4G+的VoLTE和載波聚合

2016年來到了,運營商將普遍進入到4G+時代,4G+就是比4G還快的意思,下載速率可達300M。這個“+”的帽子並不能亂戴,必須得應用了兩個新技術才可稱為4G+,這兩個新技術就是VoLTE和載波聚合。

VoLTE是讓通話質量更好,載波聚合是讓上網速度更快,通話和上網是手機的兩大功能,這些都將在4G+中得到提升,追求時尚的年輕人當然不能錯過,可您的手機未必支持,不妨查一下自己手機的移動網絡設置吧。

4G+的VoLTE和載波聚合

那理解這兩個通信技術的原理重要不重要呢?其實即使您無一絲瞭解,也不防礙您使用它們,就像上圖那樣啟動了就行。那為什麼有些通信外行還執意地想了解呢?這就涉及到了信息技術迅猛發展與人們信息能力反差越來越大的問題。

我們的父輩年輕時使用的高科技是自行車縫紉機,這種機械科技並不難理解,手巧的人自己研究下就敢動手修理。而我們現在使用的手機是信息科技,絕大多數人對其運行原理一無所知,如果不努力地試圖理解下原理,長期以往就會完全喪失信息科技的邏輯和意識,除了會擺弄工程師設計出來的那些功能外,大腦中是一片空白。

對於信息科技,不僅要知其然,還要試圖瞭解其所以然,搞清楚技術的基本原理和工程師的基本思路,大體知道是咋回事,這是信息化時代中具有現代意識的年輕人的必修課。老年人就算了,我這麼能科普的人,也都不再給我父親講任何科學了。

言歸正傳,啥是VoLTE?這不妨礙從開“兩會”時的交通管控說起,開兩會的代表人數挺多,為了保證代表們不至於因堵車而遲到,長安街上會有警察進行管控,搞出一條專道只允許代表的車輛通過。

4G+的VoLTE和載波聚合

(圖文無關)

我們傳統的電話傳輸採用的就是這樣專道模式,例如你身在北京給廣州的朋友打電話,電話局就要建立一條從北京到石家莊、石家莊到鄭州、鄭州到….一直到廣州的電路,在通話期間,您的話音就從一站交換到下一站,整條電路都是您專用的,這種模式叫到“電路交換”。

根據統計,兩個人正常通話時約六成時間是沒聲音的,如果情侶之間生悶氣打電話都不吭聲,那沒聲音的比例就更大了,這是多大的資源浪費啊~好比是長安街管控,您在擁擠的車道上龜行,看到旁邊的專道上根本沒車,心想如果自己拐一把進了專道該有多爽,當然您也只是想想。

現在您看出來了吧,傳統的“電路交換”就是犧牲了至少一半的資源,來保證通話時不被打擾,這種犧牲其實是很必要的。

互聯網興起後,信息的交換有了一個新模式,即先把信息分組並編號註釋,然後不留空隙地往信道中塞滿,這句話您一定不明白,那不妨再舉個栗子:一列火車運送新兵去不同的地方服役,如果按車廂區分目的地,例如1號車廂去保定,2號去石家莊….那有的車廂會擠死,而有的會很空。如果換一種區別方式,給每個新兵的胸前都別個條,上書“我是誰,從哪來,到哪去”,然後打亂車廂次序有座就坐,座位利用率就高多了,每到一站後列車員就查胸條,判斷他是否該下車。

4G+的VoLTE和載波聚合(圖文無關)

這種貼胸條的方式就是當前互聯網的核心技術“分組交換”,VoLTE區別於老方式,就是用分組交換取代了電路交換。具體來說,就是把話音信息分成很多個小段,每個小段前面加段註釋信息,說明這是哪個號碼在跟哪個號碼講話,這段在整句中是第幾位,其實就是貼個胸條啦。然後把這些個加過註釋的小段拋在網上,由路由器決定哪個小段走哪條路。路由器其實就是列車員,通過查胸條的方式來安排小段的行程。

很明顯手機通話的“分組交換”效率更高,但為什麼直到2016年才開始應用呢?那是因為之前的理性想豐滿現實很骨幹,核心原因就是延時太大。以前的電路交換模式是整車廂到達,雖然效率低,但會一起到達目的地,而現在的分組交換雖然效率高,但每個小段到達目的地的時間不同,沿途各級的路由器根據當時的線路擁堵情況來臨時決定某一小段下步的去向,很可能就會發生先發後至的情況。

一句話有10000個小段,後面9999個小段都到了,最先發出的第1段因堵車還沒到,得等所有小段都到全了,並且按次序排好隊後再送到接電話者的耳朵裡,在2013年底國內頒發4G牌照時,延時可長達5秒,這當然是無法容忍的。所以,自4G開通後,話音部分一直不敢使用更高效的分組交換,不得不跳回到電路交流的2G網絡中。

現在好了,延時問題已經解決了,您問怎麼解決的?那就說來話長了,以後有機會再表,請您記住一句話:新技術帶來的新問題,總會被更新的技術所解決。

現在說載波聚合,載波是個什麼東西?載波就是卡車,承載信息貨物跑路就是它的唯一職責。手機的通話上網等任何信息,都被轉化為電信號的形式,由載波負責承載傳輸。

載波還可以比喻成行李箱,那信息就好比是行李了,相同大小的行李箱能承載多少行李?這要看如何擺放。我出差的行李是老婆給收拾的,回程時還是這些行李,可我在賓館裡怎麼也裝不下了,只好再拎個塑料袋子。

4G+的VoLTE和載波聚合

我老婆會把行李分門別類擺放,甚至讓行李交叉,例如用襪子填縫,從而更加合理的利用空間,這就是“行李聚合”。載波聚合也是一樣的道理,就是對載波空間的排隊、交叉、重疊,從而提高載波空間的利用率,載波的利用率提高了,那速率自然也就提高了。

道理講完了,您是不是覺得特別滴簡單?是的,通信原理真的是很簡單的,工程思路也都是非常大眾化的。那為什麼您覺得非常高深難懂呢?這是因為懂原理的人不會講故事,會講故事的人不懂原理,我是既懂原理又會講故事,這樣的人其實是很少見的。能把複雜的技術原理提煉出來,並用通俗的語言把外行人講懂,這種功力沒多年的修煉是達不到的。不好意思我又膨脹了。


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