了S-OFDM,目前已确定S-OFDM不适合视频监控和物联网等以向上传输数据为主的应用。
  2.4安全特性
  LTE的中枢神经系统PSS和SSS都集中在系统频谱中间的72个子载波上,即72x15kHz = 1.08MHz。PSS和SSS是所由终端设备与LTE网络连接的基础,终端设备的一系列同步程序都是通过PSS和SSS来完成。LTE的这种设计给了破坏者极大的方便,很简单便宜的干扰仪即可将整个网络瘫痪,是目前最脆弱的移动通讯网络,不适合于公共安全等领域。
  2.5系统组网特性
  以传输语音为基因,系统结构复杂老化,难以保障IP数据高效传输及实现QOS、组播。系统难以实现SDN/NFV,难以承载将来的不同行业的个性化需求,网络易受攻击。
  设备是非基于IP数据传输的设备,IP数据传输效率低,路由交换等IP性能差。
  LTE不能为企业提供无线专网。
  理由三:不适宜承载将要爆发的物联网应用
  物联网的需求与互联网需求有较大的区别
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  作为互联网一部分的LTE网,并不适合物联网应用,比如:理想的物联网,应该是一张张逻辑的网,比如车联网,并不希望有无关用户在网里面,否则车辆会很不安全。
  物联网希望网内用户可管可控,LTE网很难做到这一点;物联网希望内网用户地址固定,LTE网实现这点,成本较高。
  理由四:LTE网传输IP数据综合成本偏高
  4.1设备成本:
  只传IP的无线设备比LTE基站造价便宜很多。
  4.2组网成本: 
  LTE网需要建复杂的核心网,初期投入较高;用新型IP无线设备建网,网络规模可大可小。
  4.3实施成本: 
  只传IP数据的无线设备,功耗低、体积小、可以不用建大塔。
  4.4维护成: 
  只传IP数据的无线设备,符合一般IP设备特征,IP网维护相对于封闭的LTE网,维护成本更低。
  理由五:颠覆者们在行动
  微信颠覆短信、支付宝颠覆银联、淘宝颠覆实体店,这些深度颠覆都不是来自行业内部,同样有可能颠覆LTE、5G的,也不会是传统的通讯公司。
  无线通讯正在进行一场新的革命,Google、Microsoft、Facebook、MTK等创立了一个动态频谱联盟(http://www.dynamicspectrumalliance.org),旨在WIFI基础上大力发展认知无线,让WIFI从室内走向室外,利用WIFI的优秀IP组网特性,旁路LTE的IP数据传输,为物联网、指挥城市等新型应用打好基础。
  目前认知无线已推出商用产品,传输距离、穿透能力已优于现有4G,组网成本约为LTE网的1/5。下一步将推出手机等手持设备使用的射频芯片,兼容传统WIFI。手机、PAD等手持设备的IP数据传输不再捆绑语音,可以不依赖于传统的运营商的4G、5G网。
  Google、Microsoft们在下一盘很大的棋,如解决网络问题,不再看运营商的脸色,将会为用户提供端到端的服务,各种人工智能应用就会比架构在互联网上更安全;物联网要求的强数据中心、用户可管可控更容易实现。也许互联网也会消失,被体量更大的物联网取代。
  到那时,4G、5G真的要谢幕了。
 

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