移動(dòng)智能時(shí)代下通信模式的發(fā)展與變革分析

隋朋呈

（聯(lián)通華盛通信有限公司，天津 300457）

1 通信技術(shù)的發(fā)展史

現(xiàn)代通信誕生于1835年，在那一年一個(gè)叫S.F.莫爾斯的人發(fā)明了電報(bào)。經(jīng)過(guò)50年漫長(zhǎng)的發(fā)展，自1980年代以來(lái)，通信技術(shù)的開發(fā)又一次躍上了新臺(tái)階，信息傳輸技術(shù)和信息開發(fā)技術(shù)以多維度方向發(fā)展的方式實(shí)現(xiàn)了技術(shù)革新。此時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)的程序種類繁多，包括同軸電纜，雙絞線光纖，越洋海底電纜，微波信道短路，后來(lái)無(wú)線通信和衛(wèi)星通信也出現(xiàn)了，以勢(shì)不可擋的形式席卷全球。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為中心的信息通信技術(shù)（ICT）發(fā)展到了社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，作為信息通信技術(shù)的一種綜合表達(dá)，這種通信方法提升了人類通信信息化的發(fā)展。社會(huì)的發(fā)展與變革，可以通過(guò)技術(shù)的革新更準(zhǔn)確地反映出來(lái)，現(xiàn)代通信技術(shù)背負(fù)著交流的使命，“通信”與“技術(shù)革新”的關(guān)系密不可分，它們互相融合，促進(jìn)更快、更好的發(fā)展。

2 現(xiàn)代通信技術(shù)變革：方式與方向

2.1 現(xiàn)代通信技術(shù)變革方式

2.1.1 擴(kuò)大容量、提升數(shù)字化程度

現(xiàn)代通信的容量顯著大于曾經(jīng)的通信技術(shù)。在各種通信系統(tǒng)上，光纖通信技術(shù)體現(xiàn)出強(qiáng)大的廣泛使用一=特征。光纖通信的容量比傳統(tǒng)的電氣通信大10億倍，光纖通信系統(tǒng)使用光來(lái)進(jìn)行信息傳播，而載體則是玻璃，用這些無(wú)雜質(zhì)的玻璃制作而成的極細(xì)的光纖可以幫助光電信息高效率轉(zhuǎn)換，并通過(guò)使用光來(lái)傳輸信息，可以將傳遞的時(shí)間降低不少，而能源損耗也比傳統(tǒng)的方式低。

目前，在通信領(lǐng)域已經(jīng)完成了從模擬通信到數(shù)字通信的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和數(shù)字通信可以更加準(zhǔn)確可靠，并且具有強(qiáng)大的抗干擾性和機(jī)密性。在這個(gè)基礎(chǔ)上流程存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)易于更改，通信工具易于集成和小型化。優(yōu)化了的傳輸機(jī)制，適合各種新媒體使用，并且極大的擴(kuò)展了傳播渠道。

2.1.2 普及中低軌衛(wèi)星通信

近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)崛起，使用通信衛(wèi)星進(jìn)行通信一直是新時(shí)代通信的重要手段，也是中國(guó)一種新型、高效的非常有發(fā)展前途的方式。通信衛(wèi)星的好處之一就是減少了通信成本限制，消磨了時(shí)間和地理上的鴻溝，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)通信。另一個(gè)好處是借助衛(wèi)星搭建起一個(gè)綜合服務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)在各種信息媒體（如語(yǔ)音，數(shù)據(jù)和圖像）的傳輸和交換中發(fā)揮了全面的作用，這些技術(shù)的發(fā)展，直接繁榮了衛(wèi)星廣播、有線電視的信息傳輸，在今天，它還大力推廣著新的通信技術(shù)——5G發(fā)展。

通信衛(wèi)星的種類有很多，其中應(yīng)用前景最好、性價(jià)比最高的就是中低軌衛(wèi)星系統(tǒng)。相比同步軌道衛(wèi)星可以大幅度降低往返傳輸時(shí)延，使衛(wèi)星傳輸?shù)难舆t可以與地面光纖相當(dāng)。它采用了數(shù)量眾多的微小衛(wèi)星，以組網(wǎng)形式實(shí)現(xiàn)大范圍覆蓋。同時(shí)通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)大幅度降低衛(wèi)星生產(chǎn)周期與成本，從而降低通信資費(fèi)，使業(yè)務(wù)類型都聚焦寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。中低軌道衛(wèi)星多采用Ka/Ku頻段，有效提高系統(tǒng)容量。在目前通信領(lǐng)域終端小型化、智能化趨勢(shì)明顯的情況下，這些特征，使得衛(wèi)星通信系統(tǒng)越來(lái)越具備被廣泛運(yùn)用的特制和價(jià)值。

這些技術(shù)幫助突破了時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)“千里傳書”、“萬(wàn)里傳音”的效果。

2.1.3 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與通信緊密結(jié)合

在我們?nèi)粘Ｊ褂玫母鞣N各樣的軟件，都涉及到一項(xiàng)很關(guān)鍵的技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，可見通信與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系正在日益加深。計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一大特色成就。將通信和信息設(shè)備結(jié)合在一起，借助先進(jìn)的軟件研發(fā)技術(shù)，生了多功能與智能化的電話，為終端設(shè)備和計(jì)算機(jī)的組合、為可以生產(chǎn)更多元的多功能和智能設(shè)備打下了基礎(chǔ)。因?yàn)榕c互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)緊密相連，與計(jì)算機(jī)的算法結(jié)合的數(shù)字編程通信模式也非常流行，在很廣的范圍內(nèi)得到了使用。

2.1.4 軟交換技術(shù)出現(xiàn)

在通信業(yè)務(wù)領(lǐng)域，隨著語(yǔ)音通信向數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的過(guò)渡，其發(fā)展趨勢(shì)是逐漸從傳統(tǒng)的線路交換技術(shù)過(guò)渡為分組交換技術(shù)，這其中尤以基于軟交換技術(shù)的智能通信框架最受歡迎。軟交換技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)的封閉式交換結(jié)構(gòu)，它采用水平耦合模式，建立一個(gè)開放式接口，通過(guò)建立通用協(xié)議來(lái)形成開放的、分布式的、多渠道的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

已經(jīng)提出、并正在大力推廣的軟交換技術(shù)，作為下一代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，能夠構(gòu)建基于信息分組的、管理分層的和信息開放的下一代智能通信網(wǎng)絡(luò)，并成功實(shí)現(xiàn)承載與控制的分離。軟交換技術(shù)的主要貢獻(xiàn)是提出通信的分層思想，并使用分組交換網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)墓δ軄?lái)分離傳統(tǒng)的線路交換節(jié)點(diǎn)的呼叫控制、媒體承載和業(yè)務(wù)功能。因此，軟交換設(shè)備不再處理媒體流，也不再具有流媒體服務(wù)屬性，而是集中負(fù)責(zé)基本呼叫控制的相關(guān)服務(wù)功能。軟交換技術(shù)在中國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)樵陔娫捳Z(yǔ)音服務(wù)、IP接入、非IP接入以及與PSTN的互通方面比傳統(tǒng)的通信技術(shù)要考慮的更多，具有更強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

2.2 現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展方向

2.2.1 5 G技術(shù)是通信技術(shù)發(fā)展的新方向

5G+智能化的通信技術(shù)是最近興起的一種新型模式。具體來(lái)看，5G技術(shù)是以公眾的互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)為目標(biāo)，根據(jù)人群分布活動(dòng)區(qū)域布設(shè)覆蓋，滿足個(gè)人上網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，其中主要承載個(gè)人隱私數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)量級(jí)大、拓樸變化快、時(shí)延要求高，因此可以大量運(yùn)用在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心。

盡管5G技術(shù)在通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但他因?yàn)楦鞣N原因尚未普及。第一個(gè)問(wèn)題是5G技術(shù)的有限頻譜資源與無(wú)線通信需求之間存在矛盾。其次，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)技術(shù)限制了網(wǎng)絡(luò)的多樣化發(fā)展。第三個(gè)問(wèn)題是配置管理以及交換機(jī)的調(diào)度和交換不能滿足通信多樣化發(fā)展帶來(lái)的無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的需求，操作和維護(hù)開銷是巨大的，從而導(dǎo)致復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳輸控制，資源管理以及配置維護(hù)和通信等存在障礙。

為解決這些問(wèn)題，筆者提出了以下建議。首先，必須將5G頻率擴(kuò)展到毫米波段，以避免它與現(xiàn)有無(wú)線電間的頻譜沖突。一旦頻譜擴(kuò)展至毫米波段，該技術(shù)可以獲取10 GHz以上的連續(xù)頻譜資源，從而有效地緩解頻譜資源的壓力；筆者的第二個(gè)建議是改善當(dāng)前頻譜使用率狀況，因?yàn)?G不僅需要具有豐富頻譜資源的高頻段，而且還需要具有出色覆蓋性能的頻譜資源。頻譜利用效率就顯得格外關(guān)鍵。當(dāng)前所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)使用頻譜利用率低的“專用”頻譜分配模式，改進(jìn)時(shí)需要通過(guò)動(dòng)態(tài)和有效的頻譜資源管理來(lái)有效提高使用現(xiàn)有頻譜的效率；第三，筆者認(rèn)為未來(lái)應(yīng)該進(jìn)先進(jìn)通信技術(shù)與智能傳感，大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)緊密集成，借助這些技術(shù)強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以從根本上改善技術(shù)的使用，釋放智能化通信更多的可能性。

2.2.2 作為基礎(chǔ)科技，支持多樣化服務(wù)

通信產(chǎn)業(yè)是國(guó)家發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的快速發(fā)展，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，新興通信技術(shù)在金融、醫(yī)療、教育中起到了關(guān)鍵的作用：智能化金融管理中，通信技術(shù)將信息實(shí)時(shí)更新匯總，并進(jìn)行無(wú)損式傳遞；在醫(yī)療領(lǐng)域，智能通信技術(shù)為遠(yuǎn)程手術(shù)、藥品管理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；而隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，各種線上教育也紛紛落地，VR、交互式教學(xué)都已經(jīng)得到了運(yùn)營(yíng)，而且反饋良好，正準(zhǔn)備著改進(jìn)、推廣。

在信息化社會(huì)中，人類的行為，心理以及生活，學(xué)習(xí)和工作將發(fā)生重大變化。通信技術(shù)作為是信息社會(huì)的生命線，將成為現(xiàn)代社會(huì)的“神經(jīng)系統(tǒng)”。不斷變化的通信技術(shù)和各種通信方法，與每個(gè)人都緊密相關(guān)。因此，它的任何改進(jìn)都有可能產(chǎn)生非常巨大的影響，我們需要做好準(zhǔn)備以適應(yīng)人類的進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展。

3 創(chuàng)新通信技術(shù)給生活帶來(lái)的影響

智能通信技術(shù)的出現(xiàn)，讓智慧城市、智慧醫(yī)療、遠(yuǎn)程醫(yī)療真正得以實(shí)現(xiàn)；虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用在在線教育上，能夠讓邊遠(yuǎn)地區(qū)的人民享受更真實(shí)的教育資源；它在車聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都會(huì)有更好的應(yīng)用，未來(lái)有機(jī)會(huì)發(fā)展成一種強(qiáng)大的基礎(chǔ)性智能服務(wù)技術(shù)，為今天意想不到的領(lǐng)域作出貢獻(xiàn)。

毫無(wú)疑問(wèn)的是，智能通信技術(shù)未來(lái)仍將有更廣闊的發(fā)展空間。在未來(lái)，智能通信領(lǐng)域的發(fā)展目標(biāo)是普及化、高度網(wǎng)絡(luò)化，將以網(wǎng)絡(luò)傳輸效能、節(jié)點(diǎn)運(yùn)行效能、業(yè)務(wù)承載效能和服務(wù)提供效能等為約束，將用戶的關(guān)注點(diǎn)歸結(jié)為“通信目的”，建立“感知—決策—適配”一體的自我驅(qū)動(dòng)運(yùn)行機(jī)制。此時(shí)，智慧化的通信技術(shù)可以在海量的用戶、網(wǎng)元和業(yè)務(wù)之間進(jìn)行適配協(xié)調(diào)，根據(jù)用戶用網(wǎng)目的直接決定服務(wù)的提供方式，自動(dòng)推演出合適的網(wǎng)絡(luò)資源組成、節(jié)點(diǎn)協(xié)作模式、運(yùn)行控制模式等，并且能夠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行自我調(diào)整和優(yōu)化。