鲜枣课堂信号与系统,

牵着乌龟去散步 百科 11 0
推荐几本通信相关的书

推荐买书这种事情,其实一开始我是拒绝的。

原因有几个方面:

首先,如果要学习的话,网上已经有很多的资料可以下载(鲜枣课堂也经常免费分享给大家)。还有新媒体文章、博客之类的,内容很全面,基本上该有的都有,足够你看。

另一方面,现在正式出版的书籍里面,很多都是“为了出书而出书”的书。作者沽名钓誉,只为稿费,书籍内容粗制滥造,拼拼凑凑,没有干货。这些书,买了是浪费钱,看了也是浪费时间。

还有一点,也是最主要的一点:买书如山倒,看书如抽丝。很多同学都是一时兴起想买书学习,但买了之后,很少有耐心去看。很多人拿到书,随便翻翻就放着落灰,甚至有同学连书膜都没撕。

不过,后来我细细想想,还是觉得应该推荐几本。

原因也有几方面:

之一,我推荐的这几本确实不错,要么通俗易懂,对新人非常友好,要么属于经典书籍,讲解透彻,适合作为参考工具书。这些书也得到不少通信同行的认可。

其次,网上资料虽然多,但纸质书籍相比来说,内容更加系统全面,不会太碎片化,适合入门。新人刚上手,还是应该从一本书开始。

最后一点,即使你买了不看,放在桌上,每天打打脸,至少也是一种鞭策和提醒。。。


好了,废话说了半天,推荐如下:

No.1,《深入理解LTE-A》




老通信人都知道这本书,咱们金辉大侠的经典著作。这本书的讲解非常透彻,适合研读。不过,价格稍微有一点点贵。


大家可能会问,都5G时代了,为啥还要推荐LTE的书?

其实,我之前就说过,现在学通信,一定是从LTE学起。

一方面LTE非常成熟,资料很多。另一方面,5G也是从4G LTE演进过来的,很多地方其实仍然有很大的相似之处(现在很火爆的NB-IoT物联网技术,是LTE的简化版,也很相似)。再有一点,LTE现网存量很大,未来很长时间都会继续存在,所以,学它肯定不算是“过时”。

总而言之,把LTE学好,也是给5G打基础。


No.2,《深入浅出4G *** 》



不好意思,还是一本LTE的书。前面那本如果说适合研读,那么,这本适合入门。


No.3,《通信之道—从微积分到5G》



这本书,看名字就知道了,是一本从理论基础到行业应用的知识贯穿性质的书。

书里面有大量的基础理论, 有点像加强版的“通信原理”,适合大学生阅读,看了有助于帮你梳理知识体系,搞明白通信到底是怎么回事,你为什么要学《高等数学》和《信号与系统》。

No.4,《大话5G》



好吧,既然大家都关注5G,我就推荐一本。

其实,这本书并不是新出版的,在5G标准确定之外,这本书就出版了,所以,内容不是很全面、详尽。不过,这本书胜在通俗易懂,该有的也有,适合外行入门,了解5G到底是怎么一回事。

和这本书类似的,其实还有几本,合称“大话”系列。



这几本书,都是通俗易懂,和我的风格倒是有几分相似。

入门当普及读物看看,是没问题的,至少会让人愿意看。但是内容深度方面,就不行了,已经入门的话就不要看了。


No.5,《对话通信原理》




哈哈,这本是小枣君老东家出的书,必须要隆重推荐一下。书的内容比较基础,通俗易懂,轻松惬意。同样适合入门阅读。


No.6,《浪潮之巅》




非常有名的一本书。刚才推荐的都是技术书籍,这本不是,这是一本关于历史的书,里面有很多老牌科技企业的发展故事,包括AT&T,摩托罗拉等通信企业。

鲜枣课堂信号与系统,-第1张图片-

小枣君的文章经常会写通信的历史。其实,以史为鉴,可以知兴替。很多历史,都在不断重复,难道不是吗?

哦,对了, 和这本书一起的,还有《硅谷之谜》、《数学之美》,有兴趣都可以读一下。


No.7,《NB-IoT从原理到实践》



现在是物联网时代,作为物联网里面人气最旺的NB-IoT技术,确实值得认真学习一下。

本书的作者,是大名鼎鼎的吴老师。小枣君学习NB,就是看吴老师的公众号(吴老师聊通信)入门的,内容非常通俗易懂,看了之后回味无穷,推荐大家关注一波!


No.8,《3G UMTS与4G LTE核心网》



这本书,适合核心网工程师。当年我还在做核心网培训的时候,翻到这本书,一下子就被吸引了,里面都是业务流程,非常详细。一般来说很少有书内容这么全面,适合作为工具书。可惜,现在好像很难买到了。

好了,推荐完毕。

你以为我会推荐《VoLTE—从入门到放弃》、《颈椎片治疗指南》、《活着》?

嘿嘿,我偏不!

老司机揭秘手机定位技术

今天我们所处的移动互联网时代,手机成了每个人的生活标配。

这些手机里,安装了形形 *** 的APP,提供了各种服务,彻底改变了我们的生活。



这些服务里面,就包括我们今天的主角——定位


每一个人,每一件物品,在这个地球上都有一个空间位置信息,这就是定位。它非常重要,我们靠它来找到这个人或这件物。

自从有人类文明开始,地图就被发明出来,用于标示位置信息。但是,因为技术手段的落后,人们只能通过参照物来“佛系”定位。


佛系定位,跟着感觉走


后来,有了罗盘、指南针,人类的定位能力不断进步,定位的精度也不断提升。


郑和下西洋,采用“牵星术”进行定位


进入现代之后,随着社会的进步和科技的发展,定位技术更是突飞猛进。我们几乎可以丈量和定位世界的每一个角落。


世界地图


用于定位的设备和技术,也逐步从航海航空、测绘救灾、军事国防等「高大上」的领域,渗透到普通老百姓的生活,成为不可或缺的组成部分。例如车辆导航、物流跟踪、交通管理等。


车辆定位导航


那么,大家平时使用手机定位服务的时候,有没有想过这些问题:

手机到底如何实现定位的?工作原理是什么?

大家都知道卫星定位,那么,是不是只有卫星这一种定位方式?为什么有时候我们没有打开手机的卫星定位开关,仍然能够进行定位?

如果我们在室内,没有卫星信号覆盖,是不是就彻底不能定位了?

今天这篇文章,小枣君就将揭晓这些问题的答案。





卫星定位

定位,我们通常按使用场景,分为室内定位室外定位

我们先来说说用得最多的室外定位。

目前最主流的室外定位方式,刚才我们已经提到了,就是卫星定位



卫星定位,是利用人造地球卫星进行点位测量的技术,也是目前使用最为广泛、最受用户欢迎的定位技术。它的特点非常突出,就是精度高、速度快、使用成本低。



但是,目前世界上只有少数国家,具备建设和维护卫星定位系统的能力。

大家所熟知的,包括:美国的GPS,中国的北斗(BDS)、欧洲的伽利略(Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)。此外,还有日本的准天顶系统(QZSS)和印度的IRNSS。

我们就拿使用最为广泛的美国GPS系统来说吧。

GPS,英文全名是Global Positioning System,全球定位系统。



它起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用,1994年彻底布设完成。

GPS系统的主要建设目的,是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。

该系统由24颗卫星构成,其中21颗为工作卫星,还有3颗是在轨备用卫星。它们共同组成了GPS卫星星座。



24颗卫星距地高度为20200km,运行周期为11小时58分(恒星时12小时),均匀分布在6个轨道平面内。

正常情况下,在地球表面上任何地点任何时刻,平均可同时观测到6颗GPS卫星,最多可达10颗卫星。



除了天上的卫星之外,当然还需要地面的相关设备进行配合和监测,也就是地面监控系统。



GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监控站。

GPS导航系统的基本原理,是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具 *** 置。


我们的手机,内置了GPS模块和天线,相当于接收机,负责GPS数据的接收和处理。



这些数据被手机操作系统或APP应用软件(例如百度地图)调用,起到精确定位的目的。



小提示:大家如果有兴趣的话,可以安装类似“GPS雷达”这样的APP,随时查看自己的手机现在能搜到哪几颗定位卫星:


我随便扫了一下,头上的卫星还真不少啊


卫星定位这个东西,涉及到国家安全,当然不能完全依赖于国外。所以,尽管GPS系统非常成熟,我们国家还是开发了北斗系统


弹道导弹,总不能用人家老美的卫星来定位吧?


截至目前,我们的北斗系统已经具备商用能力,配合基准站,能给客户提供精确到10米的定位服务,和GPS不相上下。

同时,北斗也弥补了GPS的不足,具备短报文能力(GPS卫星是单向广播的,不具备双向通信能力,功能略显单一)。限于篇幅,今天对北斗不多做介绍,下次专门开专题来讲。



对于GPS这样的卫星定位系统来说,影响定位精度的因素主要来自两个方面,一个是大气层中的电离层( 电离层在太阳光的照射下充满了离子和电子,对GPS信号这种电磁波的影响严重),还有一个是多径效应(以前介绍通信基础的时候讲过,因为建筑等影响,直射信号和反射信号抵达的时间不同,造成信号干扰)。


不过总的来说,如果天气OK,GPS的定位精度都不会太差。



基站定位

好了,说完了卫星定位,再来看看地面定位

说到地面定位,大家首先想到了什么?哈哈,是不是雷达?



确实,雷达作为一项搜索定位技术,广泛应用于军事和民用领域。但是,毕竟普通手机数量非常庞大,加之生活场所障碍物非常复杂,不管从技术角度,还是成本角度,都不适合采用雷达进行定位。


龙珠雷达,其实是个不错的东东


那我们采用什么方式呢?

其实可以用的 *** 很多,最常用的,是基站定位,也就是常说的LBS,Location Based Service(基于位置服务)。



基站定位的原理和雷达有相似之处。雷达定位大家都知道,就是发射雷达波,根据目标的反射,进行空间位置测算。


基站定位的话,基站就相当于是一个“雷达”。

通常,在城市中,一部手机会在多个基站的信号覆盖之下。手机会对不同基站的下行导频信号进行“测量”,得到各个基站的信号TOA(到达时刻)或TDOA(到达时间差)。根据这个测量结果,结合基站的坐标,就能够计算出手机的坐标值。

画个图,一看就明白了:



清楚了吧,三点一位。

基站定位的精度并不高,误差大概从100米到上千米。主要误差原因,是来自基站的位置和密度。简而言之,基站数量越多,密度越高,定位精度也就越高。基站和手机之间的障碍物越少,定位精度也会有所提升。

通常农村地区的基站定位精度低,是因为农村基站少,盲区多,有时候只有一个站的信号,当然无法精确定位了。


一个站可以定位一个圈,无法定位一个点


除了上面所说的基站定位之外,如果你对定位精度要求不高的话,也可以直接查看手机当前所在的小区信息,来确认目标位置。

我们所有的手机,只要连接到运营商的 *** ,就相当于“登记”在 *** 里。当前连接的基站信息,在手机中都可以查到。



在拨打 *** 界面输入 *#*#4636#*#* 查看对应的基站信息

苹果的话,输入*3001#12345#*


在运营商那边,也非常容易查到这个信息。即使你关机了,运营商HSS(负责管理用户数据的设备)都能查到之前你所在的基站小区。

这种方式查看位置比较快,但是精度就很低,一个基站覆盖的范围,从几百米到几公里不等。



Wi-Fi定位

除了基站定位之外,还有一个大家可能比较陌生的地面定位方式,就是Wi-Fi定位

没错,Wi-Fi也可以定位哟!



也许你会认为,我所说的Wi-Fi定位,就是IP地位定位。其实并不是哦!

大家都知道,每个人上网,都会有一个公网IP地址。这些IP地位,在 *** 系统中都是有注册的,例如属于南京电信或上海联通,之类的。



IP地址确实可以大致追踪到你的位置(运营商可以查得更准确),但是,这种定位也有局限性。一方面,现在很多运营商都采用NAT技术,不一定会给每个用户分配公网地址,另一方面, IP地址很容易欺骗,我如果搞一个 *** 地址,你看到的IP,可能是美国的。

我所说的Wi-Fi定位,和上面的IP地址定位完全不同,是根据Wi-Fi路由器MAC地址进行定位。


每一个无线AP(Wi-Fi路由器)都有一个全球唯一的MAC地址,并且一般来说,无线AP在一段时间内不会移动。

在开启Wi-Fi的情况下,采集设备(例如手机)可以搜到这个无线AP的信号,并且获取它的MAC地址和信号强度信息。

采集装置将这些信息上传到服务器,经过服务器的计算,保存为“MAC-经纬度”的映射。当采集的信息足够多,就在服务器上建立了一张巨大的Wi-Fi信息数据库。

当一个设备处在这样的 *** 中时,可以将收集到的这些能够标示AP的数据发送到位置服务器,服务器检索出每一个AP的地理位置,并结合每个信号的强弱程度,计算出设备的地理位置并返回到用户设备,其计算方式和基站定位位置计算方式相似,也是利用三点定位或多点定位技术。



位置服务商要不断更新、补充自己的数据库,以保证数据的准确性。

那么,问题来了,这些AP位置映射数据怎么采集的呢?

大致可以分为两种——主动采集和用户提交。


  • 主动采集:


谷歌的街景拍摄车,没想到吧?它就是一个采集设备。它采集沿途的无线信号并打上通过GPS定位出的坐标回传至服务器。


Google街景拍摄车


  • 用户提交


Android手机用户在开启“使用无线 *** 定位”时,会提示是否允许使用Google的定位服务,如果允许,用户的位置信息就被谷歌收集到。iPhone则会自动收集Wi-Fi的MAC地址、GPS位置信息、运营商基站编码等,并发送给苹果公司的服务器。

和基站定位一样,Wi-Fi定位在AP密集的地方有很好的效果。如果AP很少,那也很难定位准确。

总的来说,Wi-Fi这种定位方式的执行难度比较大,可用性和准确性也不高。所以,主要还是一种辅助性质的定位手段。



A-GPS定位

说到辅助,我们就要说到A-GPS了。

A-GPS,Assisted GPS,辅助全球卫星定位系统。从名字就可以看出来,这是GPS的一个增强功能。


A-GPS *** 架构


这个技术,就是将GPS定位和基站定位两种技术相结合。

手机通过基站大致定位自己的位置,然后把位置告诉AGPS服务器,服务器根据这个位置信息,将此时经过你头顶的卫星参数(哪几颗、频率、位置、仰角等信息)反馈给你的手机,你手机的GPS就可以快速搜索卫星。

采用A-GPS的话,手机搜星速度大大提高,几秒钟就可以定位。


以上,就是常用的室外定位技术。

其实,说实话,最靠谱的方式,还是卫星定位。大家经常会发现自己被定位到河里去,多半都是因为卫星没信号,然后被基站定位和Wi-Fi定位给坑了。。。




室内定位

事实上,像GPS这样的定位技术,虽然精度高,但是有一个明显的缺点,就是无法穿透建筑物,不能实现室内定位

但是,人们对室内定位是有强烈需求的。例如地下车库,人们经常会忘记自己的车停在哪里。此外,在大型商场人流较多,找人会存在困难,小孩走失的话,也会需要定位。


地下车库,非常考验一个人的方向感


在工业方面,也有定位需求,例如厂房内的生产线跟踪,资产管理等。

现在我们都在说“万物互联”,那么,物在哪里,你总要知道的吧?


IoT,物联网


对于这种室内定位需求,我们应该采用什么样的定位手段呢?

其实,任何一种通信技术,本身都会带有定位功能。就像我们刚才说的基站定位和Wi-Fi定位,本身都是通信技术,但是通过测量时间差,都能够进行位置测量。

所以,短距离通信技术有哪些,室内定位技术,就有哪些。

例如,蓝牙定位红外定位RFID射频定位超声波定位Zigbee定位UMB定位,全部都属于室内定位技术。Wi-Fi定位,其实也一样适用于室内。


Wi-Fi室内定位

我们简单介绍几个比较典型的吧。

首先,说说蓝牙定位



蓝牙,大家都很熟悉,是一种短距离低功耗的无线传输技术。

蓝牙定位,就是通过在指定区域安装信标(可以发出蓝牙信号),实现精确定位。这些比手机要小的信标,每隔几米放置一个,能够与所有装有蓝牙模块的移动设备进行通信。


蓝牙定位组网

蓝牙定位的优点,是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启,就能够对其进行定位。

说到蓝牙定位,就要提一下iBeacon,这是苹果公司2013年推出的一种低功耗精准微定位服务。它比以往普通蓝牙技术传输距离更远,精度更高。



另外一个比较受欢迎的室内定位技术,是UWB超宽带

超宽带(UWB)定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。


UMB室内定位技术

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,因此具有GHz量级的带宽。

由于UWB技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,前景也是相当广阔。

限于篇幅,其它几种室内定位技术,小枣君就不一一介绍啦。

需要提一句的是,像GPS定位、基站定位这样的方式,搭建系统有很高的门槛,不管是技术,还是资金,都不是一般企业能够承受的。但是,室内定位技术完全不同,它并不需要很大的投资,而且技术难度也小得多,所以,现在很多公司都在研究,也做出了不少成熟产品。这一块的市场前景,还是非常广阔的。

好啦,以上,就是小枣君对常用定位技术的介绍。

最后,我要提醒一下大家:定位数据属于重要的个人隐私信息,不得非法获取,也不能用于违法目的。

大家一定要保护自己的位置数据,千万不要随意授权不靠谱的APP获得你的位置信息,以免带来生命危险。


关于天线,不错的科普文章--转载自鲜枣课堂 微信ID xzclasscom

今天我要给大家介绍的,是天线

嗯,就是这个东东:



天线,是我们生活中很常见的一种通讯设备。但是,大部分人其实对它并不了解,可能只知道它是收发信号的。

所以,小枣君用一个礼拜的时间,憋了一个大招,码出了这篇文章——



本文面向零基础读者,专业或非专业人士,皆可阅读,绝对通俗易懂,干货满满。



废话不多说,直入正题!

话说,自从1894年老毛子科学家波波夫成功发明了天线之后,这玩意迄今已有124年的历史(数了3遍,应该没错)



波波夫和他的发明

在这漫长的历史长河之中,它对人类社会发展和进步做出了卓绝的贡献。



二战中屡立奇功的英国雷达天线

如今,不管是老百姓日常工作生活,还是科学家进行科研探索,都离不开天线君的默默奉献。



天线究竟是一根什么样的“线”,为什么会如此彻底地改变我们的生活?



其实,天线之所以牛逼,就是因为电磁波牛逼。

电磁波之所以牛逼,一个主要原因就是,它是唯一能够不依赖任何介质进行传播的“神秘力量”。即使在真空中,它也能来去自如,而且转瞬即至。



电磁波效果图


电磁波传播示意图

想要充分利用这股“神秘力量”,你就需要天线。

在无线电设备中,天线就是用来辐射接收无线电波的装置。



天线的英文名:Antenna(也有触须、直觉之意)

再通俗点,天线就是一个“转换器”——把传输线上传播的导行波,变换成在自由空间中传播的电磁波,或者进行相反的变换。

天线的作用

什么叫导行波

简单来说,导行波就是一种电线上的电磁波。

天线是怎么实现导行波和空间波之间转换的呢?

看下图:



中学物理学过,两根平行导线,有交变电流时,就会形成电磁波辐射

两根导线很近时,辐射很微弱(导线电流方向相反,产生的感应电动势几乎抵消)。

两根导线张开,辐射就会增强(导线电流方向相同,产生的感应电动势方向相同)。



当导线的长度增大到波长的1/4时,就能形成较为的辐射效果!



有了电场,就有了磁场,有了磁场,就有了电场,如此循环,就有了电磁场和电磁波。。。



电生磁,磁生电

再来个动图,大家感受一下这个优美的过程:



导线电流方向的变化,产生了变化的电场

产生电场的这两根直导线,就叫做振子

通常两臂长度相同,所以叫对称振子

长度像下面这样的,叫半波对称振子



半波对称振子

把导线两头连起来,就变成了半波对称折合振子



半波对称折合振子

有点像刷墙的油漆刷子。



对称振子是迄今最为经典,使用最为广泛的天线。

理论还是有点枯燥啊,赶紧的,我们来结合一下实物。

真实世界中的振子,是个什么样?

Duang!就是这样——



就是这么个金属片。。。半波对称振子(非折合)

好吧,其实上面这个只是振子的一个传统形态,它还有N种变(身)态:



造型怪异的振子

懵逼了吧?如果说振子就是天线,那这哪里是天线嘛?我们现实生活中看到的天线不是这个鸟样啊?

放心!作为一个百年一遇的良心公众号,鲜枣课堂骗天骗地都不敢骗各位粉丝爸爸!

确切地说,振子不是一个完整的天线。振子是天线的核心部件,形态会随天线的形态变化而变化。

而天线的形态,实在是太TM多了。。。多了。。。了。。。

总而言之,成百上千。。。

虽然天线的形态千奇百怪,但是根据相似度,也可以进行大致归类。

按波长分:中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线...

按性能分:高增益天线、中增益天线...

按指向分:全向天线、定向天线、扇区天线...

按用途分:基站天线、电视天线、雷达天线、电台天线...

按结构分:线天线、面天线...

按系统类型分:单元天线、天线阵...

……

如果按照外型来分,常见的几种,如下图:



鞭状天线


抛物面天线


八木天线

PS:八木天线并不是八根木头,虽然我数学不好,但是八我还是数得来的。之所以叫八木,是因为它是二十世纪20年代日本人八木秀次和宇田太郞发明的,叫“八木宇田天线”,简称“八木天线”(可怜的宇田)。

我们通信汪最关心的,当然是——通信基站天线



基站天线,是基站天馈系统的组成部分,也是移动通信系统的重要组成部分。

基站天线一般分为室内天线室外天线

室内天线通常包括全向吸顶天线定向壁挂天线等。



我们重点说说室外的。

室外基站天线也分为全向的和定向的。定向天线再细分为定向单极化天线定向双极化天线

什么是极化?别急,我们待会再说。我们先说说全向定向

其实顾名思义,全向天线就是向四周发射和接收信号的,而定向天线,是向指定方向。

室外全向天线,是这样的:



就是一根棒子,有粗的,也有细的。

它里面的振子,是这样的:



相比全向天线,现实工作生活中,定向天线使用最为广泛

它大部分时候看上去就是一个板子,所以叫板状天线

板状天线,主要由以下部分组成:

  • 辐射单元(振子)
  • 反射板(底板)
  • 功率分配 *** (馈电 *** )
  • 封装防护(天线罩)

之前我们看到那些奇怪形状的振子,其实都是基站天线的振子。

大家注意到没,这些振子的角度,有一定的规律:要么是“+”,要么是“×”。

嗯,这就是前面我们提到的“极化”。

无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律而变化的,这种现象称为无线电波的极化



如果电波的电场方向垂直于地面,我们称它为垂直极化波。同理,平行于地面,就是水平极化波。另外,还有±45°的极化。



不仅如此,电场的方向还可以是螺旋旋转的,叫椭圆极化波。



双极化,就是2个天线振子在一个单元内,形成两个独立波。



采用双极化天线,可以在小区覆盖时减少天线的数量,降低天线架设的条件要求,进而减少投资,还能保证覆盖效果。总之,就是好处多多。



密集恐惧症又犯了。。。

我们继续前面全向和定向天线的话题。

为什么定向天线可以控制信号的辐射方向呢?

我们先来看个图:



这种图,叫做天线方向图

因为空间是三维立体的,所以这种从上往下的俯视,以及从前往后的正视,会更加清晰直观地观察到天线辐射强度的分布。

上图也是一对半波对称振子产生的天线方向图,有点像个平放的轮胎。

话说,天线的诸多特性中,一个很重要的能力,就是辐射距离。

怎样才能让这个天线的辐射距离更远呢?

答案就是——

拍它。。。



啪叽!



这下辐射距离不就远了嘛。。。

问题是,辐射这玩意,看不见抓不着,你想拍它,也拍不着啊。

在天线理论里,如果你想拍这一巴掌,正确的做法是——增加振子

振子越多,轮胎越扁。。。



这个造型有点像那啥啊。。。呵呵

好了,轮胎被拍成了饼,信号距离是远了,而且,它是向周围360°发散的,是个全向天线。这种天线,放在荒郊野外,是极好的。但是,在城市里,这种天线就很难玩得转了。

城市里,人群密集,建筑林立,通常需要使用定向天线,对指定范围进行信号覆盖。



城区基本上都是定向天线

于是乎,我们就需要对全向天线进行“改造”。

首先,我们要想办法把其中一侧“挤一挤”:

怎么挤呢?我们加上反射板,挡在一侧。然后,配合多个振子,进行“聚焦”。



最后,我们得到的辐射形状,是这样的:



图中,辐射强度更大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣或旁瓣, *** 上还会有一点尾巴,叫后瓣

呃,这个造型,有点像。。。茄子?



对于这个“茄子”,你可以想一想,怎样才能更大化利用它进行信号覆盖呢?

抱着它站在马路上,肯定是不行的,障碍物太多。



站得高,看得远,我们肯定要往高处走啊。

到了高处,怎么才能往下照呢?聪明如我的你,一定想到了,很简单啊,天线本体往下倾斜不就OK啦?

是的,在安装时,直接倾斜天线,是一个办法,我们称之为“机械下倾”。



现在的天线,安装时都具备这个能力,一个机械臂,搞定。



但是,机械下倾也存在一个问题——

采用机械下倾时,天线垂直分量和水平分量的幅值是不变的,所以天线方向图严重变形 。



这肯定不行啊,影响了信号覆盖。于是,我们采用了另外一种办法,就是电调下倾,简称电下倾

简而言之,电下倾就是保持天线本体的物理角度不变,通过调整天线的振子相位,改变场强强度。



来个动图,就看明白了:



相比于机械下倾,电下倾的天线方向图变化不大,下倾度数更大,而且,前瓣和后瓣都朝下。



当然啦,在实际使用中,经常会机械下倾和电调下倾配合使用

下倾之后,就变成了这样——



在这种情况下,天线的主要辐射范围,得到了较充分的利用。

但是,还是有问题存在的:

1 主瓣和下旁瓣之间,有一个下部零深,会造成这个位置的信号盲区。通常,我们称之为“灯下黑”。

2 上旁瓣的角度较高,影响距离较远,很容易造成越区干扰,也就是说,信号会影响到别的小区。



所以,我们必须努力填补“下部零深”的空缺压制“上旁瓣”的强度

具体的办法,就是调节旁瓣的电平,采用波束赋形等手段,里面的技术细节就有点复杂了。大家感兴趣的话,可以自行搜索相关资料。

这里面的学问,真的很深,所以,无数的天线专家都在钻研这方面的课题,不断地研发、测试。



上图为天线测试暗室

一款优秀的天线,离不开良好的工艺,可靠的材料,还有不断的测试。

好啦,文章写到这里,就该结束啦!能看到这里的,绝对都是真爱啊!

实际上,天线的知识还有很多,远不止本文所述。限于篇幅,今天还是先到这里吧。

总之,天线确实是一门精深的学问,远比大家想象得复杂。而且,目前也处于高速发展的阶段,还有很大的潜力可以挖掘。

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好了别人家的文章看完了,因为他写的太好了,我暂时没想出更好的,只能先借花献佛。

5G时代,Beamformig和massive mimo会出现在天线技术中,敬请期待本头条号原创文章。

【鲜枣课堂笔记】之光纤通信的基本知识

1.光通信主要服务于我们运营商和数通,也就是数据中心,亚马逊和阿里云。光模块是光通信设备的一个比较重要的,用的数量多的,占成本的设备。

2.光纤通信系统的基本组成部分:光发射设备、光纤光缆、光接收设备。光端机就是光发送和接收两端的设备。

3.光纤通信的优点是通信容量巨大,中继距离长,保密性能好,适应能力强,体积小重量轻,原材料来源丰富,价格低廉。

4.多模光纤(MMF)是可传多种模式的光,这种模间色散较大,限制了传输数字信号的频率,通常为橙色。单模光纤( *** F),只能传一种模式的光,因此这种光纤模间色散很小,适用于远程通讯,通常为黄色。

5.光模块是多种模块类别的统称,一般是特指光收发一体模块。当然,也代表光发送模块,光接收模块和光转发模块。工作在物理层,用来实现光信号与电信号之间的转换。光模块存在种类繁多的封装标准,SFP、SFP+等等。SFP还是见的比较多,全称是小封装可插拔收发器(LC接口),支持的速率有100M、155M、622M、1000M、1250M、2500M

中国广电5G获4.9G试验频率许可,或与中移动共建5G ***

工信部1月3日表示,近日,该部依申请向中国广播电视 *** 有限公司(以下简称中国广电)颁发了4.9GHz频段5G试验频率使用许可,同意其在北京等16个城市部署5G *** 。

由于4.9GHz试验频率与中国移动频率一致,业内猜测,中国广电有可能与中国移动合建5G *** 。

在技术可行性上,现有滤波器和PA等设备能支持200MHz的带宽,频率相邻的两家运营商能共享同一套 *** 设备。

在必要性上,4.9GHz频率更高,5G的连续覆盖需要更多的基站投资,当前广电没有充足的资本、技术和人才来独立组建5G *** ,与中国移动合建5G *** 是个务实选择。

如果广电与移动合作组网,中国有可能形成5G四大运营商2:2的行业格局。中国广电计划在2020年正式实现5G商用,采用700M+4.9G低频+中频协同组网策略,并且直接采用独立组网路线,同时开展个人业务和行业垂直应用。

频率一致为共建5G *** 铺路

工信部表示,此前,中国广电已获得工业和信息化部颁发的5G商用牌照,成为我国境内继中国电信、中国移动、中国联通后第四家5G基础电信运营企业。

此次试验频率许可,标志着中国广电在相关地区正式获得5G频率使用权,有助于进一步推动其5G *** 建设和行业应用发展,同时为个人和行业用户在获得5G服务方面提供了更多选择。

工信部表示,下一步,将持续关注中国广电5G *** 建设情况,指导其做好基站部署、无线电干扰协调等工作,不断提升 *** 质量与服务水平。

值得注意的是,在2018年12月首批5G试验频率许可中,中国电信和中国联通分别获得3.5GHz频段的100MHz带宽,而中国移动则获得了2.6GHz频段的160MHz带宽以及4.9GHz频段上的100MHz带宽。后者与广电新获得的频率许可一致,而中国电信和中国联通此前已宣布共建共享5G *** 。

21世纪经济报道从一位权威人士处获悉,中国广电有可能与中国移动共建5G *** 。

“一方面,他们获得的频率是一致的,而现有的滤波器和PA,均支持200MHz的带宽,也即一套无线设备就能同时支持移动、广电两家的5G无线信号;另一方面,4.9GHz频率更高,5G的连续覆盖需要更多的基站投资,当前广电既没有充足的资本,也没有足够的技术与人才来独立组建5G *** 。”

该人士表示,中国广电与中国移动合建5G *** 能够有效降低5G组网成本,也将对移动运营商格局产生深刻影响。广电与移动合作组网,有可能形成5G四大运营商2:2的格局。

在2018年底工信部发放的试验频率中,为平衡三大运营商竞争,电信和联通均拿到了相对主流和成熟的3.5GHz附近的频段,移动则拿到的2.6GHz与4.9GHz频段产业链相对薄弱。

2019年9月9日,中国联通宣布与中国电信签署《5G *** 共建共享框架合作协议书》,中国联通将与中国电信在全国范围内合作共建一张5G接入 *** ,双方划定区域,分区建设,各自负责在划定区域内的5G *** 建设相关工作 *** 建设,并做了区域上的划分。

在北方5个城市中,联通与电信建设区域的比例为6:4;而在南方10个城市中,联通与电信建设区域的比例为4:6。

2020年广电5G或将正式商用

2019年6月6日,工信部向运营商发放了5G商用牌照,除三大运营商外,第四张5G牌照被中国广播电视 *** 有限公司(简称中国广电)收入囊中。

前三大运营商分别在10月底推出了5G套餐,正式启动5G商用,而尚未形成组网能力的中国广电并未同步启动商用进程。

在2019年11月底的首届世界5G大会上,中国广电董事长赵景春首次披露了中国广电5G商用的时间表:2019年中国广电获颁5G牌照,从零起步,扎实推进规划、标准、产业合作、业务、 *** 建设等各项工作;2020年,广电5G正式商用,同时开展个人业务和行业垂直应用,并直接采用独立组网模式;2021,把广电5G *** 打造成为正能量、广联接、人人通、应用新、服务好、可管控的新型5G *** 。

赵景春表示,中国广电是目前全世界唯一一家获得5G牌照并用700M赫兹建网的广电运营商,其使命是要努力实现广播电视由户户通向移动化的人人通升级,为世界5G打造媒体与通讯融合的新范例。

他表示,中国广电自2019年6月以来,与全国广电 *** 企业一起从零起步,扎实推进规划、标准、产业、合作、业务、 *** 建设等各项工作,提前布局面向5G的高清视频等新业态,着力打造端到端业务的产业链。同时将广电5G建设与全国有线电视 *** 整合,一体化推进,广电有信心、有决心突出广电特点,建设5G精品 *** 。

赵景春指出,建设5G精品 *** 一要标准先行,中国广电已加入3GPP国际组织牵头制定700M5G国际标准,并要抢在2020年3月份3GPP R16版本冻结前完成。

其次,要规划引领,赵景春表示,借鉴移动 *** 建设经验,中国广电将实施700M+4.9G低频+中频协同组网策略,并且直接采用独立组网路线。

三是要合作发展。赵景春称,中国广电坚决贯彻落实国家5G共建共享的部署,积极选择战略投资、共享共建和技术业务合作等合作伙伴,建立广泛的朋友圈。

四是要推动产业支持。赵景春指出,数月前,广电700M 5G还没有基站设备和手机支持,经过与产业链企业的共同努力,现在产业链已经基本能够满足规模建网需要。

赛迪顾问通信业高级分析师李朕告诉21世纪经济报道,广电之所以能入局5G,主要是因为其持有的优质频段——业界公认为“黄金频段”的700MHz。

相比于三大运营商的2.6GHz、3.5GHz和4.9GHz频段,700MHz黄金频段频率更低,具有信号传播损耗低、覆盖广、穿透力强、组网成本低等优势特性,广电700MHz黄金频段成为其发展5G的王牌。李朕表示,700MHz频段特别适合用于部署广覆盖的物联网。而物联网被认为是5G最有潜力出现杀手级应用的领域。

而在通讯领域资深人士、鲜枣课堂创始人周圣君看来,中国广电成为名副其实的第四大运营商难度和挑战很大。他告诉21世纪经济报道,“广电一没有钱,二没技术基础,更关键的是,其在全国面临着严重的‘条块分割’局面,各地割据,山头林立,并未整合成一张 *** 。”

他表示,广电当前最要紧的是“攘外必先安内”,先把各个地方收编,再来考虑如何在全国部署5G *** 。然而由于归属不一,资本架构复杂,中国广电如何收编各地广电 *** 面临着很大的挑战。

5G是技术、资金密集型行业, *** 建设动辄需要数千亿的投资。业界估计,如果广电系统自己运营5G无线移动业务的话,至少要投入建设20万个基站,约需要新增600亿元的资金投入。而整个广电年收入大概只有400亿元左右。

截止到2018年全国有线电视用户数为2.23亿人,同比下降了8.7%,预计未来仍将持续下滑。广电未来的盈利能力是否能支持5G的持续投资存在着不确定性,而与中国移动合建5G *** 是一个务实的选择。

适合零基础的传输网的发展演进

以下内容是从B站上鲜枣课堂学习到的知识笔记:


图片来源:鲜枣课堂

整体发展趋势是:从电到光,从语音到数据。容量增加,业务多样化。

  • 之一代:脉冲编码调制技术(PCM),电传输
  • 第二代:同步数字体系技术(SDH),电+光传输
  • 第三代:光传送技术(OTN),光传输


图片来源:鲜枣课堂


——补充说明一下首图

  1. 80年代PDH产品开始规模使用

PDH(准同步数字传输系统)是在PCM这个最早的传输网技术基础上出现的。PCM是把一个时间连续、取值连续的模拟信号交换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。PCM有两个标准,我国和欧洲采用的是E1标准,日本和北美采用的是T1标准。

  1. 90年代初,SDH标准完善,PDH仍为主力

最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所,当时称为光同步 *** (SONET)。1988年,国际电报 *** 咨询委员会(CCITT)接受了SONET的概念,重新命名为SDH。SDH也是一种数字传输制式。它其实是光纤传输技术和智能 *** 技术结合的产物。SDH(同步数字传输系统)的出现,弥补了PDH的缺点。【PDH没有全球统一的标准,而且结构复杂,成本高,维护比较困难,以至于无法适应现代电信发展的需要。】

由于SDH的众多优点【 *** 管理能力大大增强;统一的标准,统一的规范,方便了不同厂家的互联互通。适合大容量传输。提出了自愈网的新概念,保护能力增强。采用字节复接技术,使 *** 中上下支路信号变得十分简单。】,受到了全球电信运营商的青睐,一度统治了传输网。现在很多专网,像电力专网和电力国网,这种业务容量不是很大的情况下还在使用SDH,价格便宜又好用,不过运营商这边,SDH就被淘汰了。

  1. 98年DWDM开始建设

DWDM(密集波分复用系统)。WDM是波分复用,就是把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传输。分CWDM和DWDM。

  1. 02年MSTP/ASON出现

MSTP(多业务传送平台),ASON(自动交换光 *** )。90年代,局域网和互联网刚刚兴起的时候,以太网技术和ATM技术在互相争夺,以至于当时为了兼容这两项技术,出现了MSTP多业务传输平台,相当于在SDH设备上的一个升级。


图片来源:鲜枣课堂

  1. 21世纪后的今天,PTN/OTN成为主流。

随着通信的发展,电信业务从打 *** 为主,变成了上网为主,数据业务占比大幅提升。MSTP和SDH都是以电路交换 (TDM)为核心,无法更好地承载数据业务 (IP),所以PTN就出现了。从传输单元上看,PTN传送的最小单元是IP报文,而SDH传输的是时隙,最小单元是E1。PTN的报文大小有弹性,而SDH的电路带宽是固定的。这就是PTN与SDH之间的最本质区别。简单来说,PTN就是一个具备SDH特性的加强版的IP *** ,融合了两者之间的优点。


图片来源:鲜枣课堂

WDM的优点是容量大,而且它可以远距离传输。但同时缺点也很明显,只能点对点连接,不能组成环,不能灵活调度,不能应对复杂的组网结构。所以,考虑到SDH可以组成环,而且管理能力很强。干脆把SDH的特性引入WDM吧!于是,就有了最最主流的OTN。OTN在WDM基础上,融合了SDH的一些优点,如丰富的OAM开销、灵活的业务调度、完善的保护方式等。OTN对业务的调度分为:光层调度(可以理解为是WDM的范畴)电层调度(可以理解为SDH的范畴)。OTN兼具WDM的大带宽传送能力和SDH的灵活组网能力。


图片来源:鲜枣课堂

到底什么是电子管(真空管)?

1883年,著名发明家托马斯·爱迪生(Thomas Edison)在一次实验中,观察到一种奇怪现象。

当时,他正在进行灯丝(碳丝)的寿命测试。在灯丝旁边,他放置了一根铜丝,但铜丝并没有接在任何电极上。也就是说,铜丝没有通电。

碳丝正常通电后,开始发光发热。过了一会,爱迪生断开电源。他无意中发现,铜丝上竟然也产生了电流。

爱迪生没有办法解释出现这种现象的原因,但是,作为一个精明的“商人”,他想到的之一件事,就是给这个发现申请专利。他还将这种现象,命名为“爱迪生效应”


爱迪生

现在我们知道,爱迪生效应的本质,是热电子发射。也就是说,灯丝被加热后,表面的电子变得活跃,“逃”了出去,结果被金属铜丝捕获,从而产生了电流。

爱迪生申请专利之后,并没有想到这个效应有什么用途,于是将其束之高阁。

1884年,爱迪生电光公司的技术顾问、英国物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明(John Ambrose Fleming)访问美国,与爱迪生进行会面。爱迪生向弗莱明展示了自己发现的爱迪生效应,给弗莱明留下了深刻的印象。

弗莱明

这个弗莱明,大家应该也比较熟悉。他是一个电学专家,也是一个电机工程师,我们中学经常使用的右手定则,就是他发明的。

除了传统电学之外,弗莱明其实还有一个强项,那就是无线电磁学。他年轻的时候,曾经师从麦克斯韦,专门学习无线电磁理论。麦克斯韦临终前上课,只有两个学生来听,其中一个,就是弗莱明。

弗莱明观摩了爱迪生效应的演示后,也没有想到这个效应到底能用来干啥。事实上,等到他真正用到它,已经是十几年后。

1896年,意大利人伽利尔摩·马可尼(Guglielmo Marconi)成功取得了世界上之一个无线电报系统专利,从而将人类带入无线通信时代。

马可尼

1899年,马可尼决定尝试横跨大西洋的远程无线电通信。为了完成这个壮举,他找来了弗莱明,和他签约,请他帮忙改进自己的无线电发射机和接收机。


弗莱明也确实没有辜负马可尼的期望,大幅改进了马可尼的设计,帮助实现了跨大西洋无线通信实验。(可惜,马可尼刻意对外隐瞒了弗莱明的贡献,还“忘记”了自己承诺要给弗莱明的500股股票奖励,把弗莱明气得半死。)

弗莱明在改进无线通信系统的时候,遇到了很多技术挑战。其中,更大的挑战,就是无线信号的接收。

简单来说,就是在接收端,如何检波信号放大信号,让信号能够被完美解读。

放大信号大家都懂,那什么是检波信号呢?

所谓信号检波,其实就是信号筛选。天线接收到的信号,是非常杂乱的,什么信号都有。我们真正需要的信号(指定频率的信号),需要从这些杂乱信号中“过滤”出来,这就是检波。

想要实现检波,单向导通性(单向导电)是关键。

大家都知道,无线电磁波是高频振荡,每秒高达几十万次的频率。无线电磁波产生的感应电流,也随着“正、负、正、负”不断变化,如果我们用这个电流去驱动耳机,一正一负就是零,耳机就没办法反应出信号。

采用单向导电性,正弦波的负半周就没有了,全部是正的,电流方向一致,把高频过滤掉之后,耳机就能够轻松体现出电流的变化。

去掉负半周,电流方向变成一致的,容易解读

在这里,我要先给大家介绍一样东西——矿石检波器

1874年,德国科学家卡尔·布劳恩(Karl Ferdinand Braun)发现,有一些天然矿石(金属硫化物)具有电流单向导通的特性,可以用于整流(将交流电变成直流电)。


1894年,英属印度物理学家贾格迪什·钱德拉·博斯(Jagadish Chandra Bose)基于卡尔·布劳恩的发现,利用方铅矿(硫化铅)的单向导电性,制成了世界上之一个检波器——矿石检波器


1900年,美国人格林里夫·惠特勒·皮卡德(Greenleaf Whittier Pickard),基于矿石检波器,成功制造了世界上之一个矿石收音机。这为后来无线电广播的迅速普及奠定了基础。


弗莱明在研究如何改进无线电接收机的时候,采用了矿石检波器。但是,他想起了之前的爱迪生效应,他想到——是不是可以基于爱迪生效应的电子流动,设计一个新型的检波器呢?


就这样,1904年,世界上之一只真空电子二极管,在弗莱明的手下诞生了。当时,这个二极管也叫做“弗莱明阀”。(真空管,vacuum tube,也就是电子管,有时候也叫“胆管”。)


弗莱明发明的二极管


弗莱明的二极管,结构其实非常简单,就是真空玻璃灯泡里,塞了两个极:一个阴极(Cathode),加热后可以发射电子;一个阳极(Anode),接收电子。


旁热式二极管

玻璃管里之所以要抽成真空,是为了防止发生气体电离,对正常的电子流动造成影响,破坏特性曲线。(抽成真空,还可以有效降低灯丝的氧化损耗。)


二极管的出现,解决了检波和整流需求。但是,它还有改进的空间。


1899年,马可尼应邀到美国做无线电通讯表演。他的表演,吸引了一个年轻人的关注。这个年轻人,就是刚刚获得博士学位的德福雷斯特(De Forest Lee)。

德福雷斯特

德福雷斯特为马可尼的无线电感到着迷。于是,他投递简历,想要加入马可尼的公司。结果,遭到拒绝。

被拒绝之后,德福雷斯特没有放弃,而是继续研究无线电通信。他的目光,放在了弗莱明的二极管上。


1906年,德·福雷斯特在真空二极电子管里,巧妙地加了一个栅板(“栅极”),发明了真空三极电子管


德·福雷斯特发明的三极管


栅板的主要作用,是控制电流。


栅极上很小的电流变化,能引起阳极很大的电流变化,而且,变化波形与栅极电流完全一致。所以, 三极管有信号放大的作用


现在看来,真空三极管的发明,是电子工业领域的里程碑事件。

这个小小的元件,集检波、放大和振荡三种功能于一体,为电子技术的发展奠定了基础。


一开始的三极管是单栅,后来变成了两个板子夹在一起的双栅,再后来,干脆变成了整个包起来的围栅


真空管

真空三极管是那一时期电子工业的心脏。基于它,我们才有了性能越来越强大的广播电台、收音机、留声机、电影、电台、雷达、无线电对讲等。


真空管收音机的内部构造(可以看到很多个真空管)

德·福雷斯特发明了三极管之后,很快陷入与弗莱明以及马可尼公司的专利官司。


双方互相起诉,弗莱明认为德·福雷斯特侵犯了自己的二极管专利,而德·福雷斯特则认为自己的改进很大,足以形成新的专利。官司打了很久,最终,双方达成和解,相互授权对方生产二极管(三极管)。

三极管诞生后,因为能放大信号,所以受到了美国通信巨头AT&T公司的关注。


当时,AT&T公司打算建造一条连接美国东西海岸的跨大陆 *** 线,急需解决信号放大问题。在没有三极管之前,放大信号只能用中继器,但是中继器的效果不好,且成本较高。


三极管的出现,给AT&T公司带来了新的选项。


1913年7月,经过一番讨价还价,AT&T公司以39万美元的价格,买下了德·福雷斯特的三极管专利。

再后来,AT&T认识到电子管这类基础研究对于产业发展的重要作用,于1925年正式成立了“贝尔 *** 实验室公司”。这个公司,就是后来大名鼎鼎的贝尔实验室。


1912—1920年,美国西电公司(Western Electric,简称WE)研制出具有实用性的球形电子三极管,发烧友称之为“洋葱头”电子管。

1924年,美国RCA公司(Radio Corporation of America)研制出效率较高的三极真空电子管。这种古典管在之一次世界大战中得到广泛应用。


1919年,德国的肖特基提出在栅极和正极间加一个帘栅极的想法。这个想法被英国的朗德在1926年实现。这就是后来的四极管。再后来,荷兰的霍尔斯特和泰莱根又发明了五极管。

到了20世纪40年代,计算机技术研究进入 *** 。人们发现,电子管的单向导通特性,可以用于设计一些逻辑电路(例如与门电路、或门电路)。于是,他们开始将电子管引入计算机领域。

1946年,宾夕法尼亚大学的工程师埃克特和物理学家毛希利等人,共同研制出了真正意义上的之一台通用型电子计算机——埃尼阿克(ENIAC)


大家应该都知道埃尼阿克。这台钢铁巨兽,使用了18000多只电子管,重130多吨,占地面积170多平方米,每秒钟可作5000多次加法运算。之前的计算机需要2小时完成的计算任务,ENIAC只需要3秒钟,在当时堪称奇迹。

上世纪40-50年代,电子管的发展达到了 *** 。但是,随着技术的进步,人们发现,电子管已经无法满足产品设计的需求。

一方面,电子管容易破损,故障率高,另一方面,电子管需要加热使用,很多能量都浪费在发热上,也带来了极高的功耗。


所以,人们开始思考——是否有更好的方式,可以实现电路的检波、整流和信号放大呢?

答案是肯定的,于是人们开启了晶体管的新纪元。

参考文献:

1、Leo的微电子学习笔记,黎翱白Leobai,B站;

2、从上海发迹的中国收音机百年史,戴辉;

3、从电子管到晶体管,解码科技史,央视;

4、真空二极管的工作原理,IC先生;

5、之一块晶体管背后的故事,中科大胡不归;


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来源:鲜枣课堂

编辑:老头

通信机房,到底长什么样子?

大家好,我是小枣君。

一直以来,我都在努力给大家做通信知识科普,也写了很多有趣的文章。

不过,文章再有趣也只是文字,不是实物。现实生活中,通信设备到底长什么样,通信工程师们真正的工作环境又是什么样,很多读者还是会很好奇。

我就想着,可以去通信现场拍摄一些真实的照片和视频,发给大家,满足大家的好奇心。

上周,在一位鲜枣课堂粉丝小伙伴的帮助下,我就成功“潜入”一个真正的运营商机房,拍摄了一些“珍贵”的照片。

接下来,我就通过这些照片告诉大家——咱们的通信机房,到底是个什么样

我参观的这个机房,是某运营商一个很普通的母局机楼,也就是一个城域网接入和汇聚机房。具体的位置,因为保密的需要,就不透露了。(照片中相关信息也会打码,敬请谅解。)

一进机房,小枣君就被这个震撼的画面惊到了:

有密集恐惧症的同学,可能会感到不适。

大家猜猜,这个是什么?

来,贴近仔细再看看:

这个东西其实是个“老古董”了,它就是DDF架(数字配线架)。以前光纤还没大量使用的时候,都是用“2M线”进行数据传输。架子上面黄色的,就是接头。

目前这些DDF架都已经弃用了,所以剩下空架子。

继续往前走,又是一幅比较“壮观”的景象:

哈哈,估计有“强迫症”的同学们有点小崩溃了。

是的,这些都是目前已经被废弃的中继线缆。以前,这些线缆都是要插在前面的DDF架上面的。现在也已经基本废弃不用了。

虽然这些线缆已经弃用,但是因为过于庞大而且复杂,所以也没办法撤除,只能放在这里,等到将来机房改造时再做处理。

继续往前走,我们终于看到了一些“高科技”。

下面这个设备,大家一定很眼熟吧?

光纤很多,标签很密,再次引发密集恐惧症。

拉近距离,仔细看:

没错,这就是小枣君给大家科普过很多次的OLT(光线路终端)设备

大家光纤宽带上网,现在基本上都是用的GPON。OLT就是GPON的主要设备之一。你们家里光猫的光纤,最终都会连到这里。

OLT设备的旁边,摆放的是菊厂的OTN光传输设备,具体型号是OSN9800:

OSN9800的XCS板卡和CTU板卡

拉近看一看(朦胧美,哈哈):

下部业务区的板卡,没有满配,但也是密密麻麻。

继续往前走,发现了一个我从没见过的设备:

来个近距离特写:

大家猜猜这是谁家的设备?

答案揭晓——阿尔卡特,型号是7470 MSP多业务平台交换机。 你猜对了没?

物是人非呀,当年的世界级通信巨头法国阿尔卡特,早已卖身诺基亚,湮没在浩瀚历史长河之中。

下面这个设备,我相信大部分无线工程师是很眼熟的:

没错,就是移动通信基站的重要组成部分之一——BBU

不是一个,而是一堆:

传说中的BBU池,集中式部署,节约能源。

来个近距离特写:

UBBP基带板

下面这个不知道是什么,太高了,没仔细看:

这尾纤也是逼死处女座的节奏。

继续来猜,这个设备是谁家的?

Hoho,答案揭晓,是RAISECOM(瑞斯康达)的。

行业外的小伙伴对这个公司可能不太熟悉,但这家公司其实也很多年历史了,专注做光纤宽带接入的,实力不俗。

看到一个笑点(原谅我笑点比较低,哈哈):

继续往前,又是菊厂的设备。菊厂的市场占用率还真的是高。

猜猜是什么型号?

CX600,综合业务承载路由器。

整整齐齐的光纤,看起来比较舒服:

旁边是菊厂的OSN3500设备:

光纤布放方面,老司机觉得水平很一般。

近距离看看光模块:

又发现了一件“古董”,Juniper的ERX-1440,以前广泛用于城域网BRAS路由器。

哎哟,偶遇大中兴的8905E,倍感亲切呀:

继续往前走,看到了机房里最让人“崩溃”的东西,那就是光纤配线架(ODF架)

这个玩意就是一个“强迫症&密集恐惧症”杀手,看着就头大。

又是瑞斯康达的设备,OPCOM3500E,:

近距离特写:

继续走,貌似看到了非常熟悉的配色。

果然,机房最里头,竟然是成排成排的华为C&C08,也就是大家所熟知的“08机”。

本以为早就应该进博物馆了,没想到还在大量使用。

老版的菊厂LOGO:

打开机架门,还都是满配的呢:

还有不少业务在上面跑。真是“老骥伏枥,志在千里”啊。

剩下是一些电源设备:

好了,没了,参观完毕。

虽然小枣君干了十多年的通信,但因为主要从事核心网,所以基本是在省会核心机房干活。这次非常难得的机会,参观了地市接入汇聚机房,收获非常大,很多设备真的是之一次看到。

总的来说,这次参观给我更大的印象,就是运营商设备的年代跨度实在太久远了

我们一直都说现在已经进入“全光”时代,可是,老的传输设备还有很多用户在用。别说旧式的SDH设备(90年代),甚至比我年龄还大的PDH设备(70-80年代),都还有没下电的,确实令人惊讶。

为什么会这样呢?

说白了,还是为了省钱。不同的用户有不同的需求,如果老设备能实现需求,就没有必要替换它。

运营商现在经营压力越来越大,前几天中国移动的财报大家也看到了,利润大幅下滑。在提速降费、流量收入大幅下降的情况下,还要面对烧钱的5G,运营商们当然是能省就省,榨干现有设备的每一滴能量。

想让运营商花钱,以后只会是越来越难。

好了,今天就到这里,下次小枣君争取带大家看看“防卫森严”的核心机房,还有传说中的核心网设备。敬请期待哈!

注:本文图片全部由小枣君拍摄,请勿侵权盗用。

逃课的技术性分析

大家好,我是小枣君。

今天这篇文章,是专门送给在校大学生的。

想必各大高校都已经放假了吧?各位小伙伴在家里过寒假,还爽否?

等过几天成绩单出来,看你们还笑不笑得出来。

正如标题所言,今天,小枣君要和大家聊的,是关于“逃课”的话题。确切地说,是关于“如何逃课”的话题。

怎么样?是不是很来劲?

前段时间,有位小伙伴带着一份《通信工程本科专业课程表》(以下简称“课表”)找我。他要选下学期的课程,想咨询一下选课意见。

我仔细看了一下这份课表,确实是一份标准的通信工程课表,和17年前小枣君上大学时的课表,几乎一模一样。。。

之前就有同学来咨询过“大学专业课该如何选择?”、“这么多课,孰轻孰重?”的问题。

看着这份课表,小枣君决定趁这个机会,根据自己多年的经验,来一个“深度解析”。

一方面,帮助大家增加对课程内容的了解;另一方面,给大家给一些学习偏重方向的建议。

说白了,就是“指点”一下,到底哪些课是应该逃的,哪些课是不能逃的话说,人的精力是有限的,应该把有限的精力,用在值得的课程上,对不?

好了,不废话了,我们就按照课表顺序,一个一个来说。

之一部分

  • 思想政治理论

这玩意放在之一位,我也是醉了,充分体现了我国大学教育的“特色”。

多的我就不说了。总之,请大家务必记住,即使作为一个工科生理科生,也一定要学“哲学”、“经济学”、“心理学”,但是,请不要学学校教你的那些。

这些强制必修课,努力应付一下考试,拉一拉学分绩点就好了。即使是考研,这块课程的难度不大,临时突击一下就可以搞定,没有必要花费大量精力。有句话怎么说的来着,“认真,你就输了”。。。

逃课指数:★★★★★(更高为5颗星,星数越高,越应该逃)

  • 大学英语

中国的学校英语教育就是个悲剧,学了那么多年,基本上还是哑巴英语——听不懂、说不出,最多只能勉强看。

大学的英语就更悲剧,大部分人都是靠高中的老本,才过了四六级。(嗯,说的就是你!)

总之,在教室里是学不好英语的,但是英语很重要,所以,只能靠自己。

逃课指数:★★★★

  • 文化素质教育

专业导论没什么好说的。创业教育纯属扯淡了。

我明确反对“大众创业”这种不负责任的宣传和鼓动,我也明确反对大学生直接创业,that's all。

跨学科,没看懂是啥意思,不评论。

逃课指数:★★★★★

第二部分

这个不废话了。就提两点:

1 养成固定的健身习惯非常重要。

2 企业举办凝聚力活动,特别喜欢搞羽毛球。

逃课指数:难道你逃得掉?

第三部分

  • 数学

虽然我知道这个真的很难学,但是,真的,请认真对待它(此处严肃脸)。

之前有个说法,“99%的人这辈子也就用到小学数学”。虽然有点夸张,但也有几分道理。。。

但是,风水轮流转。几年前学数学的毕业生被各种嫌弃,各种难就业。现在,数学党都变成了香馍馍、抢手货,为啥,因为人工智能和深度学习啊。。。

总而言之,数学是所有学科的基础。如果想做研究型人才、高端人才,请务必学好数学。

逃课指数:★

  • 物理

对小枣君来说,对这个课的态度其实有点矛盾的。虽然感觉它很重要,但是在应用方面,目前没有直接感受到价值。

小枣君斗胆以为,高中物理的知识对大部分人来说已经够用了,大学物理很多内容都是高中物理里面的(话说,我一直没想明白,物理为什么初中、高中、大学要学三遍)。大学物理特有的相对论、量子物理,对绝大部分人来说,真的一辈子都用不到啊。。。勉强去学,真的有意义嘛。。。(好吧,我承认我low)

逃课指数:★★★

  • 计算机

办公自动化软件高级应用》,说白了就是微软office啊。

在大学,这就是一门纯属扯淡的课。课堂上教的东西,你在宿舍里基本上用用就会。真正实用的技巧,课堂上没几个人教得了。

我的建议是,如果财力允许,就去网上找付费课程学习,例如秋叶的PPT。如果财力有限,就买书自学。

话说回来,OFFICE的excel和PPT非常非常重要,墙裂建议,就算省吃俭用,也要买个付费课程学习一下。。。

逃课指数:★★★★★

大学计算机基础》,对于现在这个时代的大部分人来说,这个课程在小学就已经都学会了吧。。。即使没碰过电脑,这个课的内容,只需要在宿舍或机房玩够10小时的电脑,也都能学会了。。。专门开课,纯属扯淡。。。

这里要多说一句,对于计算机这种东西,尤其是windows这个烂系统,即使你是计算机博士也不见得能解决所有使用上的问题。所以,你必须要学会借助一个万能的工具——搜索引擎。现在的 *** 太发达了,没有什么问题的答案是 *** 上搜不到的。所以,学会如何快速、有效地搜索,是如今重要的生存技能。

逃课指数:★★★★★

C/C++程序设计》,这个地方就有问题了。我仔细搜了整个课表,没有看到《数据结构》这个课程,非常奇怪。难道现在学校里数据结构都不学,直接上编程?困惑ing...

编程,是每位大学生都应该掌握的技能。不管是工科、理科,还有文科,都需要掌握。这个技能就和驾驶汽车一样,是人类社会的基本生存技能。

对于学习编程来说,相对于在编程语言选择上的纠结,编程思想和架构能力其实更为重要。这也是目前大学编程课最欠缺的。

对于编程语言的选择,目前JAVA和Python这样的语言作为初学语言的趋势更加明显。连小学中学都开始调整语言方向了,大学没有理由不及早做出改变。

逃课指数:★★

第四部分

我勒个去,终于到了学科基础课和专业课了。

在解析这部分课表之前,有些话我需要提前和大家说一下。

大家都知道,EECS是目前理工科两大主流派系。EE是electronic engineering,电子工程。CS是computer science,计算机科学。

不管你是通信专业、电子信息工程专业,还是计算机专业,其实都是在EE和CS里面挑选课程进行学习。

当然,如果你足够牛逼,能够全部掌握这两类学科的所有课程,那是极好的。但是,对于大部分人来说,这是不可能做到的。所以,一定会有所取舍。

就拿通信工程来说吧。作为一个出了名的交叉学科,通信工程的覆盖范围就非常大。同样是移动通信,同样属于通信工程,核心网无线接入网,这两个类别,完全就是两个世界。核心网偏向于路由和交换,无线接入网偏向于电磁波。对核心网工程师来说,根本就不用学电磁场和电磁波,甚至通信原理用到的都不多。

所以,每一位同学,都应该及早明确自己的目标选择。与其什么都学、什么都学不会,还不如找准一个方向,深入钻研。

而方向如何选择,是根据个人兴趣爱好,以及对行业发展趋势的判断,综合做出的。

有的同学喜欢软件开发,那么就会走编程的方向,学好JAVA等开发工具,作为自己的饭碗。(因为互联网行业的崛起,此类人才缺口较大,加上入行门槛较低,容易就业,所以这些年走这条路的人多。)

有的同学喜欢捣鼓硬件,所以会走底层开发,硬件编程的路。对于这类同学,电路、数电模电、高频,都很重要,然后,学嵌入式开发, 搞51单片机、ARM、DSP和FPGA。这一类,其实就是EE的范围。

说白了,EE偏硬,CS偏软。这些年,CS的势头要比EE猛,这是显而易见的。

但即便如此,并不代表硬件方向不值得选择。恰好相反,因为物联网的崛起,以可穿戴设备为代表的智能硬件崛起,硬件开发方面的人才反而成为稀缺的资源。

总之,不管你怎么选,都应该做出选择。选择方向,就是选择了相关的课程,就是选择了自己想要具备的能力。现在不是有一句话很流行吗?

人生需要学会做减法。

好了,说了辣么多,我们来具体看看课表。

先来看看必修课。

电路数电模电,应该还漏了一个高频电子线路,是基础中的基础,不管你考研还是就业,都请务必认真学习。

逃课指数:★

信号与系统、数字信号处理、通信原理,这三门课,是你真正应该在大学好好学习的东西,是核心内容,是专业的精髓所在。虽然课程内容很难,请务必认真学习,熟练掌握。

逃课指数:★

  • 微机原理

这个课在通信工程专业的定位其实我个人觉得是值得讨论的。它的内容其实包括两个方面,一个是计算机硬件结构,另一个就是汇编语言。我认为,直接学汇编语言就可以了。至于计算机硬件结构,我觉得应该属于计算机组成原理的范畴。这些都是CS的内容。

此外,目前国内大部分的微机原理课程内容都非常老旧、过时。

逃课指数:★★★

  • 通信电子线路

这个课是电路、模电数电、高频电子线路的进一步延伸和补充。其实很多内容都重复了,有的学校就没有专门设这个课程。

逃课指数:★★★

  • 电磁场与电磁波

这个是无线通信的必修课。如果致力于在通信设备商或运营商从事天线、射频方面的工作,就一定要好好学。这个课程的难度很大,是一块难啃的硬骨头。

逃课指数:★

  • 移动通信

这个课程名字高大上,其实内容就是扯淡。要么就是泛泛而谈,要么就是古董内容。大部分学校这个课程还在大谈G *** 和CDMA,你讲老技术我没意见,可是只讲老技术,是不是有点low?别说最新的5G技术,即使对于目前广泛使用的LTE,都很少涉及。所以说,这个课的内容是跟不上时代的,学这个课还不如多看鲜枣课堂几篇文章,获得的有效信息量还大些。

逃课指数:★★★★

  • 通信网

一样是一门扯淡的课。什么都讲,什么都讲不清楚。内容陈旧,枯燥乏味。

逃课指数:★★★★

必修课里面,我很费解,为什么没有计算机 *** ?作为通信工程的重要组成部分,路由和交换是必须要掌握的专业能力,值得至少5个学分的学习投入。如果掌握透彻,靠这门课找份工作也是没问题的。

接下来,再来看看选修课。

呵呵,疯狂吐槽的时候到了。

  • 移动电子商务技术

垃圾课程,不解释。

逃课指数:★★★★★

  • 嵌入式系统原理与开发

建议大家重点学习一下嵌入式,一个可以当饭碗的专业。课表里这个课才2个学分,不知道能学到什么鬼。很多人说嵌入式是“坑”,我不太认同,这是一个需要时间积累和沉淀的方向,做得足够好,还是很有前途的。

逃课指数:★★

  • 传感器

可以学一下,是物联网的基础课程,虽然我不确定你学校的老师有本事讲出真正的干货。

逃课指数:★★★

  • 光纤通信

可以学一下。其实,这个课应该直接改名成光传输或光通信 *** ,不是只研究光纤那根线的。

逃课指数:★★

  • 智能建筑

这门课装逼的成分占了80%。大部分学校都上不好这个课,只能照本宣科。对于通信工程专业来说,这个课的设立意义也不大。

逃课指数:★★★★

  • 电子测量

作为信号相关课程的补充,可以花时间学习一下。话说,测量这个行业虽然整体的知名度不高,就业范围比较狭窄,但是也有一定的市场规模。

逃课指数:★★★

  • 多媒体通信技术

除非是专门从事这个工作,不然学习的意义不大,基本上属于凑学分的一门课。

逃课指数:★★★★

  • DSP原理和应用

可以学一下,主要是DSP芯片开发相关的内容。

逃课指数:★★

  • 信号检测与估计

没事可以学一下,反正为了凑学分。

逃课指数:★★★

  • 积分变换

无语啊,这玩意竟然都能单独列个课?!是专门给挂科同学开的小灶班吗?

逃课指数:★★★★

  • EDA技术

建议认真学一下,比较实用的一门课程。

逃课指数:★★

  • 电子系统设计

不了解,不评论。

  • 移动应用开发技术

就是APP开发啊,你手机上各种APP的程序开发。建议学一下,掌握好了容易找工作。就算不为找工作,也是一个有趣的技能,没事自己写写代码,弄不好也写出一个微信来。。。

不过,此类课程还是建议自学,自己捣鼓一个程序出来,比谁教都有用。

逃课指数:★★★★

  • MATLAB语言及应用

尼玛还是个双语课。MATLAB是需要紧密结合数字信号处理等专业课进行学习和掌握的,它本身确实是一个非常有用的工具,值得花时间和精力去努力钻研。

话说,现在越来越多学校喜欢搞双语课,出发点本身是好的,可惜啊,大部分的经都被念歪了。书用的英语教材,上课还是中文,这就是所谓的“双语课”?说99句中文,再说1句英文,这就是所谓的“双语课”?纯属扯淡嘛。。。

逃课指数:★

  • 信息论与编码

我们通信祖师爷香农先生开创的课,你敢不学?果断学起来!必修!

说严肃的,这门课虽然比较晦涩,但是作为通信专业来说,里面的内容还是有用的,值得认真学习一下。

逃课指数:★

  • 微波与卫星通信

如果学分不够,可以考虑学一下,实际上对大部分人来说,没什么卵用。。。即使真的以后会用到,到时候再自学也来得及。

逃课指数:★★★★

  • 软件无线电

恕我孤陋寡闻,之一次看到这个概念。百度了半天,还是没搞明白这玩意到底是干什么的,唉,老了。。。不了解,不评论。

  • 无线接入技术

无线接入本身是通信的重要部分,但是这门课程的内容实际上和通信原理及移动通信是重复和冲突的。单独列课我认为没有必要。现在的大学就是这样,特别喜欢抽调概念,拼凑课程。这样的做法,既影响了知识的系统性,也没办法让学生真正学到干货。

逃课指数:★★★★

  • 通信系统仿真设计

这玩意放在matlab里面一起上了不就得了嘛,真的有必要单独列个课吗?

逃课指数:★★★★

  • 通信系统综合实验

我怀疑学校是不是搞错了,放错了地方。这应该是一个实践课,应该放在后面第五部分。

  • 通信工程设计

这个课程里面,关于工程管理方面的知识,确实值得学习一下。包括概预算、工程规范、项目管理等,虽然不是技术知识,但是如果从事通信工程类工作,会非常有用。我翻查了一下这个课程的现有大纲,涉及的技术部分,全部都是扯淡,凑篇幅的,老得不能再老了。

逃课指数:★★★

  • 电信业务管理

不了解,不评论,百度都搜不到什么相关内容,目测是个扯淡的课。

  • 通信经济学

其实就是通信行业和产业介绍,还不如鲜枣课堂的内容实用。。。

逃课指数:★★★★★

选修课介绍完了。总结一下,扯淡的课程太多,很多都是为了凑学分而设立的课。如果学分不够,选一下,找容易过的,也能拉拉绩点。

真正有价值的一些选修课我没有看到,例如窄带物联网方面的,模式识别方面的,图像处理方面的,还有计算机科学方面的一些课(操作系统、数据库、Linux)。

对于选修课,我还有一个个人建议:既然是选修,可以考虑多花点时间学其它专业的课程,哪怕是历史、人文知识、社交,扩大自己的知识面,健全自己的人生观世界观,会更有价值、更有意义。

第五部分

这个没什么好说的了。目前大学里面的实践内容太少太少,只靠大纲里面这些肯定是不够的,建议大家平时在宿舍里多进行实践。像matlab这样的设计,在宿舍完全是可以做的。也强烈大家主动到学校机房实验室进行实践,远比在教室里学的东西更多更有用。

哦,补充一下,金工实习我觉得真的没有必要,锻炼动手能力的 *** 有很多,电工实习多做做就够了。

第六部分

都是加分项,没什么好说的。多参加比赛,好处还是很多的,哪怕没有拿到奖项。

好了,整个课表都说完了。

其实,这份课表暴露了目前中国大学教育最主要的问题。

为什么用人单位抱怨校招毕业生能力不足?为什么毕业生反馈到了工作岗位却发现自己什么都不会?为什么能力不足是普遍的现象,而非个别?

原因很简单,就是因为大学里面教的东西根本就不对。不是教得少了,而是“太多了”,多得有点“滥”了。

整张课表,185个学分,包括2464个课时,外加31周实践,这还不包括课外自习。用于学习的时间,真的已经很多了。但是,所学内容里面,真正有价值的内容,不到三分之二。剩下的三分之一,都是在凑课时。即使是有价值的三分之二,价值也远远没有发挥出来。

所以我一直坚持认为,大学本科四年制,其实完全可以压缩成三年制

针对不同专业方向,应该对教学大纲进行删减。学校学生的实际能力有多强,并不取决于学校的课表有多饱满。

此外,企业的职业能力培养课程,也应该更多地引入高校,这样也能缩短企业人才的培养周期。

在目前现状无法改变的情况下,正如前文所说,大家应该积极增加对行业的了解,早点选择自己的主攻方向,调整学习重心,有针对性地进行选择和放弃。

简而言之,一句话——

该逃的课,就要放心大胆地逃!

嗯,我想说的就是这些了。以上仅代表我的个人意见,供大家参考。欢迎在留言区表达不同意见,大家一起交流探讨。

谢谢!

关于5G接入网,看这一篇就够啦!

大家好啊,国庆假期玩的咋样了?

既然假期结束了,就跟小枣君一起学习学习5G吧。



今天要研究的对象,是5G接入网


什么是接入网?如果是长期关注鲜枣课堂的同学,对这个概念一定不会陌生。


搬出这张小枣君用过无数次的移动通信架构图:




接入网,在我们无线通信里,一般指无线接入网,也就是通常所说的RAN(Radio Access Network)




说白了,把所有的手机终端,都连接到 *** 里面的这个功能,就是无线接入网。

大家耳熟能详的基站(BaseStation),就是属于无线接入网(RAN)


无线基站


虽然我们从1G开始,历经2G、3G,一路走到4G,号称是技术飞速演进,但整个通信 *** 的逻辑架构,一直都是:手机→接入网→承载网→核心网→承载网→接入网→手机。

通信过程的本质,就是编码解码、调制解调、加密解密。



要做的事情就这么多,各种设备各司其职,完成这些事情。

通信标准更新换代,无非是设备改个名字,或者挪个位置,功能本质并没有变化。

基站系统,乃至整个无线接入网系统,亦是如此。

一个基站,通常包括BBU(主要负责信号调制)、RRU(主要负责射频处理),馈线(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)。


基站的组成部分


在最早期的时候,BBU,RRU和供电单元等设备,是打包塞在一个柜子或一个机房里的。



基站一体化


后来,慢慢开始发生变化。


怎么变化呢?通信砖家们把它们拆分了。

首先,就是把RRU和BBU先给拆分了。



硬件上不再放在一起,RRU通常会挂在机房的墙上。



BBU有时候挂墙,不过大部分时候是在机柜里。


机柜里的BBU


再到后来,RRU不再放在室内,而是被搬到了天线的身边(所谓的“RRU拉远”)。




天线+RRU


这样,我们的RAN就变成了D-RAN,也就是Distributed RAN(分布式无线接入网)。


这样做有什么好处呢?

一方面,大大缩短了RRU和天线之间馈线的长度,可以减少信号损耗,也可以降低馈线的成本。

另一方面,可以让 *** 规划更加灵活。毕竟RRU加天线比较小,想怎么放,就怎么放。



说到这里,请大家注意:通信 *** 的发展演进,无非就是两个驱动力,一是为了更高的性能,二是为了更低的成本



有时候成本比性能更加重要,如果一项技术需要花很多钱,但是带来的回报少于付出,它就很难获得广泛应用。


RAN的演进,一定程度上就是成本压力带来的结果。



D-RAN的架构下,运营商仍然要承担非常巨大的成本。因为为了摆放BBU和相关的配套设备(电源、空调等),运营商还是需要租赁和建设很多的室内机房或方舱。


大量的机房=大量的成本


于是,运营商就想出了C-RAN这个解决方案。



C-RAN,意思是Centralized RAN集中化无线接入网。这个C,不仅代表集中化,还代表了别的意思:



相比于D-RAN,C-RAN做得更绝。

除了RRU拉远之外,它把BBU全部都集中关押起来了。关在哪了?中心机房(CO,Central Office)。



这一大堆BBU,就变成一个BBU基带池。

C-RAN这样做,非常有效地解决了前文所说的成本问题。


你知道整个移动通信 *** 中,基站的能耗占比大约多少吗?

72%


你知道基站里面,空调的能耗占比大约多少吗?

56%



传统方式机房的功耗分析


也就是说,运营商的钱,大部分都花在基站上,花在基础设施上,花在电费上。


采用C-RAN之后,通过集中化的方式,可以极大减少基站机房数量,减少配套设备(特别是空调)的能耗。


若干小机房,都进了大机房


机房少了,租金就少了,维护费用也少了,人工费用也跟着减少了。这笔开支节省,对饱受经营压力之苦的运营商来说,简直是久旱逢甘霖。


另外,拉远之后的RRU搭配天线,可以安装在离用户更近距离的位置。距离近了,发射功率就低了。

低的发射功率意味着用户终端电池寿命的延长无线接入 *** 功耗的降低。说白了,你手机会更省电,待机时间会更长,运营商那边也更省电、省钱!

更重要一点,除了运营商可以省钱之外,采用C-RAN也会带来很大的社会效益,减少大量的碳排放(CO2)。



此外,分散的BBU变成BBU基带池之后,更强大了,可以统一管理和调度,资源调配更加灵活!


C-RAN下,基站实际上是“不见了”,所有的实体基站变成了虚拟基站。

所有的虚拟基站在BBU基带池 *** 享用户的数据收发、信道质量等信息。强化的协作关系,使得联合调度得以实现。小区之间的干扰,就变成了小区之间的协作(CoMP),大幅提高频谱使用效率,也提升了用户感知。

多点协作传输(CoMP,Coordinated Multiple Points Tran *** ission/Reception)是指地理位置上分离的多个传输点,协同参与为一个终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个终端发送的数据(PUSCH)。


此外,BBU基带池既然都在CO(中心机房),那么,就可以对它们进行虚拟化了!

虚拟化,就是网元功能虚拟化(NFV)。简单来说,以前BBU是专门的硬件设备,非常昂贵,现在,找个x86服务器,装个虚拟机(VM,Virtual Machines),运行具备BBU功能的软件,然后就能当BBU用啦!


这下子又省了好多钱!


正因为C-RAN这种集中化的方式会带来巨大的成本削减,所以,受到运营商的欢迎和追捧(当然,设备商们不会太开心)。

猜猜C-RAN是谁提出来的? 不是设备商,是中国移动。。。最积极推动C-RAN的,也是中国移动。。。作为世界上更大的运营商,中国移动把C-RAN奉为至宝。


到了5G时代,接入网又发生了很大的变化。

在5G *** 中,接入网不再是由BBURRU天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体:

  • CU(Centralized Unit,集中单元)
  • DU(Distribute Unit,分布单元)
  • AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)



CU:原BBU的非实时部分将分割出来,重新定义为CU,负责处理非实时协议和服务。

AAU:BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。

DU:BBU的剩余功能重新定义为DU,负责处理物理层协议和实时服务。

简而言之,CU和DU,以处理内容的实时性进行区分。


简单来说,AAU=RRU+天线


再抛一张图给大家,应该能看得更明白一些:



注意,在图中,EPC(就是4G核心网)被分为New Core(5GC,5G核心网)和MEC(移动 *** 边界计算平台)两部分。MEC移动到和CU一起,就是所谓的“下沉”(离基站更近)。


核心网部分功能下沉


之所以要BBU功能拆分核心网部分下沉,根本原因,就是为了满足5G不同场景的需要。

5G是一个“万金油” *** ,除了网速快之外,还有很多的特点,例如时延低、支持海量连接,支持高速移动中的手机,等等。

不同场景下,对于 *** 的特性要求(网速、时延、连接数、能耗...),其实是不同的,有的甚至是矛盾的。

例如,你看高清演唱会直播,在乎的是画质,时效上,整体延后几秒甚至十几秒,你是没感觉的。而你远程驾驶,在乎的是时延,时延超过10ms,都会严重影响安全。


所以,把 *** 拆开、细化,就是为了更灵活地应对场景需求。

说到这里,就要提到5G的一个关键概念——「切片」

切片,简单来说,就是把一张物理上的 *** ,按应用场景划分为N张逻辑 *** 。不同的逻辑 *** ,服务于不同场景。


不同的切片,用于不同的场景


*** 切片,可以优化 *** 资源分配,实现更大成本效率,满足多元化要求。



可以这么理解,因为需求多样化,所以要 *** 多样化;因为 *** 多样化,所以要切片;因为要切片,所以网元要能灵活移动;因为网元灵活移动,所以网元之间的连接也要灵活变化。



所以,才有了DU和CU这样的新架构。

依据5G提出的标准,CU、DU、AAU可以采取分离或合设的方式,所以,会出现多种 *** 部署形态:


回传、中传、前传,是不同实体之间的连接


上图所列 *** 部署形态,依次为:

① 与传统4G宏站一致,CU与DU共硬件部署,构成BBU单元。

② DU部署在4G BBU机房,CU集中部署。

③ DU集中部署,CU更高层次集中。

④ CU与DU共站集中部署,类似4G的C-RAN方式。

这些部署方式的选择,需要同时综合考虑多种因素,包括业务的传输需求(如带宽,时延等因素)、建设成本投入、维护难度等。

举个例子,如果前传 *** 为理想传输(有钱,光纤直接到天线那边),那么,CU与DU可以部署在同一个集中点。如果前传 *** 为非理想传输(没钱,没那么多光纤),DU可以采用分布式部署的方式。


再例如,如果是车联网这样的低时延要求场景,你的DU,就要想办法往前放(靠近AAU部署),你的MEC、边缘云,就要派上用场。



好啦,关于接入网的介绍,今天就先到这里!

实际上,关于5G接入网的内容,包括DU/CU的分层,切片的具体方式,都比文中介绍的要复杂得多。后续,小枣君将逐一进行更为深入的介绍。敬请期待哟!

标签: 课堂 信号 系统 鲜枣

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