5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)初探與展望

薛凌云

摘 要 隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的發(fā)展，人與人之間的聯(lián)系方式越來越多樣化，也緊密起來了;云存儲、云服務(wù)、云安全、云教育、可視化大數(shù)據(jù)及云物聯(lián)等高新技術(shù)在世界各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，向我們迎面走來的將是一個全聯(lián)通的世界、一個5G的時代，一個全云化的將來。本文通過對5G通信技術(shù)的分析，了解在信息化時代背景下的5G通信技術(shù)，探究其關(guān)鍵技術(shù)，分析5G通信技術(shù)的應(yīng)用場景并了解5G如何給用戶提供良好體驗。

關(guān)鍵詞 5G網(wǎng)絡(luò);技術(shù)要點;發(fā)展

引言

5G建設(shè)是當(dāng)前的一個熱點問題，也是前沿問題。5G要求更快的速度，更大的容量，這對于整個網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求，OTN、PTN等必須要跟隨5G的腳步不斷演進，進而實現(xiàn)5G的超密集組網(wǎng)。5G即將商用是現(xiàn)實問題，但是5G的一些關(guān)鍵技術(shù)方案實際上還沒有確切地落實下來，目前所試驗的5G建設(shè)方案都是可行的，比如SDN+OTN、SDN+PTN等，本文也著重就這兩種方案進行研究分析[1]。

15G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點

從應(yīng)用場景來看，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用場景包括增強移動寬帶、低延遲高可靠性和大規(guī)模連接三個方面。增強移動寬帶將成為移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的最終體驗，滿足移動互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的需求。主要體現(xiàn)在下一代社交網(wǎng)絡(luò)、全息視頻、超高清視頻、浸入式游戲等方面，針對本地?zé)狳c或邊緣地區(qū)，如高速移動、小區(qū)邊緣、惡劣環(huán)境等，隨時隨地為用戶提供無縫的高速服務(wù)。就物聯(lián)網(wǎng)和垂直產(chǎn)業(yè)的多樣化應(yīng)用需求而言，低延遲、高可靠性和大規(guī)?；ヂ?lián)互通提供了滿足這些需求的服務(wù)。其中，海量連接的主要應(yīng)用場景有：智慧城市、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、森林防火等，這些場景中主要關(guān)注的是傳感和數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)傳輸需要低功耗、小數(shù)據(jù)包、低功耗和大量連接[2]。

25G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要點及展望

2.1 網(wǎng)絡(luò)虛擬化、服務(wù)化

核心網(wǎng)絡(luò)的SDN/NFV化是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片的先決條件。NFV將網(wǎng)元功能軟件和傳統(tǒng)電信設(shè)備的硬件實體資源相解耦，將軟件功能運行于通用服務(wù)器硬件上，實現(xiàn)了硬件資源的共享，促進網(wǎng)絡(luò)功能的快速部署和業(yè)務(wù)容量的靈活分配。SDN將核心網(wǎng)的控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面進行分離，通過集中式的軟件可編程的控$}}l平面和分布式的轉(zhuǎn)發(fā)平面，可以實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的靈活部署，簡化運營復(fù)雜度，快速實現(xiàn)新業(yè)務(wù)交付。5G采用服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，控制面功能進一步分解為多個獨立的網(wǎng)絡(luò)功能NF，NF間在業(yè)務(wù)功能上解耦，對外呈現(xiàn)單一的服務(wù)化接口，服務(wù)化架構(gòu)通過將網(wǎng)元功能拆分為更細(xì)粒度的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，“無縫”對接云化NFV平臺輕量級部署單元，從而為差異化的業(yè)務(wù)場景提供敏捷的系統(tǒng)架構(gòu)支持。運營商通過SDN/NFV平臺將通用硬件資源進行虛擬匹配、映射，對應(yīng)不同的邏輯功能，通過統(tǒng)一的編排管理按需定$}}l不同的NF/微服務(wù)組合，滿足不同用戶、不同業(yè)務(wù)場景對網(wǎng)絡(luò)能力的需求，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的切片[3]。

2.2 新空口在保證兼容性前提下的技術(shù)應(yīng)用

在接入網(wǎng)中，既要解決接入網(wǎng)所面臨的服務(wù)體驗差異問題，又要滿足物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的高可靠性、低延遲、功耗等多樣化需求。在5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，接入網(wǎng)建設(shè)的中心是用戶。在5G規(guī)劃設(shè)計中，UE將與cell解耦，只有資源將集中在CoF上。UoF關(guān)注用戶，包括數(shù)據(jù)和資源。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)CoF與UoF的匹配。用戶級元素和單元級元素可以靜態(tài)解耦和動態(tài)匹配。LTE網(wǎng)絡(luò)中的QoS機制更適合運營商內(nèi)部應(yīng)用。在新的無線網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，基于承載和流的QoS管理需要更細(xì)粒度的QoS管理。然而，由于服務(wù)平面的延時較長，服務(wù)端優(yōu)化調(diào)整與空中界面波動不一致，服務(wù)下沉可以進一步優(yōu)化跨層增益。因此，5G可以利用UE輔助的eNodeB來感知UE的服務(wù)，從而進一步阻止了深包解析功能的引入。它可以降低設(shè)備的復(fù)雜度，并且DPI會帶來額外的延遲。因此，在5G無線網(wǎng)絡(luò)下的新空中接口技術(shù)，為了提供統(tǒng)一的用戶體驗，需要將用戶與小區(qū)分開。以用戶為中心的網(wǎng)絡(luò)模型明顯增加了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的難度。如何在UCN模式下為用戶提供一致的無線資源池，同時，也需要緊緊跟隨網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的研究步驟[4]。

2.3 大連接物聯(lián)網(wǎng)

將整個物理世界通過互聯(lián)網(wǎng)連接起來，也即物聯(lián)網(wǎng)，通過物體和環(huán)境間的自由交互和處理，成為電力、交通、工業(yè)控制、公用事業(yè)管理、醫(yī)療保健、水資源管理和采礦等領(lǐng)域的固有組成部分。無線網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵使能技術(shù)之一，其靈活性、可擴展性和成本低廉的特點使得它可普遍用于最后一公里連接。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)屬性和流量模型與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的屬性和流量模型本質(zhì)上不同，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)旨在傳輸語音、數(shù)據(jù)和多媒體，而物聯(lián)網(wǎng)面臨著現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議無法解決的許多獨特挑戰(zhàn)，包括巨大數(shù)量的設(shè)備，在有限帶寬的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中傳輸大量突發(fā)數(shù)據(jù)，以及適應(yīng)各種流量模式和服務(wù)質(zhì)量要求的能力。一些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用具有嚴(yán)格的延遲和可靠性要求，這是現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)所無法滿足的。而最新通信技術(shù)——5G通信技術(shù)的研究成功正好解決了這個問題[5]。

3結(jié)束語

通過以上介紹可以知道，5G通信技術(shù)的研究內(nèi)容是非常豐富多彩的。本文主要闡述了5G通信技術(shù)的概念，并對5G通信技術(shù)的三大應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)進行了描述。5G移動通信技術(shù)是開啟高速連接、泛在網(wǎng)絡(luò)、萬物互聯(lián)的未來通信大門的金鑰匙，隨著5G移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定及不斷完善，5G通信技術(shù)在各場景的應(yīng)用將給通信技術(shù)注入新鮮血液，為社會經(jīng)濟發(fā)展注入新的活力，也將帶來一場新的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式變革。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳學(xué)亮，龐濤.基于5G網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實優(yōu)化方案研究[J].廣東通信技術(shù)，2018，38（10）：2-6.

[2] 許莎佳.5G移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的核心網(wǎng)架構(gòu)分析[J].信息通信，2018，（10）：224-225.

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[5] 楊梓洵.基于5G技術(shù)下物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展[J].信息通信，2018，（10）：257-258.