Facebook新天線技術讓華為如臨大敵

編者按：專用、累贅且昂貴的設備正阻礙運營商發展，不僅使運營成本上升、創新緩慢，還讓電信企業管理者擔心變成「啞巴管道」，而FACEBOOK正好開了個好頭，如果我是思科、愛立信、華為或瞻博，現在就會打起精神保持警惕了。

在上個月中的FACEBOOK F8大會上，Facebook展示了2款無線天線，它可以將城市網際網路信號傳送到農村地區。

Facebook為什麼要開發天線?很簡單，上網的人越多，使用Facebook服務的人也就越多。

根據《連線》雜誌的報導，Facebook的這兩個天線技術和一些另外的通信計劃讓華為和愛立信這類通信設備上如臨大敵。

Facebook究竟發布了什麼?

Facebook在大會上展示的兩款無線天線是由Connectivity Lab(連接實驗室)的工程師秘密開發，實驗室試圖尋找新方法擴大網絡覆蓋範圍。

當中的一款天線名叫ARIES，它可以將最遠20英里外的城市網絡信號傳送到農村地區。

根據Facebook統計的數據，全球97%的人口生活上述半徑範圍之內，從理論上講，ARIES可以讓全球大多數未上網的人口連接到網際網路。

Facebook介紹說天線的價格比光纖、電力線纜便宜得多，現在的農村地區用許多微型信號塔提供寬頻服務，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城市網絡的性能。

通過光纖連接到信號塔(也就是基站)，然後將信號發送到手機及其它設備。

這是一般通信的做法。

而Terragraph並沒有選擇這種方案。

相反，Terragraph通過空閒未授權無線電波直接連接到基站。

詳細了解Aries和Terragraph

Project Aries

Project Aries的著重點就是基站。

我們通常所熟知的基站指的是公用移動通信無線電台的一種形式，是在一定的無線電覆蓋區中，通過移動通信交換中心，與行動電話終端之間進行信息傳遞的無線電收發信電台，項目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台。

不同於傳統的基站平台，Facebook配備了巨無霸級別的96天線，頻譜效率高達71bps/Hz，據說很快還會突破100bps/Hz。

也許你還不了解這種配置到底多麼的牛叉，舉個例子來說，就是你現在在大廈打電話的時候，有的時候因為信號不好非常的想扔手機，而有了上面的配置，打電話，那就是相當清晰。

現如今，我們也知道很多的地方關於基站方面，都是使用的MIMO技術(Multiple-Input Multiple-Output，技術指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線，使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質量。

它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，可以成倍的提高系統信道容量，顯示出明顯的優勢、被視為下一代移動通信的核心技術。

)。

簡單的說，就是多輸入多輸出。

而ARIES是這樣的技術的一個實施例，它能充分利用空間資源，通過多個天線實現多發多收，在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下，可以成倍的提高系統信道容量，顯示出明顯的優勢、被視為下一代移動通信的核心技術。

同時，Facebook也堅信「Project Aries」將幫助把5G無線通訊帶入到農村地區。

大規模MIMO的使用能夠增強其整體帶寬的系統參數，簡單的說，你可以認為通過發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為距離的問題而造成的損耗。

另外，這種多重疊加之後的低頻仍然可以利用在廣大的農村地區。

有了這樣的目標，他們除了需要做更高於4G現有無線通信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力的製造商。

Terragraph Network

Terragraph是一種60HZ，多節點的無線系統，該系統能夠為人口密集的市區提供高速網絡。

利用現成的部件以及雲服務進行密集型數據處理，整個Terragraph在經過優化之後成為了一種大批量，低成本的產品。

雖然說WiGig因為會吸收氧氣和水而有所損耗，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認識到了使用該頻段(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頻段通常適用於7 GHz的寬頻，美國這類思維超前的國家開始試圖將之擴展到14GHZ。

這個決定的受益方之一就是 WiGig，WiGig是Wi-Fi傳輸標準的增強版，能夠為室內提供高帶寬的交流信號。

Terragraph的無線網絡系統就使用了WiGig標準的無線電。

它是專門為消費型電子產品而設計的，它能夠讓我們在傳統的電信基礎設施上建造一些價格便宜的節點。

由於60 GHz的信號範圍有限，這些節點會在城市內以200-250米的間隔進行放置。

這種帶寬巨大的節點不僅具有獨特限制干擾的特性，還簡化了網絡規劃。

無需許可的頻譜有助於進一步降低成本。

Terragraph 的設計能為整整一條街提供網絡覆蓋，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，而且該裝置能夠擴展覆蓋範圍。

鑒於Terragraph的網絡體系結構，它能夠自動尋找路線避開人口密集城區環出現的干擾(這類干擾通常會出現在高層建築或由於用戶密集而造成的網絡擁塞中)。

Terragraph同樣利用技術為Facebook建造了一個大的中心資料庫。

我們為了解決 TCP/IP的無線連接問題而重新構建了媒體接入控制(MAC)。

我們通過使用TDMA/ TDD系統的 MAC協議，發現網絡效率和 Wi-Fi/WiGig存在的時候相比提升了6倍。

最後，Terragraph為了能夠提供快速，有吸引力又便宜的設備，而將屬性和工業設計進行了結合。

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。

對於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系統會離建築的距離更近。

結合Wi-Fi接入點來說，Terragraph是實現100%街道Wi-Fi覆蓋率成本最低的方法之一。

和NOKIA和Intel聯手，挑戰傳統運營商

今年二月份，Facebook宣布與諾基亞、英特爾，還有其他一些電信公司聯手打造開源硬體和軟體平台，簡化通信網絡建設。

這也是Facebook五年前為社交網絡數據中心打造類似項目之後的又一嘗試。

如果項目成功，運營商網絡建設將更加模塊化，但這也意味著愛立信和思科等電信設備提供商的經營會受到衝擊。

acebook提議的電信基礎設施項目旨在打造開源硬體和軟體，覆蓋電信網絡三大要素：接入、回傳及內核。

接入即手機或電腦連到網絡的第一步，涉及基站和信號塔等。

回傳解決信號如何從設備傳到網際網路的問題，在根據不同情況採取光纖接入，也可能銅線或微波接入方式。

連上網後，數據包要準確傳送至目的地，並在蜂窩網絡上計算清楚，以便付費或應用需求(傳統的簡訊與Whatsapp信息採用的是不同的傳輸方式)，而不同之處就由內核來解決。

當然這些都是電信基礎知識，此外，由於電信系統誕生以來已經超過一個世紀，可以說是由各種複雜裝備及專用軟體支撐起來的混合體。

然而，網際網路以及各種網際網路上利用數據聯接技術而繞過運營商的服務發展迅猛，已經威脅到傳統商業模式。

比如，當Facebook Messenger或WhatsApp能夠「免費」發信息時，用戶就不會再發20美分一條的簡訊。

專用、累贅且昂貴的設備正阻礙運營商發展，不僅使運營成本上升、創新緩慢，還讓電信企業管理者擔心變成「啞巴管道」。

進入雲模式

運營商正努力從雲服務提供者尋找解決問題的思路。

電信運營商最大的問題在於，能否迅速轉變，以及供應商能否保持同步。

舉個例子，美國電話電報公司已經開始採用軟體定義基礎設施，但底層基礎設施的轉變還相對落後。

應用新設施後，貝爾公司就可以在無需手動更改設備的情況下提升服務靈活性，而且全網設計也能得到簡化。

作為打造新型網絡計劃的一部分，美國電話電報公司已經宣布2015年其SDN部分的工作已完成5.7%，2016年底將完成30%。

公司計劃使用愛立信和英特爾設備鋪設下一代無線網絡。

Facebook的TIP項目與美國電話電報公司目標相似，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、環球電信等。

Facebook希望用模塊化組件把硬體和軟體集合起來，打造一個更加簡化的網絡架構，替代當前電信網絡中昂貴、專屬的設備。

雖然Facebook此前曾有過開源硬體的嘗試，但電信業遠比建個伺服器要複雜得多，因此該項目雖然為開源性質，但仍涉及牌照問題。

2011年4月，Facebook啟動了旨在建設開源伺服器的開放計算機基金項目。

當時，Facebook認為伺服器製造商在伺服器上添加了很多不必要的東西，增加了成本且能耗。

可以想像，對於一家像Facebook這樣需要成千上萬台伺服器的公司來說，哪怕每台伺服器上的多餘組件只要2美元也意味著成本劇增。

2015年，公司稱在開源伺服器方面的投資已節省了20多億美元。

Facebook和其他伺服器大用戶獲得實惠，就意味著伺服器製造商要吃點虧。

戴爾和惠普從一開始就是開放計算機項目的合作夥伴，但很顯然把簡化版伺服器賣給要求如此嚴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。

電信業此前已因合併及轉向開放系統連受打擊，這時Facebook又引入新模式，電信業的前景只會更殘酷。

目前，設備供應商當中只有諾基亞是TIP項目的成員，另外兩家全球大供應商愛立信和華為尚未加入。

諾基亞也加入了早先開放計算機基金項目，愛立信剛剛加入。

對於諾基亞來說，參與建設模塊通信設備對其影響要小一些，而且阿爾卡特-朗訊在與諾基亞合併之前其實已經開始轉型。

但即便如此，對於其他想要把設備作為高度整體化系統來銷售的供應商來說，模塊化就意味著威脅。

由於供應商的選擇很多，競標網絡組件的競爭變得激烈，這是以前未曾出現過的。

德國電信整合轉移和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，網絡流量的指數級增長需要新的解決方案，路由器和交換機等網絡設備也需要改進。

開放計算機項目已經證明，硬體的開放性規範加上積極的行業環境能讓成本和效率發生巨大變化——而TIP項目將在網絡各領域都引發革新浪潮。

至於現有的供應商，克勞伯說像思科和瞻博網絡(其設備銷售也可能因該項目受到重挫)這樣的公司，「我們期望看到改變，就像之前數據中心之前的改進一樣。

雖然新項目會衝擊當前各方，但也創造了巨大的機會」。

進程

目前Facebook已經與環球網絡在菲律賓一個小村莊共同建了一個試點，用TIP設備提供網絡。

Facebook基礎設施部副總裁傑森?泰勒估計，今年下半年將會測試更多網絡。

此外，雖然電信基礎設施複雜，成本節約可能不如數據中心那麼大，但運營商很可能會從模塊化革新中嘗到甜頭。

比起認為TIP只是曇花一現或影響微弱的企業來說，迅速降低成本轉而為TIP提供產品的設備供應商們日子也會更好一點。

值得思考的是TIP到底能走多遠。

Facebook當時推出開放計算機項目時，大多數有巨型數據中心的企業和金融服務行業公司都採用了。

然而，現在伺服器製造商依然可以指望企業客戶購買昂貴的伺服器來獲取更高利潤，而電信設備市場的買家卻少得多。

因此，最終會不會出現一部分客戶採用TIP項目，另一些人避之不理，現在還不得而知。

即便是那些不參與該項目的企業，也很可能會認同通過軟體定義基礎設施進行模塊化和靈活化轉變的思路，併購買真正支持協同操作的設備。

所以，對於開源交換機、Open Flow以及其他推動網絡開放並支持供應商和設備間協同操作的舉動，思科等供應商一直心懷顧慮。

可以說Facebook通過TIP創建了一個框架和聯盟，確保不用再因循守舊，也不用受積重難返的行業潛規則拖累就能實現協同操作，電信行業早就需要改一改了。

說服諾基亞和運營商加入說明Facebook至少開了個好頭，也讓TIP更值得關注。

如果我是思科、愛立信、華為或瞻博，現在就會打起精神保持警惕了。