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在上个月举行的电子设计流程研讨会 (EDPS) 上,第二天的主题演讲由爱立信硅谷的首席技术官 Mallik Tatipamula 主持,Mallik 拥有丰富的电信行业工作经验,曾在 F5、Juniper Networks、思科、摩托罗拉、Nortel 和印度马德拉斯理工学院任职。
此次的主题演讲中,Mallik 首先介绍了移动通信的历史——
1G 时代是 FDMA,即频分多址。这时每个用户都有自己的频段。无线电技术都属于模拟技术。1G 网络传播纯语音,并且不支持“全球漫游”。
2G 时代是 TDMA,即时分多址。这有点名不副实,因为它也使用 FDMA,然后将频带分成时间段。2G 属于数字技术,数据速率为 16Kbps(用于语音编码)。传输的数据非常有限。在美国还有一个 CDMA 网络,即码分多址。它使用跳频和不断更新功率,使所有信号共享相同的频谱。因此,传输的都是语音和文本信息,有了 GSM(以及狭义的 IS-136),不同国家/地区的手机可以在一定程度上实现“全球漫游”。
3G 时代是电路交换的语音和分组交换的数据,速率为 150Kb/s。3G 开启了(至少以当时的标准)移动互联网时代。
4G 时代是真正的全 IP 网络(基于 IP 的语音传输),速率达到每秒兆比特。用户终于可以在手机上观看视频,且画面质量尚可。一切都通过互联网协议 (IP) 运行,使用 OFDMA,即正交频分多址。4G 开启了智能手机应用的时代,Uber 打车、食品外卖、聊天程序等应用应运而生。
20 世纪 90 年代初,根据 GSM 统计数据,全世界有 1000 万移动用户。2020 年,这一数字已经增长到 75 亿。移动通信改变了每个人的生活方式。实际上,美国此时在移动商务领域已不占据领先地位。在国内和印度等国家,即便是路边摊贩也接受(并欢迎)移动支付。
现在,我们迈向了带有波束成形天线的 5G 时代,大量的经济正在向云端转移。我们可以体验每秒千兆的速度和低延迟。延迟是一个挑战,因为本地延迟是 50 毫秒,美国东海岸到西海岸是 1 秒。这意味着我们需要在靠近用户的地方处理数据,可能就在基站上面。然而,这种本地数据处理技术部署得非常少。
6G 将在 2030 年到来,这意味着业内现在就在开展相关的技术工作。预期 6G 将实现非常高的带宽,包括地面(蜂窝和 WiFi)和非地面(空间)的整合。频谱带正在向百 GHz 级和 THz 级发展,与无线电传感带重叠。事实上,目前我们面临的一个问题是,5G 手机会干扰机场导航设备。
我们正在朝着连接、计算、控制和内容融合的方向发展。
或者,正如 Maillik 所说,5C+5D = 6G。一切努力的共同目标都是实现低延迟。
然而奇怪的是,移动行业的专业人士总是喜欢指出,自动驾驶或辅助驾驶需要具备低延迟,汽车以 60 英里/小时的速度在 200 毫秒内行驶 17 英尺,所以我们需要降低延迟。他们的基本结论是,5G 对实现这一点至关重要。然而,当汽车行业的人士发言时,他们从不将网络连接视为自动驾驶的必要部分。当然,上传地图和路线信息需要使用网络,但汽车即使在网络故障的情况下也必须能够自主驾驶,所以他们不需要 5G 技术。
正如云/数据中心的网络基础设施一样,硬件正在通过软件定义网络 (Software-defined networking ,SDN) 和网络功能虚拟化 (Network function virtualization ,NFV) 等技术,从软件中分离出来。这使得硬件可以被虚拟机取代,并支持分布式网络功能,如上图所示。
与过去十年相比,未来十年的重点是由中心云迁移到分布式云。或者,正如 Mallik 在下图所展示的那样,我们正在迁移到一个网络-物理的连续体。其中的具体含义耐人寻味。这个连续体将包含大量的传感器、执行器和电子装置。使得其听起来有点像《终结者》中的剧情,一个“被电子脑控制的有机体”。这一切只有在 2030 年才能揭晓答案,让我们拭目以待。
(文章来源公众号: Cadence楷登PCB及封装资源中心)