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什么是骨干网?  

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editor
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帖子: 2577
11/06/2019 11:14 上午  

什么是骨干网?


送交者: bluesea 于 2019-06-11, 03:30:20:

对于不了解网络的人来说,他们可以能以为的是这样的:
 
1. 架构说明:

手机 <----5G--->基站 <----5G ----> 基站<----5G-----> 手机

很遗憾,这个架构是不存在的。为什么呢?因为一个基站要容纳上百个手机,或者至少几十个手机。所以其容量大约是100Gb ~ 1Tb,也就是基站<-------------> 基站 需要百G 到1Tb 的输入输出。所以基站与基站间无法用无线连接了。因为5G 是无线传输的上限,目前为止。而且是短距离的。 所以基站和基站之间用的是光缆连接。

但是光有光缆是部行的,你需要接入Ineternet 这个大网络。

所以实际连接是:

手机<---5G----> 基站<---光缆---> ISP 骨干网 <----光缆---> 基站<-----5G----> 手机。

 

2. 骨干网容量

那么ISP 骨干网呢? 他们串联了有线无线用户,拥有庞大的交换能力。但是再庞大也是有限的。我们如下报道:

2015年中国骨干网容量:

报告指出,中国骨干网容量大幅提升,中继光缆长度增至近100万公里,单端口带宽能力从Kbps提升至100Gbps,骨干网带宽已超100Tbps。

我们再来看上海2020年目标建设的容量:

http://www.shanghai.gov.cn/nw2/nw2314/nw2315/nw43978/u21aw1348755.html

省级带宽 50Tb

那么这个离吹嘘的5G 其下限 1Gbps 差多少呢?

很简单的计算, 全国 100Tbps 只能支持,100 * 1000 即10万人同时达到 1Gbps,上海只能支持到3.5万人。

我想美国的情况也好不了太多。为什么呢? 为什么限制这么大呢?

 

3. 限制原因及困难。

我们知道光缆是迄今位置人类发现的最好传输的材料。通过缩短交换机距离,增加数据压缩,材料提升,一根光缆可以轻松的实现数百Tb 的带宽。要是数百Tb 还不够呢?很简单:再增加1根。

但是问题在于,我们的网络并不是简单的端对端的传输,我做个比喻:假设我们家用宽带,或者手机无线,就是铺设到我们家门口的10车道的高速公路。每家都是。但是这马路网应该怎么建设呢? 简单方法是:你要去方家,可以把这条高速直接修到方家,要去蓝海家呢?那就得另外再修一条,如果你想去任何人家呢?用这个办法要从你家门铺设无数的道路。显然不行。

一个很好的解决办法是,大家都把自己道路铺设到一个集中的中转站。由中转站来分配你道路,比如蓝海家高速在这个中转站有出入口,你家自然也有。所以你车开到中转站找到蓝海家出入口就可以踏上他家的高速路去他家了。所有人家门口的高速路都在这个中转站有出入口,自然你只要到中转站,就可以去所有人家了。 这个在网络中我们叫作: 路由。

问题来了,看到这里你就明白了。这样,你去蓝海家的速度不仅仅取决于你和蓝海家高速路速度,高速路的宽度,还取决于中转站的中转速度。 在网络中我们说 路由器运行速度。

升机骨干网,不仅仅在于多铺设线路,还要增加路由器的运行速度。这在10年以前不是啥问题。为什么呢?芯片一代代的以摩尔定律升机,路由器的处理速度自然也很容易升机。到现代就成问题了。因为硅芯片的处理能力有上限。当然这也不是不好解决,多个芯片组合处理就可以提升处理能力了。但是与芯片本身提速来说,多芯片组合处理降低了集成度,也就很大的增加了成本。

而我们通过上述骨干网容量可以看出,我一直说的,要支持5G 骨干网需要两个数量级的提升,怎么来的。上海有2800万人口,假设同时有1/10 人口使用网络,即280万人口,带宽需求是 280万 * 1Gb 大约是 2000 * 1Tb 即 2Pb 的容量。

而这么看全国互联网容量连2个数量级提升都不够了。而因为芯片大小已经到了极限,光缆使用也到极限,在没有更好的集成方案以前,只有大规模数量增加堆叠。这里对建筑面积,材料成本的增加都是巨大的。


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