4G時代的移動通信

倪俊杰：手機直播——隨時隨地演繹世間百態

移動網絡帶寬的快速增大，為傳輸更大的數據流提供了前提條件。利用4G時代運營商提供的高速網絡，我們可以讓現在通過移動網絡使用的語音、視頻通話變得更加清晰。有人就瞄準了這個市場，開辟了新生行業——手機直播。因為受制于視頻傳輸速度的要求，以前的網絡直播一般是通過電腦來進行，通過高清攝像頭在直播平臺上向公眾展示自己各方面的能力，如脫口秀、節目、魔術、表演等，但這容易受到空間的限制。在自媒體時代，直播已經變得非常親民，有了4G網絡之后，任何人只要有一部智能手機，就能開始直播了。手機直播使得網絡直播不再受限于狹小的環境，將直播場所由室內輕而易舉轉移到室外。也因此誕生了一份新的職業——網紅，這些網紅通過各種方式又為APP帶來流量以及變現，彼此之間形成了一個良性的循環。比如曾經紅極一時的“尬舞天團”，就是通過手機室外直播而一炮走紅的。

目前支持手機直播的軟件也很多，如CCTalk、目睹、QQ、微吼、微贊等。觀眾觀看直播可以安裝軟件或直接打開網頁地址，大多數手機網頁直播是使用HLS協議或H5技術來完成的，觀眾可以用瀏覽器直接打開觀看。

手機直播分為兩種：單向直播和雙向直播。單向直播是指主播推流，觀眾只能看到主播的畫面，而無法與主播互動。雙向直播就可以實現觀眾與主播互動，其他觀眾可以看到主播和連麥觀眾的畫面。相比而言，單向直播的實現難度相對小一點，基本上是用標準的RTMP推流的，而雙向直播實現難度和成本都要大一些。

用4G網絡做手機直播，大家最擔心的是流量問題。發布和觀看直播究竟會消耗多少流量？直播流量的消耗主要來自視頻流，視頻分為標清和高清。一般來說，標清每秒流量大約在90kb到120kb，高清每秒200kb到250kb。也就是說，觀看標清直播每小時需要消耗約400兆流量，而高清就要消耗約800兆流量甚至更多。根據國內手機流量資費情況來看，1G流量大約在30元左右。所以，從觀看者角度而言，這個資費并不便宜了。如果是發布者（也就是主播），能夠產生盈利收益的話，這個成本也是能接受的。在有Wi-Fi的條件下，可以忽視流量成本。稍有不同的是，觀看者也不一定要通過無線方式觀看手機直播，在電腦上收看也是有可能的。

邱元陽：共享單車——隱藏的移動通信

雖然共享單車誕生還不到兩年的時間，但是卻已經風起云涌，在各大中小城市遍地開花。大家都知道，共享單車的智能鎖內部集成了GPS系統，用于車輛的定位。但可能很多人都不知道，共享單車還帶有隱藏的SIM卡，只要有移動信號，就能實現數據發送和狀態聯網。不然，沒有停車樁的共享單車如何跟它的云端連接和交換數據呢？

當然，共享單車的智能鎖里面集成的SIM卡并非我們手機上常用的普通SIM卡，它不是一般的電話卡，而是物聯網SIM卡。這類卡較常用的有中移物聯卡，通過安裝在各類物體上的SIM卡、傳感器，就能向云端發送數據，實現人與物體或物體與物體間的溝通和聯動。具體到共享單車上，可以通過二維碼或密碼鎖等形式，經由SIM卡通過4G信號塔或移動基站發送信息，經過驗證后實現開鎖和鎖車，同時通過GPS向云端傳送位置信息，其電源依靠單車前部的太陽能電池板或車輪發電機來供電。

物聯網SIM卡實現與云端的連接和數據交換，以便進行資金結算；GPS實現車輛位置信息的查詢和定位，以便運維和調度。

共享單車大都采用了“手機—云端—單車”的實現架構，主要功能體現在智能鎖上。在手機端，通過APP可以查看附近的單車，以及開鎖、結算等，當然在這種室外環境下也需要手機通過4G或3G、2G的數據流量來上網。在云端，是共享單車的服務器端，是整個共享單車的系統控制臺，它可以與所有的單車進行數據通信，接受和發布信息指令，響應用戶和調試人員、管理人員的操作。在單車端，則是接收信息與執行命令，如開鎖騎行、鎖車還車等。

需要說明的是，共享單車內的GPS系統不一定都是GPS芯片，只要能夠支持GPS定位或北斗定位就行。比如Bluegogo（小藍車）內置的是聯發科的MT2503芯片，這一針對可穿戴設備設計的物聯網芯片支持GPS、北斗、GLONASS等多重衛星定位系統。摩拜（小橙車）和ofo（小黃車）使用的也是聯發科的方案，其Simcom的Sim800模塊內部就是MTK芯片（摩拜單車使用的MT6261芯片未集成GPS）。

劉宗凡：高鐵上的4G——想要連接不容易

乘飛機的時候，我們知道幾萬米的高空是沒有4G信號的，所以我們只能關機后選擇發呆或睡覺。對于高空飛行的無4G信號，還情有可原，可對于另一項高速交通——高鐵，人們的期望值就要高多了。要是能夠一邊欣賞車窗外的美景，還能一邊看看新聞，發發朋友圈，那真是極好的享受。然而現實總是殘酷的。事實上，在我們剛出站或者列車行駛在相對繁華地段的時候，手機信號還是不錯的?？蓙淼浇紖^或者人煙稀少的區域后，基本上4G信號就沒有了。尤其是進入隧道，你只能放下手機，等待著黑暗過去，光明盡快到來。現在高鐵的時速都超過了300公里，而4G信號的最大難點就在于速度?；旧希刂F軌每800米就有一個信號基站。但是當時速達到300公里時，每秒前進的距離就是83米，也就是不到10秒就會經過一個基站。高速行駛的列車和車廂，始終在進行基站和信號塔的切換，因此網絡信號會非常不穩定，也因此，在高鐵上斷線是極有可能發生的。當然，還有一種特殊情況，當你發現你的4G網速超快或者超慢的時候，并不一定是你附近的基站信號很強或很差，而是由你身邊上網的人數來決定的，上網人數越多速度就會越慢。

那么，坐高鐵真的沒有辦法享受優質網絡了嗎？肯定不是。2017年6月26日，“復興號”高鐵車組正式從京滬兩地雙向首發。除了時速能夠達到400公里和一系列先進技術外，最令人關注的是車廂完全覆蓋Wi-Fi網絡。無獨有偶，2017年7月9日，廣深港高鐵列車內部設計首次曝光，除了每個座位均設有兩腳及三腳電源插座，全車還有Wi-Fi提供，乘客可在車上無間斷上網。應該說，高鐵Wi-Fi上網已經成為現實。

可能很多人都很疑惑：普通列車上早已有了免費Wi-Fi服務，為何高鐵Wi-Fi卻遲遲不能開通呢？目前火車上的Wi-Fi一般是通過車載Wi-Fi設備，把沿線三大運營商的3G或4G信號轉換為Wi-Fi熱點，以供乘客使用。對于普通列車，因為速度慢，可以確保信號穩定，網絡之間頻繁切換也不會有太大影響，但高鐵速度可達到每小時300公里以上，網絡切換以及普勒效應就會導致信號衰減、穿透力弱而且變得極不穩定，丟包率高、延遲大。而且高鐵上的Wi-Fi信號還可能會影響到機車信號、通信信號。這些技術問題以及三大運營商的協調問題綜合起來，就使得高鐵Wi-Fi遲遲未能與旅客見面。

雖然高鐵運行中一直保持著與地面的電力連接，奇怪的是，目前還沒有人提出通過電力線來接入寬帶網絡解決高鐵Wi-Fi問題的方案。

倪俊杰：4G路由器——行走的局域網

局域網已經成為了生活和工作的標配。一個局域網，代表著一個圈子，共享資源、共享設備、共享網絡，讓我們感到安全和便捷。因為局域網，我們可以實現很多有意思的功能，如基于無線局域網實現的投屏功能，正給我們的學習與生活帶來很多樂趣。那么，當我們離開了“常駐地”，不在單位或家里的時候，該如何享受局域網的好處呢？試想，當三五好友來到沒有寬帶、沒有Wi-Fi的地方，你還想組一個局域網，和小伙伴一起上網，該怎么辦呢？有需求就有服務，這樣的好東西叫做——MiFi（Mobile Wi-Fi），又稱隨身Wi-Fi，是一個便攜式無線寬帶裝置，集調制解調器、路由器和接入點三個功能于一身。內置調制解調器可接入一個無線信號，內部路由器可在多個用戶和無線設備間共享連接。MiFi比較適用于小團隊的室外辦公和娛樂，相當于一個行走的局域網。依靠MiFi，多個用戶（設備）可以同時連接到同一張SIM卡的蜂窩數據。一個MiFi網絡一般支持10個左右的設備連接。也就是說，只要有SIM卡和4G信號，就可以使用MiFi創建一個無線網絡，讓手機、平板電腦、筆記本電腦等Wi-Fi設備連接上網。有人可能會說，不用MiFi，只要智能手機開通WLAN熱點功能也可以創建局域網。確實如此，手機熱點功能也很方便，但MiFi也有自己的優勢。其一，電量續航時間長。智能手機運行了很多應用程序，當打開熱點后，電量消耗就更加快了。而MiFi是一臺簡單的上網設備，只有上網這一個功能，因此電量續航時間更長。現在很多MiFi都搭配移動電源設計，大大緩解了供電的問題。其二，網絡信號更穩定。一般來說，手機熱點無法承擔快速的數據壓力，而手機通話會占用更多的信號通道。這就是為什么當手機通話的時候，手機熱點的信號就會斷開的原因，而MiFi就沒有這種問題。其三，網速更快。智能手機的熱點功能是基于一個小小的網絡模塊，相比專業的上網設備MiFi是非常不專業的。使用MiFi設備還有一個好處就是可以方便地通過手機APP或網頁來設置和管理無線服務。輸入統一密碼進入隨身路由管理界面后，路由器的已用和剩余電量、運營商名稱、Wi-Fi名稱、連接設備數量等信息一目了然?，F在很多出境游的游客，落地后都會購置或租用一個MiFi設備，非常方便。不過，需要提醒的是，根據國家規定，MiFi設備中的SIM卡必須是實名認證的，不然是無法上網的，用戶可以借助個人手機號及第三方平臺（如支付寶）來完成認證工作。

還有一種與MiFi類似的設備是無線CPE（Customer Premise Equipment，客戶終端設備），它也可以實現將高速4G信號轉換成Wi-Fi信號，支持同時上網的移動終端數量也較多。無線CPE是一種新型的無線終端接入設備，可以接收無線路由器、無線AP、無線基站等的無線信號。CPE的客戶端與基站的傳輸距離可以達到1Km～5Km，為距離無線覆蓋基站較遠的客戶提供了一種遠程接入的新手段。用一對CPE，還可以把Wi-Fi信號放大進行遠距離傳輸，因此這也成為無線網絡距離延伸的手段。

劉宗凡：CMCC——廉頗老矣？

CMCC即China Mobile Communication Corporation的簡稱，既是中國移動公司名稱的英文縮寫，也是中國移動“隨e行”的WLAN業務，包括CMCC、CMCC-WEB、CMCC-EDU等。

CMCC在全國有幾百萬個熱點，是2G、3G時代高速無線上網的補充，主要布置在城市有高速無線上網連接需求的單位和一些學校，需要安裝密集的無線AP，并讓無線連接自動在AP間漫游。CMCC的網速最高可達到54MB/s，遠遠高于GPRS的連接速率，并且資費要比數據流量的資費低得多，在2G時代比較受高校學生的歡迎。

CMCC本質上是一種無線局域網業務，需要通過移動的手機來進行連接，無需密碼，但是需要認證才能上網，可以使用移動手機號碼登錄，并根據使用情況從手機中扣費。如果要通過筆記本電腦或其他非移動手機的設備連接CMCC，需要先用移動手機號碼申請CMCC賬號，使用這個賬號連接登錄。

4G來臨之后，飛速的上網體驗很快掩蓋了CMCC的優勢。在各種優惠套餐中，4G數據流量的資費也不斷下降，這更使得CMCC逐漸成為雞肋。雖然中國移動的這一業務仍在開展，但CMCC的用戶數量卻急劇下降，很多學校在建立了自己的校園無線局域網后，原來在校內布置的CMCC熱點基本上就處于閑置狀態了。

另外，在CMCC信號較強的區域，由于它不需要密碼就能自動連接，常常會將信號較弱的Wi-Fi連接斷開而自動切換到CMCC信號上，這也讓沒有CMCC連接需求的用戶很煩，在有些手機上還無法刪除記憶下來的CMCC信號名稱，因而會干擾到用戶自己的Wi-Fi連接。

邱元陽：城市WIFI——助力4G還是威脅4G？

免費的公共Wi-Fi熱點，不僅是智慧城市的象征，也是城市文明程度的象征。當大到機場、車站、圖書館，小到賓館、商店、餐廳都能提供Wi-Fi服務，甚至Wi-Fi遍布于室外公共空間并能安全地免費連接時，互聯網就真正地改變了人們的生活。

2016年開始，美國紐約市曼哈頓區的一些老舊電話亭被移除，更換為全新的Wi-Fi熱點終端LinkNYC，并且是免費的。有人體驗了LinkNYC的速度，僅需45秒便可下載完成一個1GB的文件，而Verizon的LTE 4G網絡需要35分鐘，而且，前者免費，后者需要買單。

中國電信早在幾年前就已在全國各大城市布置了眾多的免費Wi-Fi熱點，但是距離人們的需要還遠遠不夠。

出于速度和穩定性以及成本的考慮，城市的免費Wi-Fi熱點一般都是利用寬帶網絡搭建的。一方面，Wi-Fi熱點彌補了4G流量的不足之處，為人們節約了流量開支；另一方面，免費的Wi-Fi熱點似乎又損害了4G的利益——畢竟4G是收費的，流量的節省也就意味著營收的減少。

當4G上網的代價降低到可以忽略不計時，也許大多數的Wi-Fi熱點就沒有太大的存在必要了。相較而言，私密的4G連接要比公共的Wi-Fi熱點安全得多。當然，城市Wi-Fi熱點的意義并不僅僅在于為公眾提供免費上網服務，它對智能公交、智能公路、城市自動化均具有積極的意義，也是智慧城市的必需裝置。

移動通信是目前最普遍、最先進的通信手段，在其發展過程中也不斷適應新的要求，其技術演進過程一直都沒有停止。從長遠發展來看，4G技術也是移動通信技術演進的一個過渡階段，它的前方，是萬物互聯的5G時代，是一個理想化的物人合一的技術生態。技術無止境，進步亦無止境，曙光乍現，新的技術已經在向我們招手問候，邀請我們跨入一個新的時代。