LTE技术,我们通常称之为4G网络,它彻底改变了我们使用手机和互联网的方式,在它出现之前,我们用手机上网的速度相对较慢,看个视频可能会卡顿,下载个大文件需要等很久,LTE的到来,就像给移动网络修了一条前所未有的高速公路,让数据能够以前所未有的速度飞驰,要理解这条高速公路为什么这么快,我们需要看看它核心的几个设计理念。
LTE抛弃了之前技术中比较复杂的“立交桥”设计,转而采用了一条更笔直、更宽阔的“扁平化大道”,在传统的网络里,数据从你的手机到互联网核心需要经过很多个不同的节点,就像开车要经过很多个红绿灯和转盘一样,效率不高,LTE简化了这个过程,减少了中间环节,让数据包能够更直接、更快速地到达目的地,这种扁平化的架构不仅降低了数据传输的延迟(也就是我们常说的“ping值”),也让网络建设和管理变得更简单、成本更低。
LTE使用了非常聪明的“交通管理技术”,叫做OFDMA(正交频分多址接入),你可以想象一下,原来的网络就像一条单车道,一次只能有一辆车通过,其他车必须排队,而OFDMA技术则将整个无线电波频段划分成成千上万条非常窄的、并行的“微型车道”,当你传输数据时,比如发送一张图片,系统不会把整张图片放在一条车道上慢慢运,而是把图片拆分成无数个小数据包,同时在这些并行的微型车道上发送,这样,极大地提高了效率,即使有很多用户同时在用网,也能保证每个人都能分到一些微型车道,从而实现高速数据传输,避免了拥堵。
另一个关键点是MIMO技术,也就是多输入多输出,这个技术可以理解为给基站和你的手机都安装了多根天线,传统的信号传输像是单人对讲机,一次只能听和说,而MIMO技术则像是组建了一个对话小组,可以同时通过多条路径发送和接收不同的数据流,这不仅仅增强了信号的稳定性(因为如果一条路径被阻挡,还有其他路径可用),更关键的是,它成倍地增加了数据的吞吐量,你可以想象成把单车道扩建成了双车道甚至四车道,自然通行能力就大大提升了,我们现在手机上支持的4G+或者载波聚合,其实就是MIMO技术的增强版,它把多个不同频段的“道路”合并在一起,形成一条更宽的“超级公路”,让网速达到顶峰。
除了速度快,LTE的设计也充分考虑了我们总是在移动的特点,无论你是走路、坐车还是高铁,LTE网络都需要确保你的连接不会中断,它通过无数个覆盖区域的基站(信号塔)协同工作,当你从一个基站的覆盖范围移动到另一个时,网络会进行快速、平滑的“交接”,这个过程非常迅速,以至于你在进行视频通话或者玩在线游戏时几乎感觉不到卡顿。
正是这些核心原理的结合,使得LTE技术支撑起了我们今天的移动互联网生活,它不仅仅是让我们能够流畅地观看高清视频、玩大型多人在线游戏,更重要的是,它为移动支付、共享经济、短视频社交、移动办公等无数应用场景提供了坚实的基础,虽然现在5G已经开始普及,但LTE网络作为成熟且覆盖广泛的网络,在未来很长一段时间内,仍将是全球移动通信网络的骨干力量,与5G网络协同工作,共同为我们提供稳定、高速的网络服务,理解了LTE,你就能明白我们手中的这个小设备,是如何连接到那个庞大而精彩的数字世界的。
