5G和通信工程管理探究

張磊

河南省通信建設(shè)監(jiān)理有限公司 河南 鄭州 450000

引言

5G技術(shù)是一種新興的移動通信技術(shù)，它的發(fā)展是為了更好地滿足當前人們在各類工作中對于網(wǎng)絡(luò)的需求，以及人們對于當前用戶體驗存在不滿的背景下應(yīng)運而生的，接下來我們就來具體了解一下5G技術(shù)的發(fā)展背景。

1 平臺建設(shè)需求

根據(jù)電力業(yè)務(wù)對信息通信網(wǎng)絡(luò)的需求，構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐平臺，利用高性能服務(wù)器和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，結(jié)合軟件建模方法，在虛實結(jié)合思想指導(dǎo)下實現(xiàn)對信息通信網(wǎng)絡(luò)中信息采集、接入、傳輸、通信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)分析處理等內(nèi)容的在校與遠程實訓(xùn)。學(xué)生通過該實驗平臺可全面認識現(xiàn)代信息通信網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境及業(yè)務(wù)開展，并且可以通過各種通信設(shè)備調(diào)試、電力通信業(yè)務(wù)模擬、故障分析、信息處理等實訓(xùn)過程，達到實踐能力和創(chuàng)新能力的全面提高。虛擬仿真平臺支持電力業(yè)務(wù)典型場景的信息采集、通信網(wǎng)絡(luò)傳輸和分析處理，包括電力保護業(yè)務(wù)、海量接入業(yè)務(wù)、異構(gòu)組網(wǎng)傳輸?shù)?，以滿足高可靠、低時延等性能要求。能夠模擬典型電力場景傳感器數(shù)據(jù)產(chǎn)生，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。體現(xiàn)虛實結(jié)合思想，在真實場景數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上運行虛擬仿真軟件，支持實驗室和遠程訪問與操作實驗。具有完善的學(xué)生實驗測試系統(tǒng)和教師后臺管理備課系統(tǒng)[1]。

2 新一代城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進方案

新一代城域網(wǎng)將采用全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)固移業(yè)務(wù)綜合承載，網(wǎng)絡(luò)高度扁平化，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部流量無阻塞高速轉(zhuǎn)發(fā)；實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)/云/IDC/CDN深度耦合，增強云網(wǎng)一體化；實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運維自動化，網(wǎng)絡(luò)智能化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自治管理。新一代城域網(wǎng)以POD（PointofDelivery）為單位進行建設(shè)，按照用戶數(shù)、流量規(guī)模劃分地理業(yè)務(wù)區(qū)域，規(guī)劃網(wǎng)POD數(shù)量和建設(shè)規(guī)模。POD根據(jù)功能和用途不同分為網(wǎng)POD和云POD。網(wǎng)POD主要承載公眾用戶、政企用戶以及4G/5G無線業(yè)務(wù)，云POD主要承載虛擬網(wǎng)元功能。在城域網(wǎng)中部署兩臺高端路由器設(shè)備作為CR，上聯(lián)至骨干網(wǎng)，負責出城域網(wǎng)的流量轉(zhuǎn)發(fā)和跨POD之間流量的轉(zhuǎn)發(fā)。POD間E2E業(yè)務(wù)由管控系統(tǒng)打通；多個POD同屬城域網(wǎng)路由域、管理域和SR域。網(wǎng)POD網(wǎng)絡(luò)采用標準的Spine-Leaf組網(wǎng)，實現(xiàn)Fabric化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。Spine部署兩臺/多臺匯聚交換機，上聯(lián)至CR設(shè)備，用于匯聚和中轉(zhuǎn)城域網(wǎng)內(nèi)流量；Leaf部署TOR交換機，作為業(yè)務(wù)的邊界更加貼近用戶，各類用戶/終端就近接入Leaf節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中部署SRv6/EVPN協(xié)議，部署FlexE硬切片，公眾業(yè)務(wù)、政企業(yè)務(wù)、5G業(yè)務(wù)等根據(jù)各自特點使用overlay和underlay混合承載。通常一個POD中Leaf/TOR節(jié)點數(shù)<1000，通過多POD擴展構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，同時降低管控面復(fù)雜性。云POD網(wǎng)絡(luò)采用Spine-Leaf組網(wǎng)架構(gòu)，VxLANGW部署兩臺高端路由器，支持雙活，作為云POD的出口上聯(lián)至CR；Spine節(jié)點部署兩臺/多臺匯聚交換機，雙上行至VxLANGW，實現(xiàn)云內(nèi)流量的高速轉(zhuǎn)發(fā)；Leaf節(jié)點部署多對TOR交換機，采用堆疊/MCLAG方式，接入虛擬化服務(wù)器、裸金屬服務(wù)器、容器等各類負載設(shè)備；各類VNF加載在虛擬服務(wù)器上，通過Leaf節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)中；網(wǎng)絡(luò)中部署控制器系統(tǒng)，采用VxLAN/EVPN/Open Flow協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集中控制和管理[2]。

3 大規(guī)模MlMO通信技術(shù)

近來，一種新穎的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——大規(guī)模MIMO通信網(wǎng)絡(luò)，它可以顯著提高頻譜效率，同時又可以降低硬件實現(xiàn)的復(fù)雜性，在通信領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注與研究。MIMO通信是將發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通信的核心技術(shù)。大規(guī)模MIMO通信技術(shù)應(yīng)用在理論研究中仍有一些問題需要解決，其預(yù)期的性能優(yōu)勢和特性也越來越多，并且得到學(xué)術(shù)界的肯定。隨著對大規(guī)模MIMO核心問題的不斷解決，我們有理由相信大規(guī)模MIMO技術(shù)將在新一代無線通信系統(tǒng)中發(fā)揮更大、更廣泛的作用。

4 綠色通信技術(shù)

當前通信技術(shù)在社會各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，這也使得其在發(fā)展過程中涌現(xiàn)出越來越多的問題，相關(guān)統(tǒng)計表明通信技術(shù)在應(yīng)用過程中所造成的能耗逐年增加，而這對可持續(xù)發(fā)展造成一定威脅。伴隨著近些年通信技術(shù)的推廣應(yīng)用，社會各領(lǐng)域?qū)π畔⒓夹g(shù)的傳播速度要求越來越高，即便是號稱零距離的5G通信系統(tǒng)也難以滿足1000次通信系統(tǒng)的目標。受信號質(zhì)量高低影響，能耗情況和能源利用效率不盡相同，在較低轉(zhuǎn)移條件下可以使能源效率達到最佳。除此之外，通信系統(tǒng)在運作過程中可以有效權(quán)衡通信和框架，當前我國所研發(fā)的無線通信技術(shù)已基本達到解決能源效率問題的目標，例如在一個多用戶系統(tǒng)中可以借助大規(guī)模MIMO系統(tǒng)來實現(xiàn)資源最優(yōu)化。在未來的發(fā)展中，相關(guān)部門要提高對能耗問題的重視程度，存在大規(guī)模能源消耗弊端的通信系統(tǒng)將無法成為推廣使用的系統(tǒng)，這就需要采取合理的措施并注重分析其能源消耗參數(shù)，以此來妥善解決通信系統(tǒng)存在的能源消耗問題，這對于推動通信系統(tǒng)實現(xiàn)向好發(fā)展而言具有積極意義。

5 結(jié)束語

隨著當前社會經(jīng)濟水平的不斷提升，4G通信技術(shù)已經(jīng)很難滿足當前用戶和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求，因而5G技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用對于保障社會的進步發(fā)展具有很大的推動作用。但是5G技術(shù)現(xiàn)在仍然處于初始階段，很多方面仍然有待完善，因而對于5G通信技術(shù)中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)手段，我們一定要不斷研究與完善。盡可能保證在低能源消耗的基礎(chǔ)上，為群眾提供良好的服務(wù)質(zhì)量。