移动互联网是PC互联网发展的必然产物,将移动通信和互联网二者结合起来,成为一体。它是互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。移动互联网是移动和互联网融合的产物,继承了移动随时、随地、随身和互联网开放、分享、互动的优势,是一个全国性的、以宽带IP为技术核心的,可同时提供话音、传真、数据、图像、多媒体等高品质电债服务的新一代开放的电信基础网络,由运营商提供无线接入,互联网企业提供各种成熟的应用。
移动互联网是指移动通信终端与互联网相结合成为一体,是用户使用手机、PDA或其他无线终端设备,通过速率较高的移动网络,在移动状态下(如在地铁公交车等)随时、随地访问Internet以获取信息,使用商务、娱乐等各种网络服务。
通过移动互联网,人们可以使用手机、平板电脑等移动终端设备浏览新闻,还可以使用各种移动互联网应用,例如在线搜索、在线聊天、移动网游、手机电视、在线阅读、网络社区、收听及下载音乐等。其中移动环境下的网页浏览、文件下载、位置服务、在线游戏、视频浏览和下载等是其主流应用。
目前,移动互联网正逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域,微信、支付宝、位置服务等丰富多彩的移动互联网应用迅猛发展,正在深刻改变信息时代的社会生活,近几年,更是实现了3G经4G到5G的跨越式发展。全球覆盖的网络信号,使得身处大洋和沙漠中的用户,仍可随时随地保持与世界的联系。
依托电子信息技术的发展之下,移动互联网能够将网络技术与移动通信技术结合在一起,而无线通信技术也能够借助客户端的智能化实现各项网络信息的获取,这也是作为一种新型业务模式所存在的,涉及到应用、软件以及终端的各项内容。在结合现代移动通信技术的发展特点的前提之下,实现与移动互联网的各项内容加以融合,实现平台以及运营模式的一体化应用。移动网络技术的迅猛发展在一定程度上改写着社会,在推动社会发展的同时也使得固定式的网络呈现出发展的饱满度,使得移动网络在近年中的发展一度处于迅猛的状态。
相对传统互联网而言,移动互联网强调可以随时随地,并且可以在高速移动的状态中接人互联网并使用应用服务,主要区别在。终端、接人网络以及由于终端和移动通信网络的特性所带来的独特此外还有类似的无线互联网,一般来说移动互联网与无线互联网并不完全等同;移动互联网强调使用蜂窝移动通信网接入互联网,因此常常特指手机终端采用移动通信网接人互联网并使用互联网业务;而无线互联网强调接入互联网的方式是无线接入,除了蜂窝网外还包括各种无线接入技术。
移动互联网的组成可以归纳为移动通信网络、移动互联网终端设备、移动互联网应用和移动互联网相关技术四大部分。
移动互联网时代无需连接各终端、节点所需要的网线,它是指移动通信技术通过无线网络将网络信号覆盖延伸到每个角落,让我们能随时随地接入所需的移动应用服务。
无线网络技术只是移动互联网蓬勃发展动力之一,移动互联网终端设备的兴起才是移动互联网发展的重要助推器。移动互联网发展到今天,成为全球互联网革命的新浪潮航标,受到来自全球高新科技跨国企业的强烈关注,并迅速在世界范围内火爆开来,移动互联终端设备在其中的作用功不可没。
当我们随时随地接入移动网络时,运用最多的就是移动互联网应用程序。大量新奇的应用,逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域,进一步推动着移动互联网的蓬勃发展。移动音乐、手机游戏、视频应用、手机支付、位置服务等丰富多彩的移动互联网应用发展迅猛,正在深刻改变信息时代的社会生活,移动互联网正在迎来新的发展浪潮。以下是几种主要的移动互联网应用:
① 电子阅读
② 手机游戏
③ 移动视听
④ 移动搜索
⑤ 移动社区
⑥ 移动商务
⑦ 移动支付
移动互联网是在传统互联网基础上发展起来的,因此二者具有很多共性,但由于移动通信技术和移动终端发展不同,它又具备许多传统互联网没有的新特性。
用户可以随身携带和随时使用移动终端,在移动状态下接人和使用移动互联网应用服务。一般而言,人们使用移动互联网应用的时间往往是在上、下班途中在空闲间隙任何一个有网络覆盖的场所,移动用户接入无线网络实现移动业务应用的过程。现在,从智能手机到平板电脑,我们随处可见这些终端发挥强大功能的身影。当人们需要沟通交流的时候,随时随地可以用语音、图文或者视频解决,大大提高了用户与移动互联网的交互性。
相对于PC,由于移动终端小巧轻便,可随身携带两个特点,人们可以装入随身携带的书包和手袋中,并使得用户可以在任意场合接入网络。除了睡眠时间移动设备一般都以远高于PC的使用时间伴随在其主人身边。这个特点决定了使用移动终端设备上网,可以带来PC上网无可比拟的优越性,即沟通与资讯的获取远比PC设备方便。用户能够随时随地获取娱乐、生活、商务相关的信息,进行支付、查找周边位置等操作,使得移动应用可以进入人们的日常生活,满足衣食住行、吃喝玩乐等需求。
移动终端设备的隐私性远高于PC的要求。由于移动性和便携性的特点,移动互联网的信息保护程度较高。通常不需要考虑通讯运营商与设备商在技术上如何实现它,高隐私性决定了移动互联网终端应用的特点,数据共享时既要保障认证客户的有效性,也要保证信息的安全性。这不同于传统互联网公开透明开放的特点。传统互联网下,PC端系统的用户信息是容易被搜集的。而移动互联网用户因为无需共享自己设备上的信息,从而确保了移动互联网的隐私性。
移动互联网有别于传统互联网的典型应用是位置服务应用。它具有以下几个服务:位置签到、位置分享及基于位置的社交应用;基于位置围栏的用户监控及消息通知服务;生活导航及优惠券集成服务;基于位置的娱乐和电子商务应用;基于位置的用户换机上下文感知及信息服务。
移动互联网上的丰富应用,如图片分享、视频播放、音乐欣赏、电子邮件等,为用户的工作、生活带来更多的便利和乐趣。
移动互联网应用服务在便捷的同时,也受到了来自网络能力和终端硬件能力的限制。在网络能力方面,受到无线网络传输环境、技术能力等因素限制;在终端硬件能力方面,受到终端大小、处理能力、电他容量等的限制。移动互联网各个部分相互联系,相互作用并制约发展,任何一部分的滞后都会延缓移动互联网发展的步伐。
由于移动互联网业务受到了网络及终端能力的限制,因此,其业务内容和形式也需要匹配特定的网络技术规格和终端类型,具有强关联性。移动互联网通信技术与移动应用平台的发展有着紧密联系,没有足够的带宽就会影响在线视频视频电话,移动网游等应用的扩展。同时,根据移动终端设备的特点,也有其与之对应的移动互联网应用服务,这是区别于传统互联网而存在的。
这种身份统一是指移动互联用户自然身份、社会身份、交易身份、支付身份通过移动互联网平台得以统一。信息本来是分散到各处的,互联网逐渐发展、基础平台逐渐完善之后,各处的身份信息将得到统一。例如,在网银里绑定手机号和银行卡,支付的时候验证了手机号就直接从银行卡扣钱。
随着移动通信网络的全面覆盖,我国移动互联网伴随着移动网络通信基础设施的升级换代快速发展,尤其是在2009年国家开始大规模部署3G移动通信网络,2014年又开始大规模部署4G移动通信网络。两次移动通信基础设施的升级换代,有力地促进了中国移动互联网快速发展,服务模式和商业模式也随之大规模创新与发展4G移动电话用户扩张带来用户结构不断优化,支付、视频广播等各种移动互联网应用普及,带动数据流量呈爆炸式增长。
整个移动互联网发展历史可以归纳为四个阶段:萌芽阶段、培育成长阶段、高速发展阶段和全面发展阶段。
萌芽阶段的移动应用终端主要是基于WAP(无线应用协议)的应用模式。该时期由于受限于移动2G网速和手机智能化程度,中国移动互联网发展处在一个简单WAP应用期。WAP应用把Internet网上HTML的信息转换成用WML描述的信息,显示在移动电话的显示屏上。由于WAP只要求移动电话和WAP代理服务器的支持,而不要求现有的移动通信网络协议做任何的改动,因而被广泛地应用于GSM、CDMA、TDMA等多种网络中。在移动互联网萌芽期,利用手机自带的支持WAP协议的浏览器访问企业WAP门户网站是当时移动互联网发展的主要形式。
2000年12月中国移动正式推出了移动互联网业务品牌:“移动梦网”。移动梦网就像一个大超市,包括了短信、彩信、手机上网(WAP)、百宝箱(手机游戏)等各种多元化信息服务。在移动梦网技术支撑下,当时涌现了雷霆万钧、空中网等一大批基子梦网的服务提供商(SP),用户通过短信、彩信、手机上网等模式享受移动互联网服务。但由于移动梦网服务提供商存在业务不规范、乱收费等现象,2006年4月,国家开展了移动梦网专项治理行动,明确要求扣费必须用户确认、用户登录WAP需要资费提示等相关规范,大批服务提供商(SP)因为违规运营退出了市场。
2009年1月7日,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信(3G)牌照,此举标志着中国正式进入3G时代,3G移动网络建设掀开了中国移动互联网发展新篇章。随着3G移动网络的部署和智能手机的出现,移动网速的大幅提升初步激活成功教程了手机上网带宽瓶颈,移动智能终端丰富的应用软件让移动上网的娱乐性得到大幅提升。同时,我国在3G移动通信协议中制定的TD SCDMA协议得到了国际的认可和应用。
在成长培育阶段,各大互联网公司都在摸索如何抢占移动互联网入口,一些大型互联网公司企图推出手机浏览器来抢占移动互联网人口,还有一些互联网公司则是通过与手机制造商合作,在智能手机出厂的时候,就把企业服务应用(如微博视频播放器等应用)预安装在手机中。
随着手机操作系统生态圈的全面发展,智能手机规模化应用促进移动互联网快速发展,具有触摸屏功能的智能手机的大规模普及应用解决了传统键盘机上网众多不便,安卓智能手机操作系统的普遍安装和手机应用程序商店的出现极大地丰富了手机上网功能,移动互联网应用呈现了爆发式增长。进入2012年之后,由于移动上网需求大增,安卓智能操作系统的大规模商业化应用,传统功能手机进入了一个全面升级换代期,传统手机厂商纷纷效仿苹果模式,普遍推出了触摸屏智能手机和手机应用商店,由于触摸屏智能手机上网浏览方便,移动应用丰富,受到了市场极大欢迎。同时,手机厂商之间竞争激烈,智能手机价格快速下降千元以下的智能手机大规模量产,推动了智能手机在中低收入人群的大规模普及应用。
移动互联网的发展永远都离不开移动通信网络的技术支撑,而4G网络建设将中国移动互联网发展推上快车道。随着4G网络的部署,移动上网网速得到极大提高,上网网速瓶颈限制得到基本破除,移动应用场景得到极大丰富。2013年12月4日工信部正式向中国移动、中国电信和中国联通三大运营商发放了TD—LTE4G牌照,中国4G网络正式大规模铺开。
由于网速、上网便捷性、手机应用等移动互联网发展的外在环境基本得到解决,移动互联网应用开始全面发展。桌面互联网时代,门户网站是企业开展业多的标配;移动互联网时代,手机APP应用是企业开展业务的标配,4G网络催生了许多公司利用移动互联网开展业务。特别是由于4G网速大大提高,促进了实时性要求较高、流量较大、需求较大类型的移动应用快速发展,许多手机应用开始大力推广移动视频应用。
第五代移动通信技术(5th-generation mobile networks或5th-generation wireless systems、5th-Generation,简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术,也是继4G(LTE—A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release—15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署,Release—16的第二阶段将于2020年4月完成。作为IMT—2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITU IMT—2020规范要求速度高达20 Gbit/s,可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。
2019年10月31日,三大运营商公布5G商用套餐,并于11月1日正式上线5G商用套餐。
5G移动网络身早期的2G、3G和4G移动网络一样,5G网络是数字峰窝网络,在这种网络审,供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数字化,由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器(发射机和接收机)进行通信。收发器从公共频率池分配频道,这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重复使用。本地天线通过高带宽光纤或无线回程连接与电话网络和互联网连接。与现有的手机一样,当用户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时,他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线。
5G网络的主要优势在于,数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10 Gbit/s,比当前的有线互联网要快,比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间),低于1毫秒,而4G为30—70毫秒。由于数据传输更快,5G网络将不仅仅为手机提供服务,而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商,与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入,但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商。
① 峰值速率需要达到Gbit/s的标准,以满足高清视频,虚拟现实等大数据传输。空中接口时延水平需要在1ms左右,满足自动驾驶、远程医疗等实时应用。
② 超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网通信。
③ 频谱效率要比LTE提升10倍以上。
④ 连续广域覆益和高移动性下,用户体验速率达到100 Mbit/s。
⑤ 流量密度和连接数密度大幅度提高。
⑥ 系统协同化、智能化水平提升,表现为多用户、多点、多天线、多摄取的协同组网,以及网络间灵活地自动调整。
以上是5G区别于前几代移动通信的关键,是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果。
5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及,面向2020年及以后,移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G网络中,减小小区半径,增加低功率节点数量,是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一。因此,超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术。
未来无线网络将部署超过现有站点10倍以上的各种无线节点,在宏站覆盖区内,站点间距离将保持10m以内,并且支持在每1km2范围内为25000个用户提供服务。同时也可能出现活跃用户数和站点数的比例达到1:1的现象,即用户与服务节点一一对应。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离,使得网络的功率和频谱效率大幅度提高,同时也扩大了网络覆盖范围,扩展了系统容量,并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络架构在5G中有很大的发展前景,但是节点间距离的减少,越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂,从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在5G移动通信网络中,干扰是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有:同频干扰,共享频谱资源干扰,不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题,而在5G网络中,相邻节点的传输损耗一般差别不大,这将导致多个干扰源强度相近,进一步恶化网络性能人,使得现有协调算法难以应对。
准确有效地感知相邻节点是实现大规模节点协作的前提条件。在超密集网络中,密集地部署使得小区边界数量剧增,加之形状的不规则,导致频繁复杂的切中。为了满足移动性需求,势必出现新的切换算法;另外,网络动态部署技术也是研究的重点。由于用户部署的火量节点的开启和关闭具有突发性和随机性,使得网络拓扑和干扰具有大范围动态变化特性;而各小站中较少的服务用户数也容易导致业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化。
传统移动通信网络中,主要依靠人工方式完成网络部署及运维,既耗费大量人力资源又增加运行成本,而且网络优化也不理想。在未来5G网络中,将面临网络的部署、运营及维护的挑战,这主要是由于网络存在各种无线接入技术,且网络节点覆盖能力各不相同,它们之间的关系错综复杂。因此,自组织网络(self—organizing network,SON)的智能化将成为5G网络必不可少的一项关键技术。
自组织网络技术解决的关键问题主要有以下2点:
① 网络部署阶段的自规划和自配置;
② 网络维护阶段的自优化和自愈合。
自配置即新增网络节点的配置可实现即插即用,具有低成本、安装简易等优点。自优化的目的是减少业务工作量,达到提升网络质量及性能的效果,其方法是通过UE和eNB测量,在本地eNB或网络管理方面进行参数自优化。自愈合指系统能自动检测问题、定位问题和排除故障,大大减少维护成本并避免对网络质量和用户体验的影响。自规划的目的是动态进行网络规划并执行,同时满足系统的容量扩展、业务监测或优化结果等方面的需求。
在5G中,面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长,网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量。如何有效地分发大流量的业务内容,降低用户获取信息的时延,成为网络运营商和内容提供商面临的一大难题。仅仅依靠增加带宽并不能解决问题,它还受到传输中路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等因素的影响,这些问题的出现与用户服务器之间的距离有密切关系。内容分发网络(content distribution network,CDN)会对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。
内容分发网络是在传统网络中添加新的层次,即智能虚拟网络。CDN系统综合考虑各节点连接状态、负载情况以及用户距离等信息,通过将相关内容分发至靠近用户的CDN代理服务器上,实现用户就近获取所需的信息,使得网络拥塞状况得以缓解,降低响应时间,提高响应速度。CDN网络架构在用户侧与源server之间构建多个CDN代理server,可以降低延迟、提高QoS(quality of service)。当用户对所需内容发送请求时,如果源服务器之前接收到相同内容的请求,则该请求被DNS重定向到离用户最近的CDN代理服务器上,由该代理服务器发送相应内容给用户。因此,源服务器只需要将内容发给各个代理服务器,便于用户从就近的带宽充足的代理服务器上获取内容,降低网络时延并提高用户体验。随着云计算、移动互联网及动态网络内容技术的推进,内容分发技术逐步趋向于专业化、定制化,在内容路由、管理、推送以及安全性方面都面临新的挑战。
在5G网络中,网络容量、频谱效率需要进一步提升,更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是5G的演进方向。设备到设备通信(device-to-device communication,D2D)具有潜在的提升系统性能、增强用户体验、减轻基站压力提高频谱利用率的前景。因此,D2D是未来5G网络中的关键技术之一。
D2D通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D会话的数据直接在终端之间进行传输,不需要通过基站转发,而相关的控制信令,如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。蜂窝网络引入D2D通信,可以减轻基站负担,降低端到端的传输时延,提升频谱效率,降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏,或者在无线网络的覆盖盲区,终端可借助D2D实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。在5G网络中,既可以在授权频段部署D2D通信,也可在非授权频段部署。
M2M(machine to machine,M2M)作为物联网最常见的应用形式,在智能电网、安全监测、城市信息化、环境监测等领域实现了商业化应用。3GPP已经针对M2M网络制定了一些标准,并已立项开始研究M2M关键技术。M2M的定义主要有广义和狭义2种。广义的M2M要是指机器对机器、人与机器间以及移动网络和机器之间的通信,它涵盖了所有实现人、机器、系统之间通信的技术;从狭义上说,M2M仅仅指机器与机器之间的通信。智能化、交互式是M2M有别于其它应用的典型特征,这一特征下的机器也被赋予了更多的“智慧”。
随着实时音频、高清视频等服务的日益激增,基于位置通信的传统TCP/IP网络无法满足数据流量分发的要求。网络呈现出以信息为中心的发展趋势。信息中心网络(information-centric network,ICN)的思想最早是1979年由Nelson提出来的,后来被Baccala强化。作为一种新型网络体系结构,ICN的目标是取代现有的IP。
ICN所指的信息包括实时媒体流、网页服务、多媒体通信等,而信息中心网络就是这些片段信息的总集合。因此,ICN的主要概念是信息的分发、查找和传递,不再是维护目标主机的可连通性。不同于传统的以主机地址为中心的TCP/IP 网络体系结构,ICN采用的是以信息为中心的网络通信模型,忽略IP地址的作用,甚至只是将其作为一种传输标识。全新的网络协议栈能够实现网络层解析信息名称、路由缓存信息数据、多播传递信息等功能,从而较好地解决计算机网络中存在的扩展性、实时性以及动态性等问题。ICN信息传递流程是一种基于发布订阅方式的信息传递流程。首先,内容提供方向网络发布自己所拥有的内容,网络中的节点就明白当收到相关内容的请求时如何响应该请求。然后,当第一个订阅方向网络发送内容请求时,节点将请求转发到内容发布方,内容发布方将相应内容发送给订阅方,带有缓存队节点会将经过的内容缓存。其他订阅方对相同内容发送请求时,邻近带缓存的节点直接将相应内容响应给订阅方。因此,信息中心网络的通信过程就是请求内容的匹配过程。传统IP网络中,采用的是“推”传输模式,即服务器在整个传输过程中占主导地位,忽略了用户的地位,从而导致用户端接收过多的垃圾信息。ICN网络正好相反,采用“拉”模式,整个传输过程由用户的实时信息请求触发,网络则通过信息缓存的方式,实现快速响应用户,此外,信息安全只与信息自身相关,而与存储容器无关。针对信息的这种特牲,ACV网络采用有别于传统网络安全机制的基于信息的安全机制。和传统的IP网络相比,ICN具有高效性、高安全性且支持客户端移动等优势。
网络速度提升,用户体验与感受才会有较大提高,网络才能面对VR/超高清业务时不受限制,对网络速度要求很高的业务才能被广泛推广和使用,意味着用户可以每秒钟下载一部高清电影,也可能支持VR视频。
随着业务的发展,网络业务需要无所不包,广泛存在。只有这样才能支持更加丰富的业务,才能在复杂的场景上使用。泛在网在广泛覆盖和纵深覆盖两个层面提供影响力。广泛是指我们社会生活的各个地方,需要广覆盖,如果覆盖5G,可以大量部署传感器,进行环境、空气质量甚至地貌变化、地震的监测,将非常有价值。纵深是指虽然已经有网络部署,但是需要进入更高品质的深度覆盖。5G的到来,可把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的5G网络广泛覆盖。
一定程度上,泛在网比高速度还重要,只是建一个少数地方覆盖、速度很高的网络,并不能保证5G的服务与体验,而泛在网才是5G体验的一个根本保证。
5G要支持大规模物联网应用,就必须要有功耗的要求。这些年,可穿戴产品有一定发展,但是遇到很多瓶颈,最大的瓶颈是体验较差。现今,所有物联网产品都需要通信与能源,虽然通信可以通过多种手段实现,但是能源的供应只能靠电池。通信过程若消耗大量的能量,就很难让物联网产品被用户广泛接受。如果能把功耗降下来,将能大大改善用户体验,促进物联网产品的快速普及。
5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。人与人之间进行信息交流,140毫秒时延是可以接受的,但是如果这个时延用于无人驾驶、工业自动化就很难满定要求。5G对于时延的最低要求是1毫秒,甚至更低。
无人驾驶汽车,需要中央控制中心和汽车进行互联,车与车之间也应进行互联,在高速度行动中,一个制动,需要瞬间把信息送到车上做出反应,100毫秒左右的时间,车就会冲出几十米,这就需要在最短的时延中,把信息送到车上,进行制动与车控反应。
无人驾驶飞机更是如此。如数百架无人驾驶编队飞行,极小的偏差就会导致碰撞和事故,这就需要在极小的时延中,把信息传递给飞行中的无人驾驶飞机。工业自动化过程中,一个机械臂的操作,如果要做到极精细化,保证工作的高品质与精准性,也是需要极小的时延,最及时地做出反应。这些特征,在传统的人与人通信,甚至人与机器通信时,要求都不那么高,因为人的反应是较慢的,也不需要机器那么高的效率与精细化。而无论是无人驾驶飞机、无人驾驶汽车还是工业自动化,都是高速度运行,还需要在高速中保证及时信息传递和及时反应,这就对时延提出了极高要求。
传统通信中,终端是非常有限的,固定电话时代,电话是以人群为定义的.而手机时代,终端数量有了巨大爆发,手机是按个人应用来定义的。到了5G时代,终端不是按人来定义,因为每人可能拥有数个,每个家庭可能拥有数个终端。
传统的互联网要解决的是信息速度、无障碍的传输,自由、开放、共享是互联网的基本精神,但是在5G基础上建立的是智能互联网。智能互联网不仅是要实现信息传输,还要建立起一个社会和生活的新机制与新体系。智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便。在5G的网络构建中,在底层就应该解决安全问题,从网络建设之初,就应该加入安全机制,信息应该加密,网络并不应该是开放的,对于特殊的服务需要建立起专门的安全机制。
面向服务的架构(SOA)是一个组件模型,它将应用程序的不同功能单元(称为服务)进行拆分,并通过这些服务之间定义良好的接口和协议联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的,它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种各样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。
面向服务架构,它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。服务层是SOA的基础,可以直接被应用调用,从而有效控制系统中与软件代理交互的人为依赖性。
SOA是一种粗粒度、松耦合服务架构,服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯,不涉及底层编程接口和通讯模型。SOA可以看作是B/S模型、XML(标准通用标记语言的子集)/Web Service技术之后的自然延伸。
SOA将能够帮助软件工程师们站在一个新的高度理解企业级架构中的各种组件的开发、部署形式,它将帮助企业系统架构者以更迅速、更可靠、更具重用性架构整个业务系统。较之以往,以SOA架构的系统能够更加从容地面对业务的急剧变化。SOA系统是一种企业通用性架构。
SOA的实施具有几个鲜明的基本特征。实施SOA的关键标是实现企业IT资产的最大化作用。要实现这一目标,就要在实施SOA的过程中牢记以下特征:
① 可从企业外部访问
② 随时可用
③ 粗粒度的服务接口分级
④ 松散耦合
⑤ 可重用的服务
⑥ 服务接口设计管理
⑦ 标准化的服务接口
⑧ 支持各种消息模式
⑨ 精确定义的服务契约
SOA服务具有平台独立的自我描述XML文档。Web服务描述语言(WSDL,WebServices Description Language)是用于描述服务的标准语言。SOA服务用消息进行通信,该消息通常使用XML Schema来定义(也叫做做XSD,XML Schema Definition)。消费者和提供者或消费者和服务之间的通信多见于不知道提供者的环境中。服务间的通讯也可以看作企业内部处理的关键商业文档。
在一个企业内部,SOA服务通过一个扮演目录列表(directory listing)角色的登记处(Registry)来进行维护。应用程序登记处(Registry)寻找并调用某项服务。统一描述,定义和集成(UDDI,Universal Description Definition and Integration)是服务登记的标准。每项SOA服务都有一个与之相关的服务品质(QoS,quality of service)。QoS的一些关键元素安全需求(例如认证和授权),可靠通信(译注:可靠消息是指,确保消息“仅且仅仅”发送一次,从而过滤重复信息。),以及谁能调用服务的策略。
SOA的概念并非什么新东西,SOA不同于现有的分布式技术之处在于大多数软件商接受它并有可以实现SOA的平台或应用程序。SOA伴随着无处不在的标准,为企业的现有资产或投资带来了更好的重用性。SOA能够在最新的和现有的应用之上创建应用;SOA能够使客户或服务消费者免予服务实现的改变所带来的影响;SOA能够升级单个服务或服务消费者而无需重写整个应用,也无需保留已经不再适用于新需求的现有系统。总而言之,SOA以借助现有的应用来组合产生新服务的敏捷方式,提供给企业更好的灵活性来构建应用程序和业务流程。
Web 2.0是相对于Web 1.0的新的时代。指的是一个利用Web的平台,由用户主导而生成的内容互联网产品模式,为了区别传统由网站雇员主导生成的内容而定义为第二代互联网,Web 2.0是一个新的时代。抛开纷繁芜杂的Web 2.0现象,进而将其放到科技发展与社会变革的大视野下来看,Web 2.0可以说是信息技术发展引发网络革命所带来的面向未来、以人为本的创新2.0模式在互联网领域的典型体现,是由专业人员织网到所有用户参与织网的创新民主化进程的生动注释。
① 用户参与网站内容制造。与Web 1.0网站单向信息发布的模式不同,Web 2.0网站的内容通常是用户发布的,使得用户既是网站内容的浏览者也是网站内容的制造者,这也就意味着Web 2.0网站为用户提供了更多参与的机会,例如博客网站和wiki就是典型的用户创造内容的指导思想,而tag技术(用户设置标签)将传统网站的信息分类工作直接交给用户来完成。
② Web 2.0更加注重交互性。不仅用户在发布内容过程中实现与网络服务器之间交互,而且,也实现了同一网站不同用户之间的交互,以及不同网站之间信息的交互。
③ 符合Web标准的网站设计。Web标准是国际上正在推广的网站标准,通常所说的Web标准一般是指网站建设采用基于XHTML语言的网站设计语言,实际上,Web标准并不是某一标准,而是一系列标准的集合。Web标准中典型的应用模式是“CSS+XHTML”,摒弃了HTML 4.0中的表格定位方式,其优点之一是网站设计代码规范,并且减少了大量代码,减少网络带宽资源浪费,加快了网站访问速度。更重要的一点是,符合Web标准的网站对于用户和搜索引擎更加友好。
④ Web 2.0网站与Web 1.0没有绝对的界限。Web 2.0技术可以成为Web 1.0网站的工具,一些在Web 2.0概念之前诞生的网站本身也具有Web 2.0特性,例如B2B电子商务网站的免费信息发布和网络社区类网站的内容也来源于用户。
⑤ Web 2.0的核心不是技术而在于指导思想。Web 2.0有一些典型的技术,但技术是为了达到某种目的所采取的手段。Web 2.0技术本身不是Web 2.0网站的核心,重要的在于典型的Web 2.0技术体现了具有Web 2.0特征的应用模式。因此,与其说 Web2.0是互联网技术的创新,不如说是互联网应用指导思想的革命。
⑥ Web 2.0是互联网的一次理念和思想体系的升级换代,由原来的自上而下的由少数资源控制者集中控制主导的互联网体系,转变为自下而上的由广大用户集体智慧和力量主导的互联网体系。
⑦ Web 2.0体现交互,可读可写,体现的方面是各种微博、相册,用户参与性更强。
HTML 5是构建Web内容的一种语言描述方式。HTML 5是互联网的下一代标准,是构建以及呈现互联网内容的一种语言方式,被认为是互联网的核心技术之一。HTML产生于1990年,1997年HTML 4成为互联网标准,并广泛应用于互联网应用的开发。
HTML 5是Web中核心语言HTML的规范,用户使用任何手段进行网页浏览时看到的内容原本都是HTML格式的,在浏览器中通过一些技术处理将其转换成为了可识别的信息。HTML 5在从前HTML 4.01的基础上进行了一定的改进,虽然技术人员在开发过程中可能不会将这些新技术投入应用,但是对于该种技术的新特性,网站开发技术人员是必须要有所了解的。与传统的技术相比,HTML 5的语法特征更如明显,并且结合了SVG的内容。这些内容在网页中使用可以更加便捷地处理多媒体内容,而且HTML 5中还结合了其他元素,对原有的功能进行调整和修改,进行标准化工作。HTML 5在2012年已形成稳定的版本。
HTML 5将Web带入一个成熟的应用平台,在这个平台上,视频、音频、图像、动画以及与设备的交互都进行了规范。
表单是实现用户与页面后台交互主要组成部分,HTML5 在表单的设计上功能更加强大。input类型和属性的多样性大大地增强了HTML可表达的表单形式,再加上新增加的一些表单标签,使得原本需要JavaScript来实现的控件,可以直接使用HTML 5的表单来实现;一些如内容提示、焦点处理、数据验证等功能,也可以通过HTML 5的智能表单属性标签来完成。
HTML 5的canvas元素可以实现画布功能,该元素通过自带的API结合使用JavaScript脚本语言在网页上绘制图形和处理,拥有实现绘制线条、弧线以及矩形,用样式和颜色填充区域,书写样式化文本,以及添加图像的方法,且使用JavaScript可以控制其每一个像素。HTML 5的canvas元素使得浏览器无需Flash或Silverlight等插件就能直接显示图形或动画图像。
HTML 5最大特色之一就是支持音频视频,在通过增加了<audio>、<video>两个标签来实现对多媒体中的音频、视频使用的支持,只要在Web网页中嵌入这两个标签,而无需第三方插件(如Flash)就可以实现音视频的播放功能。HTML 5对音频、视频文件的支持使得浏览器摆脱了对插件的依赖,加快了页面的加载速度,扩展了互联网多媒体技术的发展空间。
现今移动网络备受青睐,用户对实时定位的应用越来,要求也越来越高。HTML 5通过引入Geolocation的API可以通过GPS或网络信息实现用户的定位功能,定位更加准确、灵活。通过HTML 5进行定位,除了可以定位自己的位置,还可以在他人对你开放信息的情况下获得他人的定位信息。
HTML 5较之传统的数据存储有自已的存储方式,允许在客户端实现较大规横的数据存储。为了满足不同的需求,HTML 5支持DOM Storage和Web SQL Database两种存储机制。其中,DOM Storage适用于具有key/value对的基本本地存储;而WebSQLDatabase是适用于关系型数据库的存储方式,开发者可以使用SQL语法对这些数据进行查询、插入等操作。
HTML 5利用Web Worker将Web应用程序从原来的单线程业界中解放出来,通过创建一个Web Worker对象就可以实现多线程操作。JavaScript创建的Web程序处理事务都是在单线程中执行,响应时间较长,而当JavaScript过于复杂时,还有可能出现死锁的局面。HTML 5新增加了一个WebWorkerAPI,用户可以创建多个在后台的线程,将耗费较长时间的处理交给后台面不影响用户界面和响应速度,这些处理不会因用户交互而运行中断。使用后台线程不能访问页面和窗口对象,但后台线程可以和页面之间进行数据交互。子线程与不线程之间的数据交互,大致步骤如下:
① 先创建发送数据的子线程;
② 执行子线程任务,把要传递的数据发送给主线程;
③ 在主线程接受到子线程传递回的消息时创建接收数据的子线程,然后把发送数据的子线程中返回的消息传递给接收数据的子线程;
④ 执行接收数据子线程中的代码。
自1999年以后HTML 4.01已经改变了很多,今天,在HTML 4.01中的几个已经被废弃,这些元素在HTML 5中已经被删除或重新定义。
为了更好地处理今天的互联网应用,HTML 5添加了很多新元素及功能,比如:为了图形的绘制,媒体内容,更好的页面结构,更好的形式处理,和几个api拖放元素,定位,包括网页、应用程序缓存,存储,网络工作者,等。
新一代网络标准能够让程序通过Web浏览器,消费者从而能够从包括个人电脑、笔记本电脑、智能手机或平板电脑在内的任意终端访问相同的程序和基于云端的信息。HTML 5允许程序通过Web浏览器运行,并且将视频等目前需要插件和其它平台才能使用的多媒体内容也纳入其中,这将使浏览器成为一种通用的平台,用户通过浏览器就能完成任务。此外,消费者还可以访问以远程方式存储在“云”中的各种内容,不受位置和设备的限制。由于HTML 5技术中存在较为先进的本地存储技术,所以其能做到降低应用程序的响应时间为用户带来更便捷的体验。
在从前网络平台上存在大量的专利产品,想要实现HTML 5技术的大量应用首先就需要将这些专利性的产品变为开放式的产品,由于各种原因,当前面对这一问题还存在许多争议。以视频格式为例,两大阵营对于视频格式的设置存在争议-大阵营以苹果为代表,另一大阵营则以Opera、火狐、谷歌为代表。WPEG阵营是苹果所属阵营,由于其自身全部使用的是这一种格式,所以坚持认为应当将此格式作为标准,而WebM阵营则认为由于WPEG格式的专利依然没有解除,对于HTML 5技术要求的开放性没有达标,所以不同意将其作为标准格式。
在HTML 5中提出了一些从前HTML技术中不具有的新技术,但是有许多主流浏览器在长时间的发展过程中已经完成了此种技术的开发,在自身浏览器中实现了此种功能,就这一情况来说HTML 5的发展速度方面存在一定的问题。同时由于HTML 5的不成熟,当前关于HTML 5的相关技术标准还没有完全确定,所以在短时间想要将其投入大规模应用还比较困难。
随着计算机技术不断发展,可以看到HTML 5在未来的几年内的发展将会是一个井喷式的增长。HTML 5技术在未来几年内发展将会以以下几个形式表现:
① HTML 5技术的移动端方向。HTML 5技术在未来主要发展的市场还是在移动端互联网领域,现阶段移动浏览器有应用体验不佳、网页标准不统一的劣势,这两个方面是移动端网页发展的障碍,而HTML 5技术能够解决这两个问题,并且将劣势转化为优势,整体推动整个移动端网页方面的发展;
② Web内核标准提升。目前移动端网页内核大多采用Web内核,相信在未来几年内随着智能端逐渐普及,HTML 5在Web内核方面应用将会得到极大的凸显;
③ 提升Web操作体验。随着硬件能力的提升、WebGL标准化的普及以及手机页游的逐渐成熟,手机页游向3D化发展是大势所趋;
④ 网络营销游戏化发展。通过一些游戏化、场景化以及跨屏互动等环节,不仅增加用户游戏体验,还能够满足广告主大部分的营销需求,在推销产品的过程中,让用户体验游戏的乐趣;
⑤ 移动视频、在线直播。HTML 5将会改变视频数据的传输方式,让视频播放更加流畅,与此同时,视频还能够与网页相结合、让用户看视频如看图片一样轻松。
Android系统构架是安卓系统的体系结构,Android的系统架构和其操作系统一样,采用了分层的架构,共分为四层,从高到低分别是Android应用层,Android应用框架层,Android系统运行库层和Linux内核层。Android系统构架主要应用于ARM平台,但不仅限于ARM,通过编译控制在X86、MAC等体系结构的机器上同样可以运行。
Android会同一系列核心应用程序包一起发布,该应用程序包包括email客户端,SMS短消息程序,日历,地图,浏览器,联系人管理程序等,它们一般都是使用Java进行编写。
开发人员也可以完全访问核心应用程序所使用的API框架。该应用程序的架构设计简化了组件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。同样,该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。隐藏在每个应用后面的是一系列的服务和系统,其中包括:
视图(Views)可以用来构建应用程序,它包括列表(lists),网格(grids),文本框(textBoxes),按钮(buttons),甚至可嵌入的Web浏览器。
内容提供器(ContentProviders)使得应用程序可以访问另一个应用程序的数据(如联系人数据库),或者共享它们自己的数据。
资源管理器(ResourceManager)提供非代码资源的访问,如本地字符串,图形,和布局文件(layoutfiles)。
通知管理器(NotificationManager)使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息。
活动管理器(ActivityManager)用来管理应用程序生命周期并提供常用的导航回退功能。
Android包含一些C/C++库,这些库能被Android系统有不同的组件使用,它们通过Android应用程序框架为开发者提供服务。
Android包括了一个核心库,该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。每一个Android应用程序都在自己的进程中运行,都拥有独立的Dalvik虚拟机。Dalvik被设计成一个设备可以同时高效地运行多个虚拟系统。Dalvik虚拟机执行(.dex)的Dalvik可执行文件,该格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的,所有的类都经由JAVA编译器编译,然后通过SDK中的“dx”工具转化成.dex格式由虚拟机执行。Dalvik虚拟机依赖于linux内核的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制。
Android的核心系统服务依赖于Linux 2.6内核,如安全性,内存管理,进程管理,网络协议栈和驱动模型。Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。
ios基于UNIX系统,ios的系统架构分为四层,由上到下次为:可触摸层(Cocoa Touch layer)、媒体层(Media layer)、核心服务层(Core Services layer)、核心操作系统层(Core OS layer)。
为应用程序开发提供了各种常用的框架并且大部分框架与界面有关,本质上来说它负责用户在ios设备上触摸交互操作。如NotificationCenter的本地通知和远程推送服务,iAd广告框架,GameKit游戏工具框架,消息UI框架图片 UI框架,地图,连接手表框架,自动适配等等。
提供应用中视听方面的技术,如图形图像相关的CoreGraphics,CoreImage,GLKit,OpenGL ES,CoreText,ImageI0等等。声音技术相关的CoreAudio,OpenAL,AVFoundation,视频相关的CoreMedia,Media Player框架,音视频传输的AirPlay框架等等。
提供给应用所需要的基础的系统服务。如Accounts账户框架,广告框架,数据存储框架,网络连接框架,地理位置框架,运动框架等等。这些服务中的最核心的是CoreFoundation和Foundation框架,定义了所有应用使用的数据类型。CoreFoundation是基于C的一组接口,Foundation是对CoreFoundation的OC封装。
包含大多数低级别接近硬件的功能,它所包含的框架常常被其它框架所使用。Accelerate框架包含数字信号,线性代数,图像处理的接口。针对所有的ios设备硬件之间的差异做优化,保证写一次代码在所有ios设备上高效运行。CoreBluetooth框架利用蓝牙和外设交互,包括扫描连接蓝牙设备,保存连接状态,断开连接,获取外设的数据或者给外设传输数据等等。Security框架提供管理证书,公钥和私钥信任策略,keychain,hash认证数字签名等等与安全相关的解决方案。
通信行业为移动互联网的繁荣提供了必要的硬件支撑,传统的通信业,“开路收费”模式,如寄信、通话等都是为你“开路”然后收钱。移动互联网的出现却完全无视这些规则,要求人与人更紧密地连接,都可以以最低成本随时随地联系得到。
受移动互联网的影响,目前的医疗行业已经开始做出改变,比如在线就医、在线预约、远程医疗合作在线支付等方面。从患者角度来说:
① 各个医院以及医师的口碑评价会在互联网上一目了然。当人们看完病就可以马上对该医生进行评价,并让所有人知道。
② 用户的生病大数据会跟随电子病历永久保存直至寿终。
③ 未来物联网世界会将你的一切信息全部联网。你何时吃过什么饭,何时做过什么事,当天的卡路里消耗统统上传到云端。医生根据你的作息饮食规律即可更加精准地判断病情。
④ 更多时候患者可以选择无须医院就医,基于大数据的可靠性,可以直接远程解决。
移动电子商务可以为用户随时随地提供所需的服务、应用、信息和娱乐,利用手机终端方便便捷地选择及购买商品和服务。多种支付方式,使用方便。移动支付平台不仅支持各种银行卡通过网上进行支付,还支持手机、电话等多种终端操作,符合网上消费者追求个性化、多样化的需求。
增强现实(AR),也被称之为混合现实。它通过电脑技术,将虚拟的信息应用到真实世界,真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实提供了在一般情况下,不同于人类可以感知的信息。它不但展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来,两种信息相互补充叠加。
在信息技术快速变革的情况下,国家的政府单位也紧跟时代发展步伐,开始广泛的使用移动电子政务。这种方便快捷的办公模式迅速拉近了政府与群众的距离,让党和政府的方针政策利用这种现代化的办公手段迅速落实到广大的人民群众。这样的办公模式取消了中央、地方和群众之间的隔阂,让政务信心更加公开化、快捷化、透明化,也让人民群众直接感受到政府就在身边。移动电子政务,就是互联网技术支撑下,政府利用5G技术的移动办公模式,创设的移动电子办公模式,这种模式在政府中的推广,被广泛的称为“移动电子政务”。
移动互联网在现阶段的社会发展中呈现出应用的广泛性,在各个领域中都具有不可替代的自身价值,主要涉及到实际生产操作的方方面面。移动互联网技术的飞速发展,颠覆了传统意义上的台式计算机形式的互联网络结构。新形势下的移动互联网更具有便捷性等诸多优点,由于使用方便以及覆盖面较为广泛,移动数据网络改变着人们的生活,这与新兴的电子信息终端设备相配套,改变了人们上网的空间以及时间等局限性,可以随时随地共享网络资源。除此之外,在受到传统应用技术的实际影响,互联网络出现变革,定位追踪功能逐渐出现在大众的视野当中,同时应用具有显著的现实意义,具有系统化、具体化的特征,定位方式因此也具有多样性。主要是以混合式的定位形式以及卫星基站等定位形式为主,对于实时位置能够借助网络信息加以传输,并上传至电子设备终端,极大的便利了人类的生产生活。移动互联网不仅具有传统互联网信息传递的时效性特征,同时也具有碰触感性功能,因此,使得感官性应用特征能够深入移动互联网的实际当中,一定程度上也改变了移动互联网的传输功能。与传统的网络资源共享有着极大的区别,新形势下的移动互联网能够针对图像以及照片等进行传播,其自身更加的形象具体,移动互联网较大程度的方便了入类社会对生产生活,对于网络资源的使用具有一定的方便性。随着信息技术的不断普及,移动通讯不断升级换代,网络成为社会发展中不可缺少的一项内容,同时也促进着移动终端的改变,移动网络的使用更加方便快捷。另处,移动互联网络还具有定位功能,能够完成人类所处位置的定位以及导航系统的建立,可以进行信息的收取以及发布,移动网络更具有一定的时效性,极大方便了人类对于信息的接收以及获取。
若要更好地推动移动通信技术与互联网技术的高度融合,必须要大力推动通信网络技术的革新与升级。在发展中应不断推动覆盖多个区域基础设施的建动通信网络设,只有做好此项工作,才能更好地发挥移动互联网的积极作用,为人们的工作和生活创造更大的便利,从而为移动通信的发展和壮大奠定良好的技术基础。因此运营商也要在日常的经营发展过程中制定一个长期的科学的发展规划,不断加大基础设施的投放力度,同时还要在我国移动互联网建设发展中不断完善基础设施建设,推动移动互联网取得更大的进步。
移动通信技术与互联网技术的融合必须要保证二者能够共同发展。互联网应用的过程中,安全问题始终是人们不可回避的问题,互联网的弊端在于无法保证用户的信息安全。对此,近年来相关研究人员也加大了对互联网安全技术的研发和完善,互联网安全保护工作也取得了较为显著的进步。而为了实现这一目标在实际的工作中就应采用多种手段增强网络安全防护意识,提高防护能力,不断研发出新的防护技术和防护方法,从而提高信息安全防护工作的质量和水平,为二者的有效融合创造更为安全和谐的环境。
移动互联网技术效率更高,更加方便,加之移动互联网较术也可与多个互联网平台共同联合,充分发挥其作用与价值。所以,其也在很大程度上推动了信息共享平台的建设。很多行业在发展中都可采用移动互联网的信息共享功能来在企业内部和多家企业中间实现信息的共享。在共享平合创建的过程中,每一个行业都在不断发展,其对信息技术的应用也会日益频繁,而移动互联网的作用也会在这一过程中越来越明显。