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什么是移动通信网络?看完秒懂

发布日期:2020-06-08 10:52 来源:和记h88 发布人:和记娱乐 点击:

  上一篇什么是通信原理?原来这么简单我们讲的都是通信的基础理论,比较枯燥。今天这篇,我们来看看现实生活中的移动通信系统。

  “绝大部分通信系统,都可以用分层的角度来看,也必须用分层的角度来看。看懂了这个系统的层级,就看懂了这个系统的70%。——小枣君”

  我们的手机,如果想要打电话,必须连入运营商的通信网络之中。把手机终端连接起来的这一级网络设备,就叫做接入网(层)设备。

  一个基站,应该称之为一套基站系统,它由多个设备共同组成。以现在主流的4G LTE网络来说,基站就包括BBU、RRU、射频天线,这三个主要部分。

  BBU,基带处理单元,主要负责信号调制。RRU,远端射频单元,主要负责射频处理。馈线,负责连接RRU和天线。天线,主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换。(结合上一篇通信基础理论,这段话理解起来应该不会困难。)

  通常BBU会安装在机房里,RRU在机房或者室外都可以安装。而天线,刚才说了,安装在铁塔或抱杆上,在室外楼顶上经常会看到。

  我们所说的,是宏基站。宏就是大的意思,大家在野外看到的大铁塔,基本上就是宏基站的天线。铁塔下,是宏基站的机房。

  除了宏基站之外,基站还有很多种。根据站型大小和功率,主要分为宏基站、微基站、皮基站、飞基站。

  在室内,因为砖墙的阻隔,信号会受到很大的影响,所以,并不适合使用宏基站,而会大量使用微基站、皮基站和飞基站。它们的天线发射功率较小,对人体的影响也小,对室内空间的覆盖效果更好。

  一般来说,除了微基站之外,为了加强信号质量,还会使用室内分布系统,也就是大家经常会听到的“室分”。

  “室分”其实也是信号的二次中继和增强覆盖。从信源(例如微基站或直放站)接出馈线,然后到各个房间或通道,再利用天线发出信号。

  最开始我们使用1G和2G的时候,主要是使用800~900MHz左右这样的频段,属于低频频段,频率低,穿透能力较好,单站覆盖范围较大。

  后来,用户数量激增,800~900MHz频率资源不太够用,于是,就新增了1700~1900MHz的一些频段。覆盖范围明显小了很多,但缓解了容量问题。

  再后来,我们使用3G,因为对上网速率有更高的需求,加上低频段被2G占用,所以,不得不使用1800~2000MHz,甚至2000MHz以上的频段。覆盖效果当然不如2G GSM网络。

  所以3G网络建成之后,在野外偏远地区,或者室内偏僻角落,往往只有2G信号,没有3G信号。

  而80%以上的数据流量,都来自室内。所以,催生了微基站和皮飞基站,用于室内人群的信号覆盖,能够正常上网。

  即将到来的5G,会开始使用毫米波(波长达到毫米级的电磁波),频率类似于28GHz(28000MHz),覆盖范围更加小。

  这样一来,室内将使用大量的微小基站进行覆盖。所以,大家会看到越来越多的小型化基站,出现在身边。

  对于中国这样一个面积庞大,人口众多的国家来说,一个运营商的承载网,显然会比较复杂。它会分为接入层、汇聚层、层,分别位于不同的行政层级(例如层通常在省会)。

  承载网主要是传输数据。以前基本是使用电缆,后来,因为数据上网业务的激增,流量变得很大,所以,开始使用网线、光纤光缆进行传输。

  光纤,相信大家都很熟悉,因为它的低成本(相对电缆来说)和高速率,现在已经成为通信网络不可或缺的重要组成部分。

  随着5G时代到来,终端速率激增,承载网作为管道,当然也要能够承受住巨大的流量。现在新闻里经常出现的所谓“400G OTN”,就是指OTN的单载波承载能力,达到了400G。

  核心网,是通信网络最核心的部分,主要负责数据的处理和由。你可以把它理解成一个“超级由器”。

  那个时候,基本上还是用电缆为主,电缆划分为好多通道,通常称为电,不同的电给不同的用户占用,用于通话。这样专有通道占用的交换方式,叫做电交换。所以,2G 核心网的MSC之类设备,也叫做电核心网设备。

  于是,核心网有了大变化,开始有了PS核心网。PS,Packet Switch,分组交换,包交换。

  LTE网络,其实可以简单理解为3G时代PS网络的升级版。说白了,LTE网络也属于PS网络,只能支持上网(数据业务)。

  LTE替换PS之后,正常情况下,我们就是用2/3G的CS网络打电线G的LTE网络上网。应该能看懂吧?

  当时,负责制定通信标准的组织,3GPP,决定加个IMS(IP Multimedia Subsystem,IP多子系统),取代传统CS,提供包括打电话在内的多业务。

  这种IMS+LTE的语音解决方案,将使得手机用户可以同时打电话和上网。这个方案,就是大家经常听说的VoLTE。

  即使到了5G时代,虽然数据业务可以使用5G NR(New Radio,5G的正式名称),但打电话还是依靠IMS。而VoLTE,到了5G时代,也变成了VoNR。

  核心网作为移动通信网络的最顶层,完成数据的由和交换,最终实现了手机用户和互联网的通道建立。

  通道建立之后,手机用户就可以访问互联网上的数据中心,也就是服务商的服务器,从而使用服务商提供的业务和服务。

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