Facebook新天線技術(shù)讓華為如臨大敵 - 全文

　　在上個月中的FACEBOOK F8大會上，F(xiàn)acebook展示了2款無線天線，它可以將城市互聯(lián)網(wǎng)信號傳送到農(nóng)村地區(qū)。Facebook為什么要開發(fā)天線？很簡單，上網(wǎng)的人越多，使用Facebook服務(wù)的人也就越多。根據(jù)《連線》雜志的報道，F(xiàn)acebook的這兩個天線技術(shù)和一些另外的通信計(jì)劃讓華為和愛立信這類通信設(shè)備上如臨大敵。

　　Facebook究竟發(fā)布了什么？

　　Facebook在大會上展示的兩款無線天線是由Connectivity Lab（連接實(shí)驗(yàn)室）的工程師秘密開發(fā)，實(shí)驗(yàn)室試圖尋找新方法擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

　　當(dāng)中的一款天線名叫ARIES，它可以將最遠(yuǎn)20英里外的城市網(wǎng)絡(luò)信號傳送到農(nóng)村地區(qū)。

　　Project Aries

　　根據(jù)Facebook統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，全球97%的人口生活上述半徑范圍之內(nèi)，從理論上講，ARIES可以讓全球大多數(shù)未上網(wǎng)的人口連接到互聯(lián)網(wǎng)。Facebook介紹說天線的價格比光纖、電力線纜便宜得多，現(xiàn)在的農(nóng)村地區(qū)用許多微型信號塔提供寬帶服務(wù)，它的成本比Facebook天線也要昂貴。

　　另外一款是叫作Terragraph，這款天線的使命是改進(jìn)城市網(wǎng)絡(luò)的性能。

　　Terragraph Network

　　通過光纖連接到信號塔（也就是基站），然后將信號發(fā)送到手機(jī)及其它設(shè)備。這是一般通信的做法。

　　而Terragraph并沒有選擇這種方案。相反，Terragraph通過空閑未授權(quán)無線電波直接連接到基站。

　　詳細(xì)了解Aries和Terragraph

　　Project Aries

　　Project Aries的著重點(diǎn)就是基站。我們通常所熟知的基站指的是公用移動通信無線電臺的一種形式，是在一定的無線電覆蓋區(qū)中，通過移動通信交換中心，與移動電話終端之間進(jìn)行信息傳遞的無線電收發(fā)信電臺，項(xiàng)目ARIES也充分證明了Facebook在傾力打造頻譜和能量高效的使用測試平臺。不同于傳統(tǒng)的基站平臺，F(xiàn)acebook配備了巨無霸級別的96天線，頻譜效率高達(dá)71bps/Hz，據(jù)說很快還會突破100bps/Hz。也許你還不了解這種配置到底多么的牛叉，舉個例子來說，就是你現(xiàn)在在大廈打電話的時候，有的時候因?yàn)樾盘柌缓梅浅５南肴邮謾C(jī)，而有了上面的配置，打電話，那就是相當(dāng)清晰。

　　現(xiàn)如今，我們也知道很多的地方關(guān)于基站方面，都是使用的MIMO技術(shù)（Multiple-Input Multiple-Output，技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通信的核心技術(shù)。）。簡單的說，就是多輸入多輸出。而ARIES是這樣的技術(shù)的一個實(shí)施例，它能充分利用空間資源，通過多個天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通信的核心技術(shù)。

　　同時，F(xiàn)acebook也堅(jiān)信“Project Aries”將幫助把5G無線通訊帶入到農(nóng)村地區(qū)。大規(guī)模MIMO的使用能夠增強(qiáng)其整體帶寬的系統(tǒng)參數(shù)，簡單的說，你可以認(rèn)為通過發(fā)射大量天線提供的波束而形成效果疊加，這樣就可以降低城市間因?yàn)榫嚯x的問題而造成的損耗。另外，這種多重疊加之后的低頻仍然可以利用在廣大的農(nóng)村地區(qū)。有了這樣的目標(biāo)，他們除了需要做更高于4G現(xiàn)有無線通信MIMO方面的更高探索外，還需要拓展更多的基站甚至是尋找更具實(shí)力的制造商。

　　Terragraph Network

　　Terragraph是一種60HZ，多節(jié)點(diǎn)的無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)槿丝诿芗氖袇^(qū)提供高速網(wǎng)絡(luò)。利用現(xiàn)成的部件以及云服務(wù)進(jìn)行密集型數(shù)據(jù)處理，整個Terragraph在經(jīng)過優(yōu)化之后成為了一種大批量，低成本的產(chǎn)品。

　　雖然說WiGig因?yàn)闀昭鯕夂退兴鶕p耗，人們通常都不會選擇使用它的。但是美國，英國，德國，中國，韓國，日本以及其他國家已經(jīng)認(rèn)識到了使用該頻段（也叫做V-band頻段）所帶來的好處。該頻段不僅無需許可，效果和Wi-Fi 2.4 GHz以及5 GHz頻段也很接近。60HZ頻段通常適用于7 GHz的寬帶，美國這類思維超前的國家開始試圖將之?dāng)U展到14GHZ。

　　這個決定的受益方之一就是 WiGig，WiGig是Wi-Fi傳輸標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)版，能夠?yàn)槭覂?nèi)提供高帶寬的交流信號。Terragraph的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就使用了WiGig標(biāo)準(zhǔn)的無線電。它是專門為消費(fèi)型電子產(chǎn)品而設(shè)計(jì)的，它能夠讓我們在傳統(tǒng)的電信基礎(chǔ)設(shè)施上建造一些價格便宜的節(jié)點(diǎn)。

　　由于60 GHz的信號范圍有限，這些節(jié)點(diǎn)會在城市內(nèi)以200-250米的間隔進(jìn)行放置。這種帶寬巨大的節(jié)點(diǎn)不僅具有獨(dú)特限制干擾的特性，還簡化了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。無需許可的頻譜有助于進(jìn)一步降低成本。Terragraph 的設(shè)計(jì)能為整整一條街提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，Terragraph 為了維持60GHZ所需要的高度的定向信號安裝了相位陣列天線，而且該裝置能夠擴(kuò)展覆蓋范圍。鑒于Terragraph的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它能夠自動尋找路線避開人口密集城區(qū)環(huán)出現(xiàn)的干擾（這類干擾通常會出現(xiàn)在高層建筑或由于用戶密集而造成的網(wǎng)絡(luò)擁塞中）。

　　Terragraph同樣利用技術(shù)為Facebook建造了一個大的中心數(shù)據(jù)庫。我們?yōu)榱私鉀Q TCP/IP的無線連接問題而重新構(gòu)建了媒體接入控制（MAC）。我們通過使用TDMA/ TDD系統(tǒng)的 MAC協(xié)議，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)效率和 Wi-Fi/WiGig存在的時候相比提升了6倍。

　　最后，Terragraph為了能夠提供快速，有吸引力又便宜的設(shè)備，而將屬性和工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了結(jié)合。它還能降低干擾性，讓客戶在看不見的時候也能輕便的操作。對于那種住在多個單元的客戶或是在高樓里辦公的單位來說，Terragraph系統(tǒng)會離建筑的距離更近。結(jié)合Wi-Fi接入點(diǎn)來說，Terragraph是實(shí)現(xiàn)100%街道Wi-Fi覆蓋率成本最低的方法之一。

　　和NOKIA和Intel聯(lián)手，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)運(yùn)營商

　　今年二月份，F(xiàn)acebook宣布與諾基亞、英特爾，還有其他一些電信公司聯(lián)手打造開源硬件和軟件平臺，簡化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。這也是Facebook五年前為社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心打造類似項(xiàng)目之后的又一嘗試。如果項(xiàng)目成功，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將更加模塊化，但這也意味著愛立信和思科等電信設(shè)備提供商的經(jīng)營會受到?jīng)_擊。

　　acebook提議的電信基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目旨在打造開源硬件和軟件，覆蓋電信網(wǎng)絡(luò)三大要素：接入、回傳及內(nèi)核。接入即手機(jī)或電腦連到網(wǎng)絡(luò)的第一步，涉及基站和信號塔等。回傳解決信號如何從設(shè)備傳到互聯(lián)網(wǎng)的問題，在根據(jù)不同情況采取光纖接入，也可能銅線或微波接入方式。連上網(wǎng)后，數(shù)據(jù)包要準(zhǔn)確傳送至目的地，并在蜂窩網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算清楚，以便付費(fèi)或應(yīng)用需求（傳統(tǒng)的短信與Whatsapp信息采用的是不同的傳輸方式），而不同之處就由內(nèi)核來解決。

　　當(dāng)然這些都是電信基礎(chǔ)知識，此外，由于電信系統(tǒng)誕生以來已經(jīng)超過一個世紀(jì)，可以說是由各種復(fù)雜裝備及專用軟件支撐起來的混合體。然而，互聯(lián)網(wǎng)以及各種互聯(lián)網(wǎng)上利用數(shù)據(jù)聯(lián)接技術(shù)而繞過運(yùn)營商的服務(wù)發(fā)展迅猛，已經(jīng)威脅到傳統(tǒng)商業(yè)模式。

　　比如，當(dāng)Facebook Messenger或WhatsApp能夠“免費(fèi)”發(fā)信息時，用戶就不會再發(fā)20美分一條的短信。專用、累贅且昂貴的設(shè)備正阻礙運(yùn)營商發(fā)展，不僅使運(yùn)營成本上升、創(chuàng)新緩慢，還讓電信企業(yè)管理者擔(dān)心變成“啞巴管道”。

　　進(jìn)入云模式

　　運(yùn)營商正努力從云服務(wù)提供者尋找解決問題的思路。電信運(yùn)營商最大的問題在于，能否迅速轉(zhuǎn)變，以及供應(yīng)商能否保持同步。舉個例子，美國電話電報公司已經(jīng)開始采用軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施，但底層基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)變還相對落后。應(yīng)用新設(shè)施后，貝爾公司就可以在無需手動更改設(shè)備的情況下提升服務(wù)靈活性，而且全網(wǎng)設(shè)計(jì)也能得到簡化。

　　作為打造新型網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的一部分，美國電話電報公司已經(jīng)宣布2015年其SDN部分的工作已完成5.7%，2016年底將完成30%。公司計(jì)劃使用愛立信和英特爾設(shè)備鋪設(shè)下一代無線網(wǎng)絡(luò)。

　　Facebook的TIP項(xiàng)目與美國電話電報公司目標(biāo)相似，甚至還與英特爾合作。其他合作商還有德國電信、諾基亞，SK電訊、環(huán)球電信等。

　　Facebook希望用模塊化組件把硬件和軟件集合起來，打造一個更加簡化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，替代當(dāng)前電信網(wǎng)絡(luò)中昂貴、專屬的設(shè)備。雖然Facebook此前曾有過開源硬件的嘗試，但電信業(yè)遠(yuǎn)比建個服務(wù)器要復(fù)雜得多，因此該項(xiàng)目雖然為開源性質(zhì)，但仍涉及牌照問題。

　　2011年4月，F(xiàn)acebook啟動了旨在建設(shè)開源服務(wù)器的開放計(jì)算機(jī)基金項(xiàng)目。當(dāng)時，F(xiàn)acebook認(rèn)為服務(wù)器制造商在服務(wù)器上添加了很多不必要的東西，增加了成本且能耗。

　　可以想象，對于一家像Facebook這樣需要成千上萬臺服務(wù)器的公司來說，哪怕每臺服務(wù)器上的多余組件只要2美元也意味著成本劇增。2015年，公司稱在開源服務(wù)器方面的投資已節(jié)省了20多億美元。

　　Facebook和其他服務(wù)器大用戶獲得實(shí)惠，就意味著服務(wù)器制造商要吃點(diǎn)虧。戴爾和惠普從一開始就是開放計(jì)算機(jī)項(xiàng)目的合作伙伴，但很顯然把簡化版服務(wù)器賣給要求如此嚴(yán)格的買方利潤非常微薄。戴爾還算撐得住，惠普的日子艱難多了。電信業(yè)此前已因合并及轉(zhuǎn)向開放系統(tǒng)連受打擊，這時Facebook又引入新模式，電信業(yè)的前景只會更殘酷。

　　目前，設(shè)備供應(yīng)商當(dāng)中只有諾基亞是TIP項(xiàng)目的成員，另外兩家全球大供應(yīng)商愛立信和華為尚未加入。諾基亞也加入了早先開放計(jì)算機(jī)基金項(xiàng)目，愛立信剛剛加入。對于諾基亞來說，參與建設(shè)模塊通信設(shè)備對其影響要小一些，而且阿爾卡特-朗訊在與諾基亞合并之前其實(shí)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)型。但即便如此，對于其他想要把設(shè)備作為高度整體化系統(tǒng)來銷售的供應(yīng)商來說，模塊化就意味著威脅。

　　由于供應(yīng)商的選擇很多，競標(biāo)網(wǎng)絡(luò)組件的競爭變得激烈，這是以前未曾出現(xiàn)過的。德國電信整合轉(zhuǎn)移和IP&固定通路部門副總裁阿萊克斯?克勞伯在郵件中表示，希望看到成本下降，效率提升。

　　我們相信，網(wǎng)絡(luò)流量的指數(shù)級增長需要新的解決方案，路由器和交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也需要改進(jìn)。開放計(jì)算機(jī)項(xiàng)目已經(jīng)證明，硬件的開放性規(guī)范加上積極的行業(yè)環(huán)境能讓成本和效率發(fā)生巨大變化——而TIP項(xiàng)目將在網(wǎng)絡(luò)各領(lǐng)域都引發(fā)革新浪潮。

　　至于現(xiàn)有的供應(yīng)商，克勞伯說像思科和瞻博網(wǎng)絡(luò)（其設(shè)備銷售也可能因該項(xiàng)目受到重挫）這樣的公司，“我們期望看到改變，就像之前數(shù)據(jù)中心之前的改進(jìn)一樣。雖然新項(xiàng)目會沖擊當(dāng)前各方，但也創(chuàng)造了巨大的機(jī)會”。

　　進(jìn)程

　　目前Facebook已經(jīng)與環(huán)球網(wǎng)絡(luò)在菲律賓一個小村莊共同建了一個試點(diǎn)，用TIP設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)。Facebook基礎(chǔ)設(shè)施部副總裁杰森?泰勒估計(jì)，今年下半年將會測試更多網(wǎng)絡(luò)。此外，雖然電信基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)雜，成本節(jié)約可能不如數(shù)據(jù)中心那么大，但運(yùn)營商很可能會從模塊化革新中嘗到甜頭。

　　比起認(rèn)為TIP只是曇花一現(xiàn)或影響微弱的企業(yè)來說，迅速降低成本轉(zhuǎn)而為TIP提供產(chǎn)品的設(shè)備供應(yīng)商們?nèi)兆右矔靡稽c(diǎn)。值得思考的是TIP到底能走多遠(yuǎn)。Facebook當(dāng)時推出開放計(jì)算機(jī)項(xiàng)目時，大多數(shù)有巨型數(shù)據(jù)中心的企業(yè)和金融服務(wù)行業(yè)公司都采用了。然而，現(xiàn)在服務(wù)器制造商依然可以指望企業(yè)客戶購買昂貴的服務(wù)器來獲取更高利潤，而電信設(shè)備市場的買家卻少得多。

　　因此，最終會不會出現(xiàn)一部分客戶采用TIP項(xiàng)目，另一些人避之不理，現(xiàn)在還不得而知。即便是那些不參與該項(xiàng)目的企業(yè)，也很可能會認(rèn)同通過軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行模塊化和靈活化轉(zhuǎn)變的思路，并購買真正支持協(xié)同操作的設(shè)備。

　　所以，對于開源交換機(jī)、Open Flow以及其他推動網(wǎng)絡(luò)開放并支持供應(yīng)商和設(shè)備間協(xié)同操作的舉動，思科等供應(yīng)商一直心懷顧慮。

　　可以說Facebook通過TIP創(chuàng)建了一個框架和聯(lián)盟，確保不用再因循守舊，也不用受積重難返的行業(yè)潛規(guī)則拖累就能實(shí)現(xiàn)協(xié)同操作，電信行業(yè)早就需要改一改了。說服諾基亞和運(yùn)營商加入說明Facebook至少開了個好頭，也讓TIP更值得關(guān)注。如果我是思科、愛立信、華為或瞻博，現(xiàn)在就會打起精神保持警惕了。