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知识图解:手机4G移动网络构架图

2016-07-19 来源:国外网站推荐 - 由[国外网站大全]整理 591

4G 行动网路是近年来最令人兴奋的科技发展之一。如今电信业者纷纷开启4G服务,许多人也因此想升级目前的3G手机,好享用这项服务的许多好处。尽管新的行动网络标准尚未固定下来,从速度与资料处理的精确度来说,就连最基本的4G服务也比前一代网路好了一大截:没错,4G的网络速度的确有可能比现有最快的3G还要快至少10倍。电信业者是如何达到这个令人吃惊的技术大跃进呢?

知识图解:手机4G移动网络构架图

4G和3G网络都以IP(网络协定)为基础,因此从网络接收资讯的基本标准也一样。两者的差别在于,2001年3G问世时,移动网络的语音传输使用的是一套不同的标准,因此当时自然而然把3G的语音和多媒体讯息协定分开。然而后来发现这种网路的使用方法非常没有效率,于是设计4G时的最终目标,就是要让语音、简讯和多媒体传讯完全以IP为基础。也就是说,资料会在有需要的时候,以一种称为封包交换系统(packet-switching system)的方式收发。

封包交换网络由称为「网络交换」(circuit switching)的老式电话系统演变而来,后者的线路在使用中会专属于该使用者。以老式电话系统来说,这表示长途电话所费不赀,因为远距离通话会占用数千公里长的缆线。

封包交换有效地解决了老式系统效率低的问题。首先,当使用网路电话(VoIP)对谈时,一人通常在聆听,这代表线路都只有一半在使用,数据量因此大可减半。在通话过程中,你会有好几秒钟的沉默,此时制造出的数据完全多余,可移除以进一步缩减档案大小。最重要的是,与传统单一专用线相较,封包交换系统只有在需要时才会收发资料,并透过数千条不同的网路途径传送。

使用网络协定的手机会将资料切成小封包,并将每个封包标上位址,借此告知各种网络装置这些封包的目的地。数据通过系统传送时,路由器会逐件处理封包,封包于是透过不同路径传到最终目的。无论是透过卫星或地下缆线,通常是选择最便宜、最不繁忙的路径,以降低成本、增加效率。封包抵达后,接收装置再利用封包里的指示,将资讯编写回原貌。

4G还有许多优于上一代网路的功能。它的容量和数据传输速率都更高,因此可以支援更多使用者同时使用更大量的资料。随着使用者越来越着迷于上传高解析度影片,或拍摄高画质照片与世界各地的朋友分享,4G让他们可以更快速地收发资料。

让4G速度更快的另一个因素是它的「延迟时间」较短,也就是回应使用者指示所需的时间。由于延迟的长度短于「即时」的标准(也就是最多50毫秒的延迟),你可以更快地得到网路回应,打电话也不再有滞缓或回音的现象。最后一点,4G能更充分利用其占用的电磁频谱,而创新的编码技术让每赫兹的频宽能容纳更多资料。

4G移动网络的使用者通常可以得到每秒超过10 MB的下载速度,这是家用网络的常见速度,也比状况很好的3G网络快上好几倍。若改善基础建设,速度还能更明显地增加,有些4G系统的极速甚至高达每秒50MB以上。

现有的4G技术分为三大类,演进式高速封包存取(High Speed​​ Packet Access,简称HSPA+)、全球互通微波存取(WiMAX,一种家用无线网路宽频系统的衍生,在北美偏远地带使用),以及4G长期演进技术(Long Term Evolution,简称LTE)。LTE是三者中最快速的,理论上可以较低的价格升级为更快速的技术。

4G移动电话也内含2G和3G移动网络的晶片,因为目前4G网络尚未普及,收发资料仍需仰赖混杂的不同行动网路协定,这对于没有4G讯号的地区来说尤其重要,否则这些地区会成为4G手机使用者的死角。

4G移动网络最棒的地方绝不只是硬体升级而已,它可以用比上一代更高的速度收发资料,弥补资料改道造成的功率消耗和壅塞──而且这些都以电脑聪明地进行,无须人为协助。

不过4G牵涉到的并非全是崭新或革命性的技术。它可说单纯是应商业和消费者的更多需求,再合并电信业者可利用的进阶智慧型技术网路后,无可避免的产物。无论如何,4G仍是一项了不起的技术大跃进。

手机4G构架图

第六代的苹果智慧型手机iPhone 5是首度支援LTE网路的超高速行动宽频手机之一。它当然也与3G和其他早期技术相容,这对英国来说来得正好,因为它的上市时间是EE电信「开启」其LTE 4G行动网路的两个月前。iPhone 5内有6个专为不同行动频率和标准设计的微晶片,包括最新的LTE频宽、FM无线电频率和Wi-Fi协定。

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