發布時間:2023-03-21 17:07:58
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的通信發展論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
為了適應網絡發展和傳輸流量提高的需求,傳輸系統供應商都在技術開發上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸的研究,實現了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸的研究,實現了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現了3Thit/s的傳輸。目前,以日本為代表的發達國家,在光纖傳輸方面實現了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統,對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平。在光網絡方面,光網技術合作計劃(ONTC)、多波長光網絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(PHOTON)、泛歐光網絡(OPEN)、光通信網管理(MOON)、光城域通信網(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成,為下一代寬帶信息網絡,尤其為承載未來IP業務的下一代光通信網絡奠定了良好的基礎。
(一)復用技術
光傳輸系統中,要提高光纖帶寬的利用率,必須依靠多信道系統。常用的復用方式有:時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中,WDM技術比較成熟,它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。
(二)寬帶放大器技術
摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵,它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄,約有35nm(1530~1565nm),這就限制了能容納的波長信道數。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有:(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA),它可實現75nm的放大帶寬;(2)碲化物光纖放大器,它可實現76nm的放大帶寬;(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來,可放大帶寬約80nm;(4)拉曼光纖放大器(RFA),它可在任何波長處提供增益,將拉曼放大器與EDFA結合起來,可放大帶寬大于100nm。
(三)色散補償技術
對高速信道來說,在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼,限制高速信號長距離傳輸。對采用常規光纖的10Gbit/s系統來說,色散限制僅僅為50km。因此,長距離傳輸中必須采用色散補償技術。
(四)孤子WDM傳輸技術
超大容量傳輸系統中,色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統中,使用孤子傳輸技術的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散,因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優點。色散管理和孤子技術的結合,凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優勢,繼而向高速、寬帶、長距離方向發展。
(五)光纖接入技術
隨著通信業務量的增加,業務種類更加豐富。人們不僅需要語音業務,而且高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已得到用戶青睞。這些業務不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接人部分更是關鍵。傳統的接入方式已經滿足不了需求,只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開,核心網和城域網的容量潛力才能真正發揮出來。光纖接入中極有優勢的PON技術早就出現了,它可與多種技術相結合,例如ATM、SDH、以太網等,分別產生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰等問題,APON發展基本上停滯不前,甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用,APON將用于實現FITH方案。GPON對電路交換性的業務支持最有優勢,又可充分利用現有的SDH,但是技術比較復雜,成本偏高。EPON繼承了以太網的優勢,成本相對較低,但對TDM類業務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內傳送的網絡技術。現今95%的局域網都使用以太網,所以選擇以太網技術應用于對IP數據最佳的接入網是很合乎邏輯的,并且原有的以太網只限于局域網,而且MAC技術是點對點的連接,在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網,還可擴展到城域網,甚至廣域網,EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言,超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標,光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。
(一)光纖到戶
現在移動通信發展速度驚人,因其帶寬有限,終端體積不可能太大,顯示屏幕受限等因素,人們依然追求陸能相對占優的固定終端,希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬,它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代,光纖到戶的成本大大降低,不久可降到與DSL和HFC網相當,這使FITH的實用化成為可能。據報道,1997年日本NTT公司就開始發展FTTH,2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002年前后的12個月中,FTTH的安裝數量增加了200%以上。在我國,光纖到戶也是勢在必行,光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展,預計2012年前后,我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點,伴隨著相應技術的成熟與實用化,成本降低到能承受的水平時,FTTH的大趨勢是不可阻擋的。
(二)全光網絡
傳統的光網絡實現了節點間的全光化,但在網絡結點處仍用電器件,限制了目前通信網干線總容量的提高,因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點,節點之間也是全光化,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不再按比特進行,而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性,并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率,網絡結構簡單,組網非常靈活,可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術,它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看,形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層,建立純粹的全光網絡,消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢,更是未來信息網絡的核心,也是通信技術發展的最高級別,更是理想級別。
三、結語
工業設計是現代社會新發展起來的一門學科,它是隨著社會的發展和人類文明的進步逐漸發展而成立的學科,是現代社會對美學追求的表現。拋開過去人們對產品質量的關注,工業設計在如今社會上更是成為占據市場的關鍵因素,它在現有的物質條件下創造出更能滿足市場要求的產品,把產品的物質需求和外觀要求進行完美的結合,給消費者帶來良好的體驗以適應市場的需要。工業設計是社會進步的重要體現。在1980年巴黎年會上國際工業設計協會聯合會(ICSID)把工業設計定義為:“就批量生產的工業產品而言,憑借訓練、技術知識、經驗及視覺感受而賦予材料、結構、形態、色彩、表面加工及裝飾以新的品質和資格,叫做工業設計。”產品的設計目的決定著工業設計的原則,產品的設計是為了滿足消費者的需求,迎合市場的需要,工業設計的原則也就是實用、美觀、創新性和經濟性,做到質量和美學的良好結合為原則。在工業設計的過程中,人機工程學的應用也占據著重要的地位。“人機工程學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素;研究人、機器及環境的相互作用;研究在工作中、家庭生活中和休閑時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科。”人機工程學主要研究兩個方面的內容:人機系統和人機界面。主要是良好的處理人、機器和環境之間的關系,為解決產品的可操作。
二、國內外工業設計的現狀
工業設計是隨著政治、經濟、文化和科學技術水平的發展而發展的,工藝的進步和新材料的開發是工業設計的基礎,同時受藝術風格和大眾的審美指引發展方向。工業設計為社會帶來了不可估量的社會效益和經濟效益,受到各行各業的重視,然而工業設計在國內外的發展狀況各不相同。在國外,工業設計被有些國家強制推行并具有法律的制約,對于企業來說,他們積極利用工業設計帶來的良好商機來增強競爭力,積極地進行產品的開發和設計,蘋果公司在世界的影響力便是一個典型的例子。工業設計在世界上已經是各國加強競爭力的一個有效途徑和平臺。在國內,工業設計正在隨著經濟的發展而迅速的崛起,政府相當支持設計機構模式,專業的工業設計公司也在全國各地迅速發展,“中國制造”也在向“中國創造”一步步地邁進,我國的工業在國際市場中的競爭力也大步提高。
三、通信產品設計的現狀
隨著社會的發展和科技的進步,通信產品設計周期在大大的縮短,設備的操作性和功能越來越豐富,然而產品的外觀設計卻跟不上產品功能的步伐,設計單調而缺乏創新;廠家之間為了尋找捷徑相互借鑒抄襲同類產品的外觀和形式,國內的產品同質化現象愈發嚴重。相對于國內工業設計的發展,國外的產品外觀和質量同步發展,在保證外形簡潔新穎的同時還不斷在材料上研發和創新,充分考慮人機工程學給消費者帶來良好的操作體驗,工業設計達到了很高的水平。于是越來越多國內的設計廠家紛紛開始抄襲國外產品的設計,導致中國的“山寨”產品日益增多。我國的工業設計的發展步伐便相對落后,工業設計的研究與發展也就迫在眉睫了。
四、工業設計在通信產品設計中的應用
現如今國內的通信產品的設計壓力越來越大,企業大多以生存為目的,多數在仿制國外的產品。而要想設計出能夠占有大的市場份額并且收到良好的社會效果的產品,要通過充分而深入的市場調研、設計定位、創意構思、設計效果圖、模型制作等過程,每一個步驟都要進行詳細的分析和實施。還要將原本的工程結構設計轉化為工業設計,使設計充分的結合藝術元素和大眾的審美,把產品的質量和外觀統一起來,并充分考慮人機工程學、美學、設計心理學等設計因素,還需要充分了解符號語言、價值概念和市場營銷的理論知識,最終才能得出一個完整的產品設計。在充滿競爭力的通訊產品市場,企業需要改變“通信產品設計只需要在工程技術上尋求突破”的舊觀念,要在產品的設計上尋求突破,將產品的內在技術和外觀設計相結合,以用戶需求為出發點,為用戶而進行設計,只有摒棄舊觀念,不斷接觸新的設計理念,才能設計出能夠在消費市場占據一席之地的通信產品。
五、優秀產品分析
目前通信領域產生了好多優秀的產品,如蘋果公司的通信設備。蘋果手機的設計可以說是將米斯.凡德羅提倡“Lessismore(少即是多)”的觀念充分運用,無論是iPhone、iPod還是iMac,在蘋果的產品上看不到一個多余的按鍵,簡單至極。蘋果產品設計合理到位,從產品的選材,設備圓角的弧度,邊緣的手感,精妙的icon設計,到看不見的底層效率、甚至包括燈光亮度顏色不那么重要的小角色都經過高標準和嚴謹的設計,力求每一個細節都能保持水準,并與整體協調。從線以及形狀上可以說是現代主義設計,比如正四邊形,比例控制良好的矩形,在此基礎上引入圓角,引領了時代的風尚。蘋果手機的設計外觀簡潔,功能強大,它不是在形式追隨功能亦或是功能追求形式上面權衡,而是在二者之中取得了一個平衡點,使二者都能滿足消費者的需求。蘋果的設計并不局限于產品外觀,它的每一個環節都為消費者的體驗精心打造的,任何環節都不讓顧客感到迷茫或失望,用戶拿到產品后,不需要看說明書便知該如何使用,無論是小孩或老人,都可以在蘋果手機上找到屬于他們的使用方式,用起來得心應手。在此基礎上,它每一次的推陳出新,對舊版本功能的改進,都為用戶準備了超出預期的驚喜。消費者了解產品的存在,去購買商品,并在生活中使用,蘋果手機是以“為用戶進行設計”為目的來推出每一件新產品。正因如此,它才得以在全球暢銷,深受用戶喜愛。
六、結語
我國移動通信目前仍以極高的速度在發展,這是有目共睹的。到2001年9月,我國電話用戶從2000年9月的2億戶到目前已突破3億戶,即在1年之內增加用戶1億戶。發展速度世界罕見。其中移動電話用戶中國移動"全球通"用戶為9580.2萬用戶,聯通移動用戶為3490萬戶,共計超過1.3億戶,普及率為10%,居世界第一位。據預測,到"十五"末期,我國電話用戶將超過5億戶,普及率將達到40%。其中固定電話為2.4~2.8億戶,占世界總數的1/5,居世界第一位。移動電話為2.6~2.9億戶,占世界電話用戶1/4,居世界第一。移動通信用戶數將超過固定用戶數。屆時,固定電話的用戶普及率為18%,而移動通信的用戶普及率為21%。中國將是名副其實的通信大國。
從中國移動通信終端市場的發展來看,據有關專家分析,今后3~5年將繼續保持兩位數的增長,到2005年,移動終端的銷售額可達到1200億元,這是一個巨大的市場。2000年全球10%的手機是在中國制造的。移動市場對中國GDP所貢獻的產值,到2005年將達到6000億元,在全國GDP中占6%~8%。中國移動通信市場包括三部分,即運營服務收入,手機終端銷售的產值及運營商網絡建設的投資。
國家決定,我國CDMA移動通信網絡由聯通負責建設和經營。它將達到5000億元的整體市場規模。在"十五"期間聯通投入CDMA項目的資金達1000億元。國家計委決定,19家企業獲得了生產CDMA手機的資格,它們是:波導、科健、中興、首信、TCL、海爾、東方通信、康佳、南方高科、中電通信、大唐、貴州振華、浪潮、海信、大連大顯、南京普天、天津電話設備廠、廈華以及摩托羅拉中國公司。按照聯通的規劃,5年后CDMA手機用戶將達4000萬左右。
以上簡單的統計數字表明,我國移動通信的發展遠遠超出了人們的預料,但應該看到,世界先進國家的移動用戶數占人口總數的20%~65%之間,而對于我們13億人口的大國來說,現在只占10%。因此,無庸置疑,在今后10年內,隨著國民經濟的發展和人們生活水平的提高,我國移動通信仍將高速發展,形勢大好。
2我國移動通信的發展面臨的機遇與挑戰
在這樣的大好形勢下,我國移動通信的發展面臨巨大的機遇和嚴峻的挑戰。我國加入WTO后,電信市場的進一步開放,國外運營商的進入和產品低關稅的涌入,將在我國移動通信市場形成更加激烈的競爭局面。當然,同時也會有大量國外資金、技術和人才的流入,對我國移動通信產業也會帶來促進作用。審時度勢,我們只能采取正確的措施和策略迎接進入WTO的機遇與挑戰。總地看來,我們應在以下三個方面認真對待。
第一,對于在我國目前也廣為應用的2G和正在興起的2.5G的發展,應統籌兼顧,合理布局,大力促進其推廣應用,進一步擴大和占領現有的移動通信市場。
第二,WTO和3G同時到來,我們只能順應時代的潮流,興利除弊,以積極的態度迎接WTO和3G的到來。
第三,建立我國移動通信產業(即制造業),仍然是發展我國移動通信帶有根本性和戰略的任務。及時開展關于未來新一代移動通信(或4G)的研究是我們面臨的新的機遇,切不可輕易放過。
下面,對上述三方面的問題再作進一步的討論。
3統籌兼顧,合理布局,大力促進移動通信的推廣應用
我國目前正處在2G的發展階段,已有1.3億用戶,占世界第一位。但對于13億人口的大國,仍有巨大的發展空間。中國移動主要發展GSM系統,現在已有9000萬用戶,很快將超過1億用戶。繼續發展GSM無疑是滿足市場需求的有利方針。對于中國聯通,正在快馬加鞭建設和發展CDMA網絡,2001年將達到1550萬用戶容量。可以預期,今后10年它將以更高的速度發展。對于我們這樣一個發展中的大國,建設CDMA網有利于解決頻率資源緊張、基本建設投資巨大和用戶承受能力相對較弱等實際問題。我們2G發展的一個可能的格局是GSM與CDMAIS-95平分秋色,同步發展,這對于各方面來說,都是有利的。
2.5G的發展正方興未艾。中國移動GPRS網絡的建設目前已覆蓋16個省、直轄市、自治區,在25個城市投入試商用,容量達到40萬戶。面臨3G能為人們提供高達2Mbit/s的數據率和傳送多媒體信息的挑戰,人們致力于使2G采用一些改進技術以達到提高數據速率的目的。從而產生HSCSD、GPRS和EDGE等一系列GSM的演進技術,采用信包(分組)通信技術,可提供E-mail、ftp、電子商務等服務。目前運營商推出2.5G也是出于可以盡快滿足市場對移動數據服務的需求。同時也為向3G過渡做了技術上的準備。目前已有愛立信、西門子等國外產品在中國市場推出數款GPRS手機。廈新公司也推出一款GPRS手機--A8698。另外,諾基亞、摩托羅拉等也紛紛出臺自己的GPRS產品。但不必諱言,一個窄帶系統用來傳送寬帶業務,即傳送高速數據和多媒體業務,是力不從心的,是要付出一定代價的。在已推出GPRS手機的地區已出現了上網速度慢和影響電話通話的情況就是證明。因此,雖然2.5G有一定發展空間和時間,但終究是一種過渡技術,當人們需要在移動中大量傳送高速數據和多媒體信息時,他們將很可能會選擇具有寬帶特性的3G系統。
總之,對國家來講,無論是繼續擴大2G的應用和發展2.5G,都需統籌兼顧,合理布局,以避免顧此失彼,才能真正促進我國移動通信的推廣應用。
4興利除弊,迎接進入WTO及3G的到來
我國加入WTO,這對于我國進一步開放、發展經濟將起到積極的推動作用。對于電信業,特別是移動通信的運營業和制造業無疑是機遇與挑戰并存,有利有弊,利大于弊。所謂機遇與挑戰并存,指的是我國面臨國內外更為激烈的競爭。如果采取正確的措施和策略,我們將在競爭中取勝,求得更大的發展。所謂有利有弊,是指如果在競爭中有所失誤,則將嚴重影響我國運營業和制造業的發展。所謂利大于弊,指的是無論如何,國外資金、技術、產品、人才和管理經驗的大量流入,為我國移動通信進一步的發展提供了一些有利的條件,總體上說,我們將贏得這場競爭。
同樣3G從CCIR提出到今天已15年了。經過人們長期的研究開發和技術標準之爭,應該是初見分曉的時候了。世界上各國對3G發展的必要性的共識也是不容質疑的。現在的問題是3G付諸實際商用是否能達到人們預期的性能上、技術上和經濟上的目的和要求。我國對3G的發展應該說起步并不太晚,但決心不大,投資強度不大,動作力度也不大。在國家"863"計劃和"九五"計劃中均有所安排,也有了喜人的成果并提出了TD-SCDMA標準,但與國際上各大國相比,差距較大也是不能否認的。因而,大力發展3G,仍然是我國發展移動通信極為重要的戰略決策,其出發點主要是:
(1)大力發展3G是建立我國移動通信產業和占領未來國內移動通信市場一次難得的機遇。
(2)應把發展3G與發展2G結合起來一同加以考慮,使二者既能滿足當前國內市場的需求又能適應未來的發展。
(3)容量和頻譜利用率的問題是發展移動通信的根本性問題。應盡量采用先進的頻譜利用率的系統。3G的基本技術是寬帶CDMA技術,因而是有很大優勢的。
(4)我國未來2G的發展可能是GSM與CDMAIS-95平分秋色,因而對于3G的三種主流技術:WCDMA、cdma2000及TD-SCDMA均應發展。
(5)我國發展3G應與建立生產制造業結合起來,并盡可能地注入自己的知識產權。同時,國家要加大投入,使移動通信真正成為國家的經濟增長點和支柱產業。
5發展未來新一代移動通信(4G),建立我國移動通信產業
3G尚未商用,為什么人們已開始關注發展4G呢?應該說,這種關注不是沒有道理的。一代技術的發展,要經歷提出、研究、實驗、形成標準、批量生產直至最后到客戶手里,大概需要10年左右的時間。1G、2G、3G的發展都是如此。估計4G的發展沒有10年時間是不行的。中國3G的應用估計可能要到2005年左右。到了2010年左右4G可能登上世界歷史舞臺。一般認為,新一代的產品無論在技術上和應用上都應比老一代的產品有"革命性"的變革。因而4G要比3G有明顯的進展。目前對4G雖然尚無明確的定義和規范,但應具備以下一些基本特點:
(1)4G應比3G數據傳輸速率高一個數量級,達到20Mbit/s~150Gbit/s。
(2)主要采用更寬的頻帶,即以廣帶(Broadband)為基礎的技術。
(3)應具有自適應系統分配和適應變化的業務流和信道條件,有很強的自組織性和靈活性。
(4)能綜合多種網絡結構,如固定、移動、廣播網絡,并能加以控制。
(5)能滿足不同用戶不同業務和碼率的要求。
我國移動通信目前仍以極高的速度在發展,這是有目共睹的。到2001年9月,我國電話用戶從2000年9月的2億戶到目前已突破3億戶,即在1年之內增加用戶1億戶。發展速度世界罕見。其中移動電話用戶中國移動"全球通"用戶為9580.2萬用戶,聯通移動用戶為3490萬戶,共計超過1.3億戶,普及率為10%,居世界第一位。據預測,到"十五"末期,我國電話用戶將超過5億戶,普及率將達到40%。其中固定電話為2.4~2.8億戶,占世界總數的1/5,居世界第一位。移動電話為2.6~2.9億戶,占世界電話用戶1/4,居世界第一。移動通信用戶數將超過固定用戶數。屆時,固定電話的用戶普及率為18%,而移動通信的用戶普及率為21%。中國將是名副其實的通信大國。
從中國移動通信終端市場的發展來看,據有關專家分析,今后3~5年將繼續保持兩位數的增長,到2005年,移動終端的銷售額可達到1200億元,這是一個巨大的市場。2000年全球10%的手機是在中國制造的。移動市場對中國GDP所貢獻的產值,到2005年將達到6000億元,在全國GDP中占6%~8%。中國移動通信市場包括三部分,即運營服務收入,手機終端銷售的產值及運營商網絡建設的投資。
國家決定,我國CDMA移動通信網絡由聯通負責建設和經營。它將達到5000億元的整體市場規模。在"十五"期間聯通投入CDMA項目的資金達1000億元。國家計委決定,19家企業獲得了生產CDMA手機的資格,它們是:波導、科健、中興、首信、TCL、海爾、東方通信、康佳、南方高科、中電通信、大唐、貴州振華、浪潮、海信、大連大顯、南京普天、天津電話設備廠、廈華以及摩托羅拉中國公司。按照聯通的規劃,5年后CDMA手機用戶將達4000萬左右。
以上簡單的統計數字表明,我國移動通信的發展遠遠超出了人們的預料,但應該看到,世界先進國家的移動用戶數占人口總數的20%~65%之間,而對于我們13億人口的大國來說,現在只占10%。因此,無庸置疑,在今后10年內,隨著國民經濟的發展和人們生活水平的提高,我國移動通信仍將高速發展,形勢大好。
2我國移動通信的發展面臨的機遇與挑戰
在這樣的大好形勢下,我國移動通信的發展面臨巨大的機遇和嚴峻的挑戰。我國加入WTO后,電信市場的進一步開放,國外運營商的進入和產品低關稅的涌入,將在我國移動通信市場形成更加激烈的競爭局面。當然,同時也會有大量國外資金、技術和人才的流入,對我國移動通信產業也會帶來促進作用。審時度勢,我們只能采取正確的措施和策略迎接進入WTO的機遇與挑戰。總地看來,我們應在以下三個方面認真對待。
第一,對于在我國目前也廣為應用的2G和正在興起的2.5G的發展,應統籌兼顧,合理布局,大力促進其推廣應用,進一步擴大和占領現有的移動通信市場。
第二,WTO和3G同時到來,我們只能順應時代的潮流,興利除弊,以積極的態度迎接WTO和3G的到來。
第三,建立我國移動通信產業(即制造業),仍然是發展我國移動通信帶有根本性和戰略的任務。及時開展關于未來新一代移動通信(或4G)的研究是我們面臨的新的機遇,切不可輕易放過。
下面,對上述三方面的問題再作進一步的討論。
3統籌兼顧,合理布局,大力促進移動通信的推廣應用
我國目前正處在2G的發展階段,已有1.3億用戶,占世界第一位。但對于13億人口的大國,仍有巨大的發展空間。中國移動主要發展GSM系統,現在已有9000萬用戶,很快將超過1億用戶。繼續發展GSM無疑是滿足市場需求的有利方針。對于中國聯通,正在快馬加鞭建設和發展CDMA網絡,2001年將達到1550萬用戶容量。可以預期,今后10年它將以更高的速度發展。對于我們這樣一個發展中的大國,建設CDMA網有利于解決頻率資源緊張、基本建設投資巨大和用戶承受能力相對較弱等實際問題。我們2G發展的一個可能的格局是GSM與CDMAIS-95平分秋色,同步發展,這對于各方面來說,都是有利的。
2.5G的發展正方興未艾。中國移動GPRS網絡的建設目前已覆蓋16個省、直轄市、自治區,在25個城市投入試商用,容量達到40萬戶。面臨3G能為人們提供高達2Mbit/s的數據率和傳送多媒體信息的挑戰,人們致力于使2G采用一些改進技術以達到提高數據速率的目的。從而產生HSCSD、GPRS和EDGE等一系列GSM的演進技術,采用信包(分組)通信技術,可提供E-mail、ftp、電子商務等服務。目前運營商推出2.5G也是出于可以盡快滿足市場對移動數據服務的需求。同時也為向3G過渡做了技術上的準備。目前已有愛立信、西門子等國外產品在中國市場推出數款GPRS手機。廈新公司也推出一款GPRS手機--A8698。另外,諾基亞、摩托羅拉等也紛紛出臺自己的GPRS產品。但不必諱言,一個窄帶系統用來傳送寬帶業務,即傳送高速數據和多媒體業務,是力不從心的,是要付出一定代價的。在已推出GPRS手機的地區已出現了上網速度慢和影響電話通話的情況就是證明。因此,雖然2.5G有一定發展空間和時間,但終究是一種過渡技術,當人們需要在移動中大量傳送高速數據和多媒體信息時,他們將很可能會選擇具有寬帶特性的3G系統。
總之,對國家來講,無論是繼續擴大2G的應用和發展2.5G,都需統籌兼顧,合理布局,以避免顧此失彼,才能真正促進我國移動通信的推廣應用。
4興利除弊,迎接進入WTO及3G的到來
我國加入WTO,這對于我國進一步開放、發展經濟將起到積極的推動作用。對于電信業,特別是移動通信的運營業和制造業無疑是機遇與挑戰并存,有利有弊,利大于弊。所謂機遇與挑戰并存,指的是我國面臨國內外更為激烈的競爭。如果采取正確的措施和策略,我們將在競爭中取勝,求得更大的發展。所謂有利有弊,是指如果在競爭中有所失誤,則將嚴重影響我國運營業和制造業的發展。所謂利大于弊,指的是無論如何,國外資金、技術、產品、人才和管理經驗的大量流入,為我國移動通信進一步的發展提供了一些有利的條件,總體上說,我們將贏得這場競爭。
同樣3G從CCIR提出到今天已15年了。經過人們長期的研究開發和技術標準之爭,應該是初見分曉的時候了。世界上各國對3G發展的必要性的共識也是不容質疑的。現在的問題是3G付諸實際商用是否能達到人們預期的性能上、技術上和經濟上的目的和要求。我國對3G的發展應該說起步并不太晚,但決心不大,投資強度不大,動作力度也不大。在國家"863"計劃和"九五"計劃中均有所安排,也有了喜人的成果并提出了TD-SCDMA標準,但與國際上各大國相比,差距較大也是不能否認的。因而,大力發展3G,仍然是我國發展移動通信極為重要的戰略決策,其出發點主要是:
(1)大力發展3G是建立我國移動通信產業和占領未來國內移動通信市場一次難得的機遇。
(2)應把發展3G與發展2G結合起來一同加以考慮,使二者既能滿足當前國內市場的需求又能適應未來的發展。
(3)容量和頻譜利用率的問題是發展移動通信的根本性問題。應盡量采用先進的頻譜利用率的系統。3G的基本技術是寬帶CDMA技術,因而是有很大優勢的。
(4)我國未來2G的發展可能是GSM與CDMAIS-95平分秋色,因而對于3G的三種主流技術:WCDMA、cdma2000及TD-SCDMA均應發展。
(5)我國發展3G應與建立生產制造業結合起來,并盡可能地注入自己的知識產權。同時,國家要加大投入,使移動通信真正成為國家的經濟增長點和支柱產業。
5發展未來新一代移動通信(4G),建立我國移動通信產業
3G尚未商用,為什么人們已開始關注發展4G呢?應該說,這種關注不是沒有道理的。一代技術的發展,要經歷提出、研究、實驗、形成標準、批量生產直至最后到客戶手里,大概需要10年左右的時間。1G、2G、3G的發展都是如此。估計4G的發展沒有10年時間是不行的。中國3G的應用估計可能要到2005年左右。到了2010年左右4G可能登上世界歷史舞臺。一般認為,新一代的產品無論在技術上和應用上都應比老一代的產品有"革命性"的變革。因而4G要比3G有明顯的進展。目前對4G雖然尚無明確的定義和規范,但應具備以下一些基本特點:
(1)4G應比3G數據傳輸速率高一個數量級,達到20Mbit/s~150Gbit/s。
(2)主要采用更寬的頻帶,即以廣帶(Broadband)為基礎的技術。
(3)應具有自適應系統分配和適應變化的業務流和信道條件,有很強的自組織性和靈活性。
(4)能綜合多種網絡結構,如固定、移動、廣播網絡,并能加以控制。
(5)能滿足不同用戶不同業務和碼率的要求。
1)信息安全性較好
計算機通信技術是建立在互聯網基礎之上的,首先,互聯網的虛擬性就增加了信息交流的安全性;其次,互聯網技術有著它內部的安全防護技術,如殺毒軟件、防火墻等等,這些都能夠有效抵制黑客的攻擊和不法分子的竊取,為信息安全提供了保障;最后,計算機信息傳播還有著自我加密功能,數據在傳輸過程中始終處于加密狀態,在終端接收之后才顯示信息的原本內容。這些都對于保證信息的安全性有著重要作用。
2)通信成本低
計算機信息通信是建立在互聯網技術基礎之上的通信,是數字信號的通信,在同樣的信息通信量下,計算機通信相比其他的傳統通信方式而言,通信成本大大降低,人們只需支付上網的費用即可。
3)抗干擾能力強
應用計算機通信的一大特點是抗干擾性好,這主要是由于計算機通信有著其獨立的頻率和關鍵技術,受其他信號的干擾較小,一些信號想要侵入近算計系統需要經過復雜的程序,這就排除了大部分信號入侵的可能性。同時,在信號發出時,計算機能夠通過其系統自動將信號加密,更加強了其抗干擾能力。
2計算機通信技術的發展概況
隨著計算機科技和互聯網技術的發展,計算機通信技術也會不斷進步,從當前的計算機通信技術的發展狀況來看,主要體現在以下幾點。
1)基于互聯網的計算機通信
計算機通信在當前取得的成績比較矚目,從其組成部分來看,計算機通信涵蓋電子技術、軟件編程、光纖通信等等,使得其在實際中的應用性大大提高,因而計算機通信在各個領域廣泛運用開來,而這些運用由間接推動了計算機通信的發展。目前,隨著光纖分布范圍的擴大和微電子技術的發展,計算機通信的應用范圍也越來越大,可以預見的是,計算機通信將會在局域網、校園、社區中有著良好的發展前景。
2)以計算機為平臺的多媒體通信技術
多媒體通信技術是建立在現代媒體之上的通信技術,如電腦通信,手機通信等等。隨著信息時代的到來,多媒體通信技術的重要程度越來越高,它能夠對多媒體信息進行迅速處理,從而保證人們及時接收有用的信息。就當前多媒體通信技術的發展形勢來看,多媒體必然會向著多終端的方向發展,其智能化和人性化的程度也會越來越高,多媒體通行將逐漸發揮其作為服務通信設施的功能。
3計算機通信的實際應用
1)遠程信息通信
通過計算機通信技術可以將不同空間的兩個人實現信息互通。借助于網絡技術和計算機軟件技術,將同時處于互聯網覆蓋范圍內的兩個人建立一個固定的聯系通道,如憑借相關的視頻軟件可以實現不同地域的人的視頻交流。
2)信息篩選
信息篩選也叫信息處理,它是計算機通信技術的基本功能。計算機通信技術能夠對所接受的信息進行自動篩選,判別一些無用信息進行自動刪除,從而方便了人們的生活。同時,計算機通信技術還能夠對相關信息進行加工,使之成為有用的信息。
4計算機通信的發展展望
組建光網(OpticalNetworking)是當今國際上通信領域中一個熱門的重大研究課題,對于陸地的固定通信網,除了光纖光纜及波分多路系統正在點一點傳輸線路上大量應用并繼續改進技術以擴大應用效果外,通信研究人員也在考慮設計和試驗在通信網核心內部如何利用波分多路(WDM)技術使電傳送網進化為光傳送網,認為這是未來通信網必然的發展趨向。
自20世紀90年代起,國際互聯網Internet向全世界計算機用戶開放,促使數據通信的業務量爆炸性增長,給傳統電話通信網以巨大沖擊。今后的通信形勢是:盡管全世界的電話業務量仍是每年增長,但數據通信業務量的年增長率遠遠大于電話業務量的增長率,因此在21世紀里數據業務總量將很快趕上電話業務總量。換句話說,未來的通信網不再以電話業務為重心,而是以數據業務為重心,宜于使用互聯網規約IP(InternetProtocol)。傳統電話通信網長期使用的電路交換方式,在未來通信網不再合適,應該讓位給對數據通信有利的分組交換方式(packetswitching)。當然,未來的通信網仍應保證電話業務暢通,而且IP-phone仍須達到傳統電話QoS的要求并保證數字圖視(video)通信業務暢通,以致能夠實現計算機操作的多媒體通信。
與此同時,通信網的核心本身總是應該具有足夠大的容量,有能力適應各種通信業務量的數字速率總和,保證通信暢通,通信網容量就以它同時提供數字速率多少來表示。現在大家既然認識到各種通信業務特別是數據通信業務量每年以很高的增長率快速增長,未來的通信網就應該相應地擴大其容量。一方面,通信網絕對不停留于長期使用的公用交換電話網每年緩慢增長的容量,而是提供大得多、能夠經常加大的容量。按數字速率計,現行的電通信網利用電的時分多路TDM技術,按照標準的同步數字群系列SDH,最高的數字速度限于最高一級數字群的速度,即10Gbit/s。在目前,該數字速度尚未能突破,這是受到電的TDM技術的限制,常稱“電子瓶頸”。最近,國際會議上個別研究單位稱他們利用電的TDM,能夠制成數字速度達40Gbit/s,但這是少數情況,目前還未能普遍推廣。
二、通信網從電的TDM發展至光的WDM
既然電的通信網在容量上受到電的TDM的限制,那么就應考慮其它有效而實際可行的辦法。光纖通信的傳輸線路在加大容量方面取得了顯著的成功經驗,似乎可以為通信網提供有益的參考。在原來的光纖線路上,一根光纖只傳輸一路光載波,其載荷的數字信號由電的TDM供給,最高數字速率為10Gbit/s,而單模光纖在波長1550nm有很寬的窗口可供光信號傳輸,雖然一個光載波載荷信號的數字速率受到電的TDM限度不能提高,但如能讓一根光纖同時傳輸幾個光載波,則光纖的傳輸容量就可以成倍地加大,將光纖的潛在容量發掘利用。參照過去幾十年前通信線路的每對銅線利用頻分多路FDM技術實現多路載波電話的成功經驗,考慮在光纖上采用波分多路WDM技術,實現一根光纖同時傳輸多路光載波的辦法。如每一根光纖上裝用戶路WDM,每路傳輸電的TDM信號10Gbit/s,那么n路WDM就使一根光纖在一個方向同時傳輸n×l0Gbii/s,使數字速率比原來提高n倍,這種辦法不難取得成功,完全可以推廣應用。最近國際會議上報道一根光纖在1550nm波長窗口同時傳輸密集波分多路DWDM的100路具有適當波長間隔的光載波,導致同時傳輸的數字速率提高至100×l0Gbii/s=1Tbit/s(1×1012bit/s)。而且,還有可能繼續提高至幾個Tbit/s。這樣的DWDM系統用于光纖線路,配以在1550nm波長窗口提供光功率增益的寬帶光纖放大器W-EDFA,沿線路每隔100km設置一個放大器,就可使1Tbit/s數字速率的信號傳輸至1000km距離,實現大容量、長距離的信號傳輸。
誠然,這種1Tbit/s-1000km的大容量、長距離的通信系統真是現代通信領域的卓越貢獻,大家都深切體會到光比電有更大的潛力為通信的發展提供幫助。傳統的電通信應該引伸至光通信,尤其在考慮通信網擴大容量的問題,不能停留于電,而應著眼于光。依這樣的思路進一步深入考慮光在通信網的實際應用可能性。現在波分多路WDM技術結合光放大器EDFA的方式,不應局限于光纖傳輸線路的應用,而是要求放開思路,研究光的WDM技術能否引伸至通信網核心內部,代替原來利用電的TDM技術所起的作用。過去的電通信網雖然利用大容量光纖傳輸線路,但通信網本身由電的TDM起作用,通信網容量的數字速率屬于Gbit/s級,最大是10Gbit/s。現在利用光的WDM,有n路不同波長操縱各種網絡單元,則使通信網容量加大n倍。如用100路不同波長,則理論上應能使通信網容量加大至Tbit/s級,比電的通信網容量Gbit/s級大一千倍。這就是說,電通信網受到TDM的限制,無法再擴大容量,如改用光通信網,WDM可以使用很多路數,以致光通信網可以擴大容量至很多倍。所以,隨著通信業務量的快速增長,要求通信網擴大其容量,從電的通信網進化為光的通信網。
順便提一下,上面說起電的TDM技術目前最高數字速率為10Gbit/s。曾有研究單位宣稱光的TDM技術可使16路電的TDM復合,使總的數字速率提高至16×10=160bit/s,但這樣的技術有較大難度,目前沒有推廣使用。
三、網絡單元ADM、DXC過渡至OADM、0XC
每個通信網由若干種和若干個網絡單元分別組合而成。多路通信不論是電的時分多路TDM,或者是光的波分多路WDM,最基本的網絡單元有multiplexer和demultiplexer,一般地稱為復接器和分接器。它們在TDM結點與用戶接入線連接處,一般稱為合路器和分路器,而在結點內部,則稱為合群器和分群器。對于電話通信,合路器是把30路數字電話合為一個基群,如30路經過脈碼調制PCM得到的數字電話信號64kbit/s合為30路的基群,約2Mbit/s。而分路器的作用相反,它把基群2Mbit/s分為30路64kbit/s。合群器是把若干個低級群合為較高級的數字群。例如在準同步數字群系列PDH,最低的合群器是把4個基群2Mbit/s合為二級群8Mbit/s。分群器則相反,把1個8Mbit/s群分為4個2Mbit/s群。在同步數字系列SDH,例如最高級的合群器是把4個2.5Gbit/s合為1個10Gbit/s,分群器則把1個10Gbit/s分為4個2.5Gbit/s。數字速率越高,則制成合群器和分群器的技術難度越大。類似地,在光的WDM復接器和分接器可以稱為合波器和分波器,前者把幾路不同的光波長合為一個波段,后者把一個光波段分為若干路光波長。
在每一網絡結點,其他重要的網絡單元有ADM(add-dropmultiplexer),簡單譯成插分復接器,實際上它是分群器與合群器的組合,或是分路器與合路器的組合。在結點內部,某一高級數字群輸入分群器,分為若干個較低級數字群輸出,其中部分低級數字群就從這分群器輸出分下(drop),由本結點使用,其余幾個輸出直通合群器的輸入,結點可以按需要把幾個與分下相同的低級群插上(add)合群器的輸入,與直通的低級群會合,成為新的高級數字群輸出。在電的通信網中,這些是“數字的ADM”。當電通信網準備過渡為光通信網時,網絡結點中的這些數字的ADM應該全部換成“波長的ADM”或“光的ADM”。它將是分波器與合波器的組合。
在網絡結點中,為了靈活調度的需要,都應設置交叉連接系統XC(cross-connect)。在電通信網的結點有“數字的交叉連接”DXC(digitalXC)。當電通信網過渡至光通信網時,每一網絡結點中數字交叉連接應該相應地換成“波長的XC”或“光的XC”,原理與前相似。但因光網容量較大,交叉連接系統勢必更為復雜,并且需要更加靈活地運用,所以OXC常常附設波長變換器,以便于實行交叉連接時按需要改換使用光波長。總的來說,光通信網不僅容量大,而且質量高,光網結點中光的ADM(OADM)和光的XC(OXC)等網絡單元都必須具備完善的結構和優良的性能,那就完全能夠滿足大容量通信網運行的需要。
四、IP與ATM、WDM的配合
摘要:目前3G還處于起步階段,但其發展前景十分看好。隨著通信網絡和技術的不斷發展,3G技術環境下電信增值業務進入了高速發展,業務范圍持續擴大,經營主體趨向多元,經營模式日益創新的新階段。文章介紹了3G(第三代移動通信系統)的含義及3G技術的基本特點,分析了3G技術在通信中的應用。
面向未來,人們對3G技術充滿了美好的期待。目前3G還處于起步階段,但其發展前景十分看好。隨著通信網絡和技術的不斷發展,3G技術環境下電信增值業務進入了高速發展,業務范圍持續擴大,經營主體趨向多元,經營模式日益創新的新階段。
一、3G的含義
3G是英文3rdGeneration的縮寫,指第三代移動通信技術。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數字手機(2G),第三代手機一般的講,是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務,無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度,也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2MBps(兆字節/秒)、384KBps(千字節/秒)以及144KBps的傳輸速度。
二、3G技術基本特點
從目前已確立的3G標準分析,其網絡特征主要體現在無線接口技術上。蜂窩移動通信系統的無線技術包括小區復用、多址/雙工方式、應用頻段、調制技術、射頻信道參數、信道編碼及技術、幀結構、物理信道結構和復用模式等諸多方面。縱觀3G無線技術演變,一方面它并非完全拋棄了2G,而是充分借鑒了2G網絡運營經驗,在技術上兼顧了2G的成熟應用技術,另一方面,根據IMT-2000確立的目標,未來3G系統所采用無線技術應具有高頻譜利用率、高業務質量、適應多業務環境,并具有較好的網絡靈活性和全覆蓋能力。3G在無線技術上的創新主要表現在以下幾方面:
(一)采用高頻段頻譜資源
為實現全球漫游目標,按ITU規劃IMT-2000將統一采用2G頻段,可用帶寬高達230MHz,分配給陸地網絡170MHz,衛星網絡60MHz,這網絡為3G容量發展,實現全球多業務環境提供了廣闊的頻譜空間,同時可更好地滿足寬帶業務。
(二)采用寬帶射頻信道,支持高速率業務
充分考慮承載多媒體業務的需要,3G網絡射頻載波信道根據業務要求,可選用5/10/20M等信道帶寬,同時進一步提高了碼片速率,系統抗多徑衰落能力也大大提高。
(三)實現多業務、多速率傳送
在寬帶信道中,可以靈活應用時間復用、碼復用技術,單獨控制每種業務的功率和質量,通過選取不同的擴頻因子,將具有不同QoS要求的各種速率業務映射到寬帶信道上,實現多業務、多速率傳送。
(四)快速功率控制
3G主流技術均在下行信道中采用了快速閉環功率控制技術,用以改善下行傳輸信道性能,這一方面提高了系統抗多徑衰落能力,但另一方面由于多徑信道影響導致擴頻碼分多址用戶間的正交性不理想,增加了系統自干擾的偏差,但總體上快速功率控制的應用對改善系統性能是有好處的。
(五)采用自適應天線及軟件無線電技術
3G基站采用帶有可編程電子相位關系的自適應天線陣列,可以進行發信波束賦形,自適應地調整功率,減小系統自干擾,提高接收靈敏度,增大系統容量,另外軟件無線電技術在基站及終端產品中的應用,對提高系統靈活性、降低成本至關重要。
三、3G的技術標準
國際電信聯盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流無線接口標準,寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》(簡稱IMT-2000)。
W-CDMA即Wide-bandCDMA,也稱為CDMADirectSpread,意為寬頻分碼多重存取,其支持者主要是以GSM系統為主的歐洲廠商,這套系統能夠架設在現有的GSM網絡上,對于系統提供商而言可以較輕易地過渡,而GSM系統相當普及的亞洲對這套新技術的接受度預料會相當高。因此W-CDMA具有先天的市場優勢。
CDMA2000也稱為CDMAMulti-Carrier,由美國高通北美公司為主導提出,這套系統是從窄頻CDMAOne數字標準衍生出來的,可以從原有的CDMAOne結構直接升級到3G,日前,中國電信集團公司獲得增加基于CDMA2000技術制式的3G業務經營許可,中國電信在收購了中國聯通CDMA網絡之后,啟動了44個重點城市的網絡優化工程,并于去年年底前完成了340多個城市的CDMA網絡建設工作,滿足了82個無線城市的無線上網需求。中國電信還了“天翼”品牌并啟動了189號段放號。由于之前所采購的設備都支持CDMA2000制式,中國電信不需要重新建設網絡,在3G牌照發放后,只需進行軟件升級,中國電信就會在第一時間里建設起一個全國覆蓋的3G網絡。
TD-SCDMA是由中國大陸獨自制定的3G標準,該標準將智能無線、同步CDMA和軟件無線電等當今國際領先技術融于其中,在頻譜利用率、對業務支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨特優勢。另外,由于中國內的龐大的市場,該標準受到各大主要電信設備廠商的重視,全球一半以上的設備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標準。
四、3G技術的應用
當前,一些移動流媒體業務已經能夠在2.5G網絡上實現,3G網絡將為移動業務發展提供更有效的支撐。由于3G網絡擁有更高的數據傳輸速率和數據業務支撐能力,3G運營商不僅可以向用戶提供高質量的語音業務,而且還能夠提供高速率的流媒體業務。從全球來看,隨著3G商用進程的加快,日本和韓國以及歐美地區的一些移動運營商已相繼推出了基于移動流媒體技術的視頻業務,移動流媒體業務已成為3G網絡的核心業務和熱點業務。從實際應用的情況來看,移動流媒體可提供點播、直播、下載播放三種業務形式。其中,點播應用主要包括電影片花、精彩片斷、MTV等;直播包括電視節目、視頻監控、重大賽事、音樂現場會等;下載播放比較適合于那些非在線、對音視頻質量要求較高的多媒體節目。
目前國人對手機、電腦等移動高速上網的需求都在增長,相對于其它業務,移動寬帶很可能短時間內成為3G的主流應用。中國電信日前推出的“天翼”品牌,主打“互聯網手機”概念,就是充分利用目前CDMA網絡峰值傳輸速率能達到153.6KBps的優勢,為用戶打造高速率、全域覆蓋、使用便捷的手機互聯網體驗,滿足用戶互聯網商務、娛樂、生活、信息咨詢等需求。作為回應,中國移動大幅降低了手機GPRS上網費。很顯然,在3G時代,三大運營商在圍繞移動寬帶展開競爭的同時,也必將為消費者帶來更豐富、更實惠的差異化應用。
1前言
移動通信業務之所以發展迅猛主要是其滿足了人們在任何時間。任何地點與任何個人進行通信的愿望。移動通信是實現未來理想的個人通信服務的必由之路。在信息支撐技術、市場競爭和需求的共同作用下,移動通信技術的發展更是突飛猛進,呈現出以下幾大趨勢:網絡業務數據化、分組化,網絡技術寬帶化,網絡技術智能化,更高的頻段,更有效利用頻率,各種網絡趨于融合。了解、掌握這些趨勢對移動通信運營商和設備制造商均具有重要的現實意義。
2網絡業務數據化、分組化
2.1無線數據——生機無限當前移動數據通信發展迅速,被認為是移動通信發展的一個主要方向。近年來出現的移動數據通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動數據業務,如TACS、AMPS和GSM中的承載數據業務以及GSM系統的HSCSD;另外一種是分組交換型的移動數據業務,如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統的GPRS。
目前,無線數據業務只占GSM網絡全部業務量中的很小一部分,但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉,并大大改變。1999年以后,隨著HSCSD、GPRS等新的高速數據解決方案顯露崢嶸,并成為數據應用的新焦點,無線數據將成為運營商經營計劃中越來越重要的部分,它預示著未來大量的商業機遇。
(1)應用驅動市場
無線數據業務的主要驅動力在于用戶的應用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業務,然而無線數據則不同,無線數據最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業市場。近期無線數據業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的用戶群。從這些先發目標的應用中積累無線數據的經驗,并從中受益。
在過去的十年里,傳統的生活方式已經在迅速改變,人們更經常性地移動,職業和個人生活之間的分界變得模糊,人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅動無線數據業務發展的重要因素。
(2)因特網的影響
和通信的其他領域一樣,無線數據業務的一個最重要的驅動力來自Internet。根據最近的研究,未來兩年歐洲的因特網用戶數量將翻一番。在我國,因特網用戶的年增長率將高達300%,顯然用戶在運動中接入因特網的需求將會增長。
為了滿足接入因特網的需求,一個全球性的開放協議——無線應用協議(WAP)應運而生。WAP為將Internet的信息內容以及增值業務傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準,實現了IP與GSM網絡的橋接,是一個為廠商提供加速市場增長、避免網絡割接、保護運營商投資的標準,WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。
(3)數據速率的發展
GSM承載業務所提供的GSM數據速率最高只能達到9.6kbit/s。國際上1998年引入的高速電路交換數據(HSCSD)技術將實現57kbit/s的數據速率,對要求連續比特率和傳輸時延小的應用是理想的,如會議電視、電子郵件、遠程接入企業的局域網和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數據應用,將實現超過100kbit/s的數據速率。對較短的“突發”類型業務是理想的,如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE(增強數據速率GSM改進模式)使用修改過的GSM調制方式來實現超過300kbit/s的數據速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益,他們不但可以贏得第三代移動通信的經營執照,還可以提供有競爭力的寬帶數據業務。
2.2個人多媒體通信——網絡演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業價值和用戶市場得到了證明,全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數據乃至個人移動多媒體轉移,這一進展已經開始,并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據地點為人們提供無法想像的、完善的個人業務和無線信息,將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界里,話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中;短信將成為帶有照片和視頻內容的電子明信片;話音呼叫將與實時圖像相結合,產生大量的可視移動電話,還將實現移動因特網和萬維網瀏覽。像無線會議電視這樣的應用將隨處可見,電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。
3網絡技術的寬帶化
在電信業歷史上,移動通信可能是技術和市場發展最快的領域。業務、技術、市場三者之間是一種互動的關系,伴隨著用戶對數據、多媒體業務需求的增加,網絡業務向數據化、分組化發展,移動網絡必然走向寬帶化。
通過使用電話交換技術和蜂窩無線電技術,70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS(北美蜂窩系統)、NMT(北歐移動電話)和TACS(全向通信系統)是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網絡技術的一大成就就是去掉了將電話連接到網絡的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統引入了數字無線電技術,它提供更高的網絡容量,改善了話音質量和保密性,并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數字無線標準,包括GSM、MMPS、PDC(日本數字蜂窩系統)和IS95CDMA等,均仍為窄帶系統。
第三代移動系統,即IMT-2000,是一種真正的寬帶多媒體系統,它能夠提供高質量寬帶綜合業務并實現全球無縫覆蓋。2000年以后,窄帶移動電話業務需求將依然很大,但隨著Internet等高速數據通信及多媒體通信需求的驅動,寬帶多媒體綜合業務將逐步增長,而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言,寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。
第三代系統預計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統的變化并不像從第一代模擬網絡到第二代數字網絡那樣存在重大的技術變遷。從目前的技術發展現狀和趨勢來講,第二代系統將逐步子滑過渡到第三代系統,在此演進過程中,移動網絡所能實現的數據速率逐步升級:GSM承載業務所能提供的數據速率為9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技術實現了57kbit/s的數據速率,1999年引入的GPRS將實現超過100kbit/s的數據速率,將在2000年引入的EDGE技術可實現超過300kbit/s的數據速率。2001年后投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kbit/s的數據速率,在辦公室和家中還可以達到2Mbit/s。
4網絡技術的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術在移動通信中的廣泛應用,促使移動網絡得到了迅速發展。移動網絡由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲和處理信息的智能化發展,移動智能網由此而生。移動智能網是在移動網絡中引人智能網功能實體,以完成對移動呼叫的智能控制的一種網絡,是一種開放性的智能平臺,它使電信業務經營者能夠方便、快速、經濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業務,使客戶對網絡有更強的控制功能,能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網通過把交換與業務分離,建立集中的業務控制點和數據庫,進而進一步建立集中的業務管理系統和業務生成環境來達到上述目標。通過智能網,運營公司可以最優地利用其網絡,加快新業務的生成;可以根據客戶的需要來設計業務,向其他業務提供者開放網絡,增加收益。
關于移動智能網的研究,早在1995年就已開始,剛開始并沒有具體的標準協議出現,各廠商各自制定了自己的標準,并且據此進行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產品。這些工作為最終移動智能網標準的形成積累了經驗。
1997年末,美國蜂窩電信工業協會(CTIA)制定了移動智能網的第一個標準協議——IS-41D協議。1998年1月,歐洲電信標準研究所(ETSI)在GSMphase2+階段引入了CAMEL協議(移動通信高級邏輯的客戶化應用程序),當時的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能網能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體,稱為CAMELphase2標準。
伴隨著移動網絡向第三代系統的演進,網絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網及其智能業務是構成未來個人通信的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬移動電話,到第二代的數字移動網絡,再到將來的第三代移動通信系統,網絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統NMT的使用頻段為450MHz,1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統的使用頻段也為900MHz。在第二代網絡中,GSM系統的開始使用頻段為900MHz,IS-95CDMA系統為800MHz。為了從根本上提高GSM系統的容量,1997年出現了1800MHz系統,GSM900/1800雙頻網絡迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發展,頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳,出現了“頻率嚴重短缺”的現象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統采用頻分多址方式,主要通過多信道共用、頻率復用和波道窄帶化等技術實現頻率的有效利用。隨著業務的發展,模擬系統已遠不能滿足用戶發展的需求。數字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術,數字系統要求的載干比較小,因而頻率復用距離可以小一些,系統的容量可以大一些。而且,數字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術,它比模擬的頻分多址制在系統容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通信系統,其發展歷程就是一部頻率有效利用技術的演進史。GSM采用時分多址制式,其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術的不斷升級實現的。從傳統的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術,頻率復用的密集度逐步提升,頻譜效率快速提高,GSM系統的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS-95CDMA(窄帶)系統,以無線技術的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術為基礎,不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區分,如果從頻域或時域來觀察,多個CDMA信號是相互重疊的,故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高,網絡容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力,即系統具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統主流無線接入技術的WCDMA(寬帶碼分多址)能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相干解調(雙向)等技術,網絡容量可得到大幅提高,可以更好地滿足未來移動通信的發展要求。
7網絡趨于融合,走向統一
7.1第三代移動通信系統的結構
第三代系統的主要目標是將包括衛星在內的所有網絡融合為可以替代眾多網絡功能的統一系統,它能夠提供寬帶業務并實現全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現有網絡設施上的投資,第二代系統向第三代系統的演進遵循平滑過渡的原則,現有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統均將演變成為第三代系統的核心網絡,從而形成一個核心網家族,核心網家族的不同成員之間通過NNI接口聯結起來,成為一個整體,從而實現全球漫游。在核心網絡家族的,形成一個龐大的無線接入家族,現有的幾乎所有的無線接入技術以及WCDMA等第三代無線接入技術均將成為其成員。