5G應用前景及網(wǎng)絡切片技術研究

唐亞軍

【摘要】? ? 5G是繼4G網(wǎng)絡之后的新型技術之一，對人們的生活環(huán)境、生產(chǎn)制造具有十分重要的影響。在本文演研究中將針對5G網(wǎng)絡技術，5G切片技術進行詳細分析，了解網(wǎng)絡技術產(chǎn)生的特點、能夠滿足的需求，判斷其發(fā)展與應用趨勢等。力求能夠為相關行業(yè)的成長和建設提供借鑒與參考。

【關鍵詞】? ? 5G? ? 應用前景? ? 網(wǎng)絡切片技術

引言：

5G技術指的是第五代通訊技術，將云計算、大數(shù)據(jù)、遠程控制、智能化技術等相結合，形成集中化、統(tǒng)一化的網(wǎng)絡管理與運行，其優(yōu)勢地位十分顯著。當下，各行各業(yè)對5G技術的關注和研究十分深遠，并且投入了大量人力物力，旨在能夠擴展5G網(wǎng)絡的使用范疇，實現(xiàn)更加優(yōu)質、高效、穩(wěn)定的網(wǎng)絡信息平臺建設目標，進而滿足人們在生產(chǎn)生活中的多樣化需求。

一、5G應用前景

1.1云計算技術

隨著5G技術標準逐漸強化和完善，5G技術在人們生活中的重要性與必要性逐漸加強，也大大提升了人們的生活質量和技術發(fā)展效率。針對5G技術的應用場景人也受到了眾多專家和學者的關注和認同，現(xiàn)階段對5G技術的應用研究主要集中在兩個方面。尤其鮮明的便是云計算技術，當下5G網(wǎng)絡在全球范圍內已經(jīng)構建了超過500億個網(wǎng)絡連接點，其中互相聯(lián)動的網(wǎng)絡線路四通八達，成為移動終端、計算機技術、數(shù)字電視的必要保障，能夠實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)存儲和分析，對數(shù)據(jù)應用工作提供保障和基礎[1]。

1.2物聯(lián)網(wǎng)技術

5G通訊技術與物聯(lián)網(wǎng)技術之間具有緊密聯(lián)系。后者在網(wǎng)絡平臺上的鏈接紐帶是移動技術，且隨著移動技術的蔓延鏈接到不同的終端設備中。而5G網(wǎng)絡出現(xiàn)之后，有效增強了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的信息技術支撐力，使得在鏈接不同設備終端之后還能夠保障設備與網(wǎng)絡運行的穩(wěn)定性、安全性。同時，還可完成智能家居設計工作，實現(xiàn)人機交互等現(xiàn)代化工程。

1.3工業(yè)4.0

隨著智能化技術的引進與發(fā)展，工業(yè)領域成長和建設的速度逐漸提升，工業(yè)需要借助數(shù)控操作、人工智能等形式實現(xiàn)自身產(chǎn)業(yè)結構調整與升級，靈活布局生產(chǎn)加工方式，對企業(yè)內部實施無死角的監(jiān)督管理，借助增強現(xiàn)實技術、虛擬現(xiàn)實技術等完成設備檢驗維修工作。無線電技術在工業(yè)4.0中使用是現(xiàn)階段的誒好暢想，在此期間，人們需要進一步關注5G網(wǎng)絡的發(fā)展方向，深度挖掘其潛在價值、優(yōu)質技術，為工業(yè)生產(chǎn)加油助力[2]。

1.4增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術在當下主要應用于室內娛樂、商業(yè)貿易等活動，而增強現(xiàn)實技術在游戲競技、醫(yī)學研究、建筑設計等領域均有所涉及。技術融合了虛擬現(xiàn)實、圖像處理、模式分析、光電顯示等不同技術領域的先進成果。將計算機系統(tǒng)引進增強現(xiàn)實技術中能夠幫助用戶直接感受到真實世界的場景，并對其進行分析，進而營造出虛擬現(xiàn)實與真實世界之間的融合模式。虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術相結合又產(chǎn)生了混合現(xiàn)實基礎，借助5G網(wǎng)絡信息處理技術和鮮明的移動性，可實現(xiàn)不同技術的整合與利用[3]。

1.5人工智能技術

人工智能技術運用在建筑工程領域智能建造中，通過AI算法研發(fā)，實現(xiàn)質量管理數(shù)字化應用，利用手機APP、智能眼鏡等影像采集媒介，研發(fā)使用距離測量、數(shù)量識別、圖紙核對等功能輔助質量管理。識別應用AI+IOT技術、云計算算法（蜂鳥盒子），通過現(xiàn)場視頻監(jiān)控，識別違規(guī)行為，借助平臺監(jiān)控系統(tǒng)以及現(xiàn)場智能廣播進行反饋和通報。在國內 AI 技術圖像識別方面，主要探索方向是圖像識別、圖像分類以及活體檢測，AI智能巡檢通過智慧安監(jiān)眼鏡交互連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一體，可拓展性強，與安全管理系統(tǒng)一體貫通，統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一次采集多次使用。

二、5G網(wǎng)絡切片技術

2.1內涵

網(wǎng)絡切片技術的中心環(huán)節(jié)便是對網(wǎng)絡環(huán)境進行分流管理，將統(tǒng)一的網(wǎng)絡平臺分割成一個個具有獨立性又互相聯(lián)系的整體，被分割的部分網(wǎng)絡之間具有香茗的虛擬性，每一個網(wǎng)絡結構都具有獨立的資源配置，且切片之間是互相絕緣的關系，如若其中的某一個網(wǎng)絡結構出現(xiàn)問題，對其余切片并不會產(chǎn)生影響，具有個子生命周期。但是這一理念的虛擬性和抽象性十分明顯，切片的使用時間、部署方式、修改策略都具有截然不同的需求，為保證其穩(wěn)定性和可靠性在管理階段的難度較大[4]。

網(wǎng)絡切片技術實施的首要方針和基礎便是正確認識到網(wǎng)絡功能虛擬化現(xiàn)象，這也是切片技術實施的前提條件。例如，在核心網(wǎng)設計中網(wǎng)絡功能虛擬化便是由傳統(tǒng)網(wǎng)絡設備中逐漸分離出來的軟件和硬件的集合體，硬件指的是服務器管理等工作，軟件則網(wǎng)絡功能展現(xiàn)出的實用性，能夠直接滿足5G網(wǎng)絡環(huán)境下的客戶需求，有效提升網(wǎng)絡平臺的整體質量。

2.2 5G網(wǎng)絡切片技術的網(wǎng)絡架構

1.無線網(wǎng)子切片。無線網(wǎng)子切片技術是5G網(wǎng)絡技術中最為重要的組成部分，且能夠根據(jù)系統(tǒng)中不同網(wǎng)絡平臺得到需求進行定位，而后結合無線資源配置設備管理網(wǎng)絡中的結構和參數(shù)，實現(xiàn)資源版塊協(xié)調配置，確保各項指標能夠在理想的情況下完成用戶給予的指令。

2.核心網(wǎng)子切片。這一技術能夠將網(wǎng)絡中不同的切片部分之間進行安全隔離，核心網(wǎng)切片借助網(wǎng)絡功能虛擬化、軟件自定義等技術實現(xiàn)不同場景下的5G網(wǎng)絡調整，進一步實現(xiàn)網(wǎng)絡整體結構的整體性、靈活性[5]。

3.承載網(wǎng)子切片。指的是在網(wǎng)元切片和鏈路切片技術的基礎上，結合網(wǎng)絡節(jié)點虛擬化技術，實現(xiàn)不同業(yè)務資源的協(xié)同管理。

4.網(wǎng)絡切片管理子系統(tǒng)。5G網(wǎng)絡切片技術依賴于無線網(wǎng)絡、核心網(wǎng)絡等不同技術支持，才能夠將網(wǎng)絡切片管理工作穩(wěn)步推進，實現(xiàn)不同業(yè)務級別良性運轉。5G網(wǎng)絡切片將不同業(yè)務需求進行整合和規(guī)劃，確保網(wǎng)絡平臺上的一切業(yè)務都能夠在既定生命周期中協(xié)同管理。

三、5G網(wǎng)絡切片技術的應用

3.1智能駕駛

現(xiàn)階段，無人配送快遞已經(jīng)不再是難以達到的“理想型”京東已經(jīng)實現(xiàn)了無人配送貨品，一定程度上推進了無人配送、自動駕駛等技術的發(fā)展。在車輛上裝載智能感應裝置、攝像頭、雷達等不同設備，在車輛行駛的過程中能夠進一步觀察周圍的環(huán)境，利用5G網(wǎng)絡將環(huán)境情況傳遞到智能終端，數(shù)據(jù)信息也可直接轉移到控制平臺。借助5G網(wǎng)絡的大連接特點，能夠確保車輛遠程控制穩(wěn)定性，最大限度保證車輛行駛安全。與此同時，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術，能夠將車輛行駛環(huán)境、路線情況第一時間整合，上報至控制平臺，對車輛的整體路徑規(guī)劃奠定穩(wěn)定、精準、安全的信息支持[6]。

3.2智能電網(wǎng)

1.無線接入，降本增效。當下我們生活中使用的配電網(wǎng)主要是由輸電線和配電站組成，配電站中的設備種類較多，且需要較多能源資源來提供工作動能。傳統(tǒng)意義上對電纜和電網(wǎng)的保護工作完全由光纖完成，電網(wǎng)建設中的光纖原材料數(shù)量會大幅度增加，且部署與設計的難度較大，建設成本壓力過重。借助5G網(wǎng)絡技術能夠實現(xiàn)10ms的超低時延，取代光纖對設備進行保護，能夠大大降低建設成本，獲得理想的電網(wǎng)運行效果。

2.無人機巡檢線路。電力生產(chǎn)管理工作中具有大量中低速的移動場景，此時也可借助5G系統(tǒng)，利用無人機進行場景拍攝與巡航，將對人工作業(yè)的難度與風險，也避免人工工作的不穩(wěn)定性，有效提升運行效率。

3.高級量測體系（AMI）。傳統(tǒng)電網(wǎng)運行階段需要人工上門抄取電表數(shù)目，而5G網(wǎng)絡切片技術應用以來，有效轉變了數(shù)據(jù)收集較慢、整合較為困難、人工作業(yè)難度較大強度較高等現(xiàn)象。5G網(wǎng)絡支持下的信息系統(tǒng)存儲與整合能力顯著提升，能夠采集和處理高頻次變化、綜合性發(fā)展的信息內容，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享功能，滿足消費者智能用電、安全用電的生活需求[7]。

4.安全隔離。傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡的覆蓋面積較大，且使用人數(shù)較多，一旦出現(xiàn)區(qū)域內流量使用人群增長現(xiàn)象時，4G網(wǎng)絡的流暢度、穩(wěn)定性都會受到影響，這種現(xiàn)象對于消費者而言也頗為頭疼。當下5G網(wǎng)絡中使用的網(wǎng)絡切片技術能夠為網(wǎng)絡運行提供堅實的保障和支持，將一部分智能電網(wǎng)提供端到端的高隔離性的邏輯網(wǎng)絡，即便是使用人群大幅度增加時也能為其提供穩(wěn)定運行的網(wǎng)絡系統(tǒng)，提升消費者使用滿意度。

3.3智慧醫(yī)療

智能醫(yī)療技術實施的保障便是5G切片技術和MEC計算能力，前者具有穩(wěn)定性、可靠性、精準性，后者具有強效快速的計算能力，將二者相結合能夠實現(xiàn)醫(yī)療服務、機械手術的精準與高校，避免在使用階段影響患者身心健康，出現(xiàn)不必要的糾紛和矛盾。與此同時，5G網(wǎng)絡具有大寬帶特點，能夠真實準確的將醫(yī)療手術的現(xiàn)場情況呈現(xiàn)出來，為遠程醫(yī)療、病理研究等提供信息支持。

3.4三維激光掃描技術

三維激光掃描技術具有準確的實景展現(xiàn)效果，也可稱其為“實景復制技術”，這一技術的工作原理是借助無需接觸的高速激光掃描設備，能夠直接獲取地形復雜環(huán)境下的物體表面三維空間數(shù)據(jù)，并且能夠真實、準確的呈現(xiàn)出被測量建筑的表面情況，從而實現(xiàn)實物的數(shù)字三維模型重建。工作流程：掃描儀采集點云后對點云進行預處理，基于點云建立數(shù)字模型，然后對模型進行后處理，處理完成的白模，貼上采集影像，還原目標物原貌色彩信息。技術特點是：非接觸性、快速性、主動、實時和動態(tài)性、數(shù)據(jù)采集的高密度性、高精度、全天候、自動化和數(shù)字化、環(huán)境要求低。

3.5無人機拍攝

多旋翼無人機中安裝了清晰度較高的攝像設備，在使用的過程中能夠隨意操作其角度、方向、高度等因素，其定位體系對拍攝結果具有積極影響。在交通事故現(xiàn)場拍攝過程中能夠使用其六通道運動，將事故現(xiàn)場的基本情況清晰、準確的呈現(xiàn)出現(xiàn)場的情況，將清晰的影像資料傳遞到終端。

四、結束語

5G網(wǎng)絡已經(jīng)逐漸滲透到我們生活中，從智能手機網(wǎng)絡開始，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢。切片網(wǎng)絡技術是5G網(wǎng)絡流暢運行的必要保障，也是其能夠在眾多場景中靈活使用的技術支持。設計人員需要認識到5G技術與網(wǎng)絡切片技術在當下的良好發(fā)展空間，以及消費者對新技術、新方式的青睞與憧憬，在現(xiàn)階段技術發(fā)展的基礎上進行深化研究，構建嶄新的、智能化、多角度的5G網(wǎng)絡應用形式，助力我國信息產(chǎn)業(yè)結構升級和優(yōu)化。

參? 考? 文? 獻

[1]鐘橙，張燕，唐懷坤.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中5G切片技術淺析[J].數(shù)據(jù)通信，2021（1）：10-12.

[2]周榮坤，馮宇，李蒸，等.5G切片技術在電力隧道中應用研究[J].軟件，2021，42（7）：88-90.

[3]王太峰，顏軍.基于5G切片技術的智能電網(wǎng)應用研究[J].江蘇通信，2021，37（3）：117-121，124.

[4]葉楊，方慧霆，趙永良，等.5G切片在智能電網(wǎng)中的應用[J].電力信息與通信技，2020，18（8）：67-72.

[5]王剛.基于5G切片技術的電力物聯(lián)網(wǎng)應用研究[J].通訊世界，2021，28（3）：90-91.

[6]楊舟.5G切片技術在物聯(lián)網(wǎng)中的研究和實踐[J].中國寬帶，2021（5）：33.

[7]陳端云，謝勇添，林智航，等.基于5G切片技術的電力物聯(lián)網(wǎng)智能化管理研究[J].通信電源技術，2021，38（4）：116-119.