對(duì)于網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者而言，只要稍稍關(guān)注一下4G/LTE通信的需求現(xiàn)狀即可對(duì)未來發(fā)展趨勢(shì)了然于胸。根據(jù)近期預(yù)測(cè)，到2018年，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將增長11倍1。在流經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)的190 EB數(shù)據(jù)中，將有一半以上將經(jīng)由4G/LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸。
為了大規(guī)模的普及更為快速的4G/LTE服務(wù)，無線服務(wù)提供商必須通過加大對(duì)回程及核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的投資，來實(shí)現(xiàn)更大的帶寬和更快的速度，而這也是預(yù)計(jì)2018年無線互聯(lián)設(shè)備增至100億件以上的必要條件。擴(kuò)展4G/LTE網(wǎng)絡(luò)會(huì)影響無線網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的多個(gè)方面，包括網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)交換、蜂窩基站高性能處理器、改進(jìn)后的回傳系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制器以及企業(yè)無線LAN的開發(fā)。
云計(jì)算極有可能被列入到無線服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容計(jì)劃中。Markets & Markets研究公司在2014年的一份報(bào)告中預(yù)測(cè)，2013至2016年間的云計(jì)算支出將增加6,770億美元。據(jù)了解，2013年全球IT支出總額高達(dá)3.7萬億美元。運(yùn)營商將大幅依賴云級(jí)別網(wǎng)絡(luò)來滿足市場需求。為促進(jìn)這種轉(zhuǎn)變，一系列重要且具創(chuàng)新性的技術(shù)目前正在開發(fā)中。
作為一系列新興技術(shù)中的佼佼者，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization, NFV)是一種虛擬多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以便大規(guī)模提供通信服務(wù)的服務(wù)器虛擬化變體。為提高以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、靈活性及效率，NFV將網(wǎng)絡(luò)功能從專屬設(shè)備(如路由器與交換機(jī))轉(zhuǎn)移到了運(yùn)行虛擬化技術(shù)的通用型服務(wù)器。
演進(jìn)的分組核心網(wǎng)(Evolved Packet Core, EPC)與虛擬演進(jìn)的分組核心網(wǎng)技術(shù)(Virtualized Evolved Packet Core, vEPC)也是重要的新興創(chuàng)新技術(shù)。、EPC代表的是廣泛應(yīng)用的3GPP核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的下一代演進(jìn)。EPC能夠使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議更快地在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)包，而非使用電路交換域。vEPC技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)中將EPC功能進(jìn)行了虛擬化，使其更多地以云服務(wù)的形式獲得交付。
在回程網(wǎng)絡(luò)中，傳輸提供商在滿足日益增長的4G/LTE網(wǎng)絡(luò)帶寬需求方面將面臨相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。提供商必須確保數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)的時(shí)效性與同步性均精確無誤，并對(duì)流量進(jìn)行智能管理。增強(qiáng)回程的關(guān)鍵在于通常所說的綜合無線接入網(wǎng)( Consolidated Radio Access Network, CRAN ) 。CRAN技術(shù)支持開發(fā)更大型的基站，將多個(gè)遠(yuǎn)程射頻頭與發(fā)射塔合并至單一處理池。但要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)則取決于更高性能處理器的集成。
除了回程需要升級(jí)，去程網(wǎng)絡(luò)容量也必須擴(kuò)展，以便傳輸從射頻頭到基站的通用公共射頻接口(Common Public Radio Interface, CPRI)流量。作為射頻頭到基站的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，CPRI已使這一規(guī)范成為了一個(gè)完美接口，并且是大部分射頻基站產(chǎn)品的主要通道。
此外，即將到來的4G/LTE網(wǎng)絡(luò)也將利用毫米波技術(shù)來擴(kuò)大數(shù)據(jù)管道。毫米波(MM)是60 GHz及以上的無線頻率，這一頻率的帶寬與數(shù)據(jù)速度可達(dá)到MHz頻率的200倍。毫米波技術(shù)提供了從基站到無線接入網(wǎng)的關(guān)鍵鏈接，并能夠在到達(dá)無線接入網(wǎng)(Radio Access Network, RAN)之前將多個(gè)基站菊鏈在一起。毫米波還可以直接向CRAN傳輸通用公共射頻接口流量。
相關(guān)開發(fā)包括針對(duì)微波鏈路的4K QAM、領(lǐng)先的提高網(wǎng)絡(luò)調(diào)幅的方式以及廣泛應(yīng)用的光纖回程網(wǎng)絡(luò)與蜂窩基站間10GbE的連接(替代1GbE連接)，所有這些均有助于實(shí)現(xiàn)最佳性能，但還將取決于集成的高性能處理器。
要想加快網(wǎng)絡(luò)速度，人們還必須大幅提升基站處理器能力，利用基站中的多核處理器、MIMO技術(shù)、基站數(shù)字信號(hào)處理(DSP)以及Fabric網(wǎng)絡(luò)等創(chuàng)新技術(shù)，為數(shù)據(jù)包提供多個(gè)通道，緩解網(wǎng)絡(luò)擁堵。
綜合使用上述網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)將提高4G/LTE網(wǎng)絡(luò)的速度、容量以及安全性，以便運(yùn)營商能夠提供穩(wěn)健的新型設(shè)備應(yīng)用、更快速的連通能力以及更好的總體用戶體驗(yàn)。從消費(fèi)者的角度而言，4G/LTE有望通過更快的下載與上傳、更少的啞點(diǎn)以及更連續(xù)的數(shù)據(jù)流來大幅提升用戶體驗(yàn)。此外，LTE更快的速度也能讓應(yīng)用開發(fā)商們更游刃有余地構(gòu)建更佳的移動(dòng)游戲、銀行業(yè)務(wù)、社交與購物等新體驗(yàn)。通過擴(kuò)展4G/LTE網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)提供商將能夠提高客戶忠誠度、減少用戶流失并增加收入。
資料來源：
1 Cisco Systems: Visual Networking Index，2014年6月
作者：博通公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)副總裁兼首席技術(shù)官 Nick Ilyadis
關(guān)于作者：
Nick Ilyadis是博通(Broadcom)公司基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)部門副總裁兼首席技術(shù)官，他負(fù)責(zé)為包括網(wǎng)絡(luò)交換、以太網(wǎng)控制器、無線局域網(wǎng)、SerDes、PHY、處理器和安全等技術(shù)在內(nèi)的一系列芯片產(chǎn)品制定產(chǎn)品策略和跨產(chǎn)品線組合方案。Nick Ilyadis涉及的細(xì)分市場包括數(shù)據(jù)中心、服務(wù)運(yùn)營商、無線基礎(chǔ)設(shè)施和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。在加入博通公司之前，他在北電網(wǎng)絡(luò)公司擔(dān)任負(fù)責(zé)企業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品工程的副總裁。他還在美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)和 Itek 公司擔(dān)任過工程方面的職務(wù)。
Nick Ilyadis擁有新罕布什爾州大學(xué)電子工程碩士學(xué)位和羅切斯特理工學(xué)院的電子工程學(xué)士學(xué)位。
