基于物聯(lián)網(wǎng)的5G通信技術(shù)實踐思考

吳成飛 程子軒

摘 要：5G通信技術(shù)是在4G通信技術(shù)的基礎(chǔ)上建立起來的新型數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，相較于4G傳輸技術(shù)而言，5G傳輸技術(shù)在傳輸性能、傳輸速度、資源利用率和適用范圍等方面都具有較大的改變，因此5G通信技術(shù)正在逐漸全面取代4G技術(shù)，成為信息時代的又一里程碑。目前我國5G通信技術(shù)仍然處于試行階段。文章主要通過對當(dāng)前5G通信技術(shù)的在不同地區(qū)的發(fā)展和試行情況做了一定的調(diào)查和了解，并詳細(xì)闡述了5G通信技術(shù)的主要應(yīng)用實踐，以期能夠有效推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合發(fā)展。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);傳輸技術(shù);性能;效率;通信技術(shù);應(yīng)用實踐

1 ? 物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)

1.1? 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展的重要組成部分，在信息時代物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，同時也為人們的生活帶來了極大的便利，因此物聯(lián)網(wǎng)也具有較大的發(fā)展?jié)摿?。一方面，我國對于物?lián)網(wǎng)技術(shù)的重視程度在不斷提高，相應(yīng)的法規(guī)政策也在不斷完善;另一方面我國信息技術(shù)企業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)也在不斷探索，并研發(fā)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新型產(chǎn)品。目前應(yīng)用最廣泛的是智能居家產(chǎn)品，并在很大程度上提高了人們的生活質(zhì)量和生活水平。

除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展離不開相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)。目前大部分院校都開設(shè)了相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)課程，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供有力的人才支撐。物聯(lián)網(wǎng)在為人們的生活帶來便利的同時，對通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越多樣化，隨之而來的是通信技術(shù)的傳輸速度，傳輸效率、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性等問題，這就要求5G通信技術(shù)在新時期仍然需要不斷優(yōu)化和提升，才能夠適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的需要。

1.2? 5G通信技術(shù)

5G通信技術(shù)作為目前較為先進(jìn)的通信技術(shù)，是推進(jìn)信息時代發(fā)展，改善人們生活的重要舉措之一。因此，在應(yīng)用5G通信技術(shù)中，需要提高數(shù)據(jù)的傳輸效率，打破空間的限制，充分利用人們的物聯(lián)網(wǎng)需求來加強5G通信技術(shù)的信息承載能力，避免人們在使用過程中出現(xiàn)卡頓等問題。就目前來看，相較于4G通信技術(shù)而言，5G通信技術(shù)是4G通信技術(shù)運行時峰值的十倍，不僅極大地提高了傳輸?shù)乃俣?，也提高了人們的工作效率。但同時5G通信技術(shù)也會承擔(dān)更多的技術(shù)責(zé)任，也需要更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性。因此在5G技術(shù)的發(fā)展過程中，信息通信的安全性和可靠性是衡量5G通信技術(shù)好壞的重要指標(biāo)之一。2020年我國開始正式投放5G通信技術(shù)，以此來提高用戶的體驗感，提高各行各業(yè)的工作效率，從而促進(jìn)社會經(jīng)濟更好的發(fā)展。

2 5G通信技術(shù)特點

2.1? 數(shù)據(jù)流量的增加

由于我國網(wǎng)絡(luò)需求量較大，現(xiàn)階段移動網(wǎng)絡(luò)中的套餐流量難以滿足人們的日常需求，并在下載或者傳輸過程中仍然會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定導(dǎo)致卡頓或者傳輸失敗的問題。這就需要5G通信技術(shù)進(jìn)一步的優(yōu)化和革新。5G通信技術(shù)對于超大量的數(shù)據(jù)流動的承載能力較強，要比4G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)高出一千倍以上，即使是在高峰期最低速度也能達(dá)到每秒100吉字節(jié)。

2.2? 聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的增加

聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量對于物聯(lián)網(wǎng)信息傳遞的速度和質(zhì)量起著決定作用，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量越多，那么網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和傳輸速度就會較為穩(wěn)定。但由于聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的造價不低，4G通信技術(shù)對于聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求也不高，使得當(dāng)前聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用率不高。但在未來的5G通信技術(shù)時代，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將會極大的增加。

2.3? 峰值速率高

峰值速率是指在網(wǎng)絡(luò)運行過程中，網(wǎng)速的最高值和最低值的速率。就4G通信技術(shù)而言，峰值速率一般是每秒600兆字節(jié)。但對于5G通信技術(shù)而言，每秒10吉字節(jié)，提高超過了十倍。同時每個用戶的峰值速率也會有巨大提升。

2.4? 延遲短

延遲短是5G通信技術(shù)相較于4G通信技術(shù)較為明顯的特點之一，能提高至五到十倍，人們在網(wǎng)絡(luò)延遲上所浪費的時間將會越來越少。同時對網(wǎng)絡(luò)信息的安全和可靠性方面也高達(dá)百分之九十九。

3?基于物聯(lián)網(wǎng)的5G通信技術(shù)應(yīng)用實踐

3.1? 高頻段傳輸技術(shù)

高頻段的傳輸技術(shù)是5G通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下，各行各業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)的需求大多是要有足夠的網(wǎng)絡(luò)容量以及傳輸速率的支撐。就以4G通信技術(shù)為例，移動通信系統(tǒng)頻段基本上是3吉赫之內(nèi)，能夠滿足日常的需求，但如果用戶數(shù)量在某一高峰出現(xiàn)大規(guī)模的線上活動，就會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁擠的問題，影響用戶的體驗。然而在高頻段的技術(shù)輸出中，寬帶的速度能夠達(dá)到284吉赫，這一速度是微波全部寬帶的十倍多。也就是說微波和毫波的教法雖然差不多，但在實際應(yīng)用范圍上卻有很大的區(qū)別。此外，5G通信技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)超高速度的短距離通信，并且具有一定的兼容性。

3.2? 密集的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

密集的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的重要組成部分。就5G通信技術(shù)而言，其所能夠提供的流量是4G網(wǎng)絡(luò)的千倍以上。除此之外，5G通信技術(shù)主要是將多種無線接入技術(shù)有機聯(lián)系在一起，達(dá)到最小范圍的分割。因此在這一條件下，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中是十分關(guān)鍵的。

在宏基站外部通過設(shè)置天線的方式使室外的空間得以拓寬。同時還需要增加系統(tǒng)容量來提高相關(guān)系統(tǒng)的靈活性。

在室外，加強網(wǎng)絡(luò)的密集性能夠有效提高各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點直接的運行效率和合作協(xié)調(diào)，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。因此對于5G通信技術(shù)而言，密集的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是增加空間，使時間動態(tài)變化和覆蓋面積增加的主要途徑，是充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢的必要手段。

3.3? 智能化技術(shù)

智能化發(fā)展是5G通信技術(shù)服務(wù)多元化發(fā)展的必然趨勢，同時數(shù)據(jù)信息的容量和傳輸速率也會面臨一定的挑戰(zhàn)。就本質(zhì)而言，5G通信技術(shù)的中心就是以云計算平臺為基礎(chǔ)，由大型服務(wù)器為輔助的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無論是在數(shù)據(jù)處理方面還是在計算方面都具有不俗的表現(xiàn)。除此之外，5G通信技術(shù)還能夠通過交換機網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備的基站連接在一起，對于時效性較強和量較大的數(shù)據(jù)而言，能夠準(zhǔn)確有效地進(jìn)行傳輸。對云計算中心平臺而言，將其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理，再進(jìn)行數(shù)據(jù)劃分歸檔，能夠有效細(xì)化數(shù)據(jù)信息。對于中心網(wǎng)絡(luò)而言，由于包含許多外部的終端和基站，存在形態(tài)也各不相同，因此需要網(wǎng)絡(luò)中心結(jié)合不同的業(yè)務(wù)類型來對不同頻段進(jìn)行選擇，從而提高數(shù)據(jù)處理效率，豐富網(wǎng)絡(luò)連接方式的多樣性，使用戶有更好的網(wǎng)絡(luò)體驗。因此對于5G通信技術(shù)而言，想要進(jìn)行大量的業(yè)務(wù)優(yōu)化和更新就必須要提高自身的智能化水平，提高數(shù)據(jù)處理終端的識別、分類以及選擇能力，從而推動5G通信技術(shù)更好地發(fā)展。

3.4? SDN/NFV 技術(shù)

SDN/NFV 技術(shù)是5G通信技術(shù)中最為關(guān)鍵的一項應(yīng)用技術(shù)。隨著云計算服務(wù)的產(chǎn)生和三網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，5G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)安全性也得到大幅度地提升，同時對于5G通信技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的制定也起到了一定的促進(jìn)作用。SDN/NFV 技術(shù)主要是指定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，這一功能在5G通信技術(shù)中的使用率和使用效果都是非常突出的。SDN/NFV 技術(shù)能夠通過網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建通信技術(shù)的基礎(chǔ)、控制和應(yīng)用層，使得程序上的調(diào)用操作得以完成，從而實現(xiàn)程序處理的自動化。因此，想要不斷優(yōu)化和提高5G通信技術(shù)的應(yīng)用實踐，就必須要使轉(zhuǎn)發(fā)分離功能得以實現(xiàn)，從而更好的控制5G通信技術(shù)下的其他運行功能，有效結(jié)合SDN/NFV 技術(shù)，構(gòu)建虛擬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使5G通信技術(shù)能夠更好的服務(wù)于不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需求。

3.5? 設(shè)備間接通信技術(shù)

目前我國的通信系統(tǒng)大多是以基站為核心，以向四周擴散為主要方式所構(gòu)建的通信網(wǎng)，從而使城市網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋得以實現(xiàn)。但同時這一通信網(wǎng)也存在較為明顯的弊端，即只能夠在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，并且建立基站需要耗費大量的人力物力。而5G通信技術(shù)則很好的考慮了這一弊端，正確認(rèn)識到以基站為核心的通信系統(tǒng)不可能滿足所有用戶的業(yè)務(wù)需求這一問題。因此5G通信技術(shù)在建立通信網(wǎng)時，直接建立通信技術(shù)，是移動網(wǎng)絡(luò)能夠在沒有基站的條件下也能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接收，從而實現(xiàn)直接通信的需求。這對于廣大民眾而言，不僅帶來了極大的便利，同時也有效提高了用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗，從而促進(jìn)5G通信技術(shù)的不斷發(fā)展。

4?結(jié)語

隨著我我國信息技術(shù)地不斷發(fā)展，信息化進(jìn)程地加快，4G通信系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前日常通信的需求。因此5G通信技術(shù)通過與物聯(lián)網(wǎng)的有機結(jié)合，有效打破了通信技術(shù)上的弊端和局限性。相較于4G通信技術(shù)而言，5G通信技術(shù)在兼容新，通信頻段和通信保護(hù)方面都有了大幅度地提高，不僅滿足了時代對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求，同時也極大地提高和豐富了用戶的體驗。

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（編輯 傅金睿）