5G網絡技術現(xiàn)狀發(fā)展趨勢探究

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摘要：4G網絡的運用現(xiàn)如今已相當成熟，下一代移動通信技術“5g”悄然問世。文章針對5G網絡技術的研究現(xiàn)狀展開研究，通過對當前應用現(xiàn)狀，以及對關鍵技術的分析與闡述，進而預測其未來發(fā)展方向，以期在以后的發(fā)展中，能夠成熟運用5G網絡技術。

關鍵詞：5G；網絡；技術

信息技術的發(fā)展速度越來越快，所提供的功能也越加詳細。4G技術的廣泛應用已基本滿足通信行業(yè)的發(fā)展。然而，人們追求技術的熱情永不消減，5G網絡技術在社會中應運而生，為人們提供更加快速的運行速率，以及各種云計算服務。因此，有必要加強對5G網絡的研究，促進其更加成熟。

15G網絡技術概述

4G網絡技術的成熟運用，已經為用戶提供了越來越高效的數(shù)據(jù)業(yè)務，同時也進一步促進人們對蜂窩網流量的需求。其廣泛沿用無線接入網，并增加了正交頻分復用技術（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM），多入多出（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）技術等，但仍舊無法滿足持續(xù)飆升的網絡需求。因此，5G網絡的研發(fā)成為時展的必然趨勢?，F(xiàn)如今，國際已有眾多國家已經開始了對5G網絡的研究，并在ITU—RWP5D的會議中確定了5G網絡技術的名稱、前景、時間表等重要內容。5G網絡技術中關鍵性挑戰(zhàn)包括在連續(xù)廣域場景中，為用戶提供100Mbps速率，在熱點高容量場景中，提供數(shù)十Gbps峰值速率，數(shù)十Tbps/km2的流量密度，在低時延高可靠的場景中，提供接近100%的可靠性等[1]。在未來的社會中，5G網絡將更加貼切用戶的實際需求，并為用戶提供更加可靠的網絡連接、無縫用戶體驗等，其不僅僅是無線接口技術，更是為用戶提供多樣化的音頻、視頻等信息，并建立人與機器之間的互動與溝通，包括對車輛管理、家庭健康管理以及監(jiān)視警報等服務。5G網絡技術不再是人與人之間的溝通，其是連接人與物之間溝通的橋梁。

25G網絡技術的關鍵內容

2.1高頻傳輸技術

當前所使用的3G與4G移動通信網絡中，其頻段范圍基本在3GHz以下。然而用戶數(shù)量的猛烈增加，需要傳遞的信息資源也越來越多。故而用戶對網絡流量的需求更加旺盛，現(xiàn)有頻段已無法滿足用戶基本需求。5G網絡技術將為人們帶來更加高效的傳輸體驗，將現(xiàn)有頻譜提升至少10倍，且不斷完善技術方案，以滿足頻段需求。在研究中，不僅要求5G網絡技術能夠提供高效覆蓋范圍，且必須以環(huán)保為前提。應利用眾多數(shù)量的天線，提升網絡信號的抗干擾能力，為用戶提供穩(wěn)定的網絡傳輸質量。在研究發(fā)展中，5G網絡技術需要不斷克服眾多外界因素為其帶來的影響，尤其天氣環(huán)境的諸多問題，均會導致通信信息質量下降，這也是其發(fā)展的核心所在。

2.2網絡虛擬化

該研究將為運營商帶來巨大好處，并為其提供眾多網絡配置資源，以最低成本開發(fā)并優(yōu)化網絡管理能力。虛擬化后的硬件平臺將使得系統(tǒng)升級、維護、擴容等工作更加便利，進而使得運營商提供多種網絡標準，適應不同地區(qū)的不同業(yè)務。網絡虛擬化在日本、歐美等國家的研究較為廣泛，且基本進行了虛擬中心的部署。當前解決虛擬化功能的方案主要有兩種：軟件定義網絡（SoftwareDefinedNetwork，SDN），網絡功能虛擬化（NetworkFunctionVirtualization，NFV）[2]。2.2.1SDN其是一種新型的網絡構架，將網絡控制平臺與數(shù)據(jù)轉發(fā)并分離，以滿足可編程之目的。眾多具有標準的組織已經開展了關于該方案的標準制定工作，其中（OpenNetworkingFoundation，ONF）開放式網絡基金會所提出的該架構定義較為準確。在現(xiàn)有無線網絡構架中，將平面控制、無線資源管理等融入進去。但分布式的控制功能無法使得無線接入進行優(yōu)化，同時各廠商的配置接口均有所不同，復雜的配置參數(shù)要求運營商只能自行控制，導致業(yè)務創(chuàng)新能力受到限制。SDN能夠實現(xiàn)增強現(xiàn)有網絡能力，并加速網絡演化、云計算協(xié)同等眾多功能，且其將傳統(tǒng)軟件一體化的網絡轉變?yōu)橄鄬^為靈活的構架，使其要求更加簡單，但功能卻越加強大，越加智能。因此，SDN將是5G網絡技術未來的發(fā)展方向。2.2.2NFV其由運營商聯(lián)盟提出，主要應用于運營商網絡中。NFV利用IT技術，將網絡功能虛擬化，根據(jù)業(yè)務需求的差異，在相應的功能模塊進行編排與連接。在眾多機構的研究中，歐洲電信標準化協(xié)會（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute，ETSI）對其定義較為完善。其基本框架結構中包含計算虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化，并配合硬件基礎設施，最終實現(xiàn)網絡功能上的管理與安排，達到虛擬化的基礎設施管理。網絡虛擬化將數(shù)據(jù)與控制平臺相分離，使得眾多移動網絡設備中的軟件按照自身需求進行安裝、卸載、修改，進而實現(xiàn)其基本業(yè)務需求。實則，其基本理念與SDN相一致，該種方案也將為運營商帶來便利條件，使得其運營成本低廉，效益靈活。在某種程度而言，NFV能夠與SDN相連接，共同為運營商提供服務，進而有效控制數(shù)據(jù)與網絡功能[3]。

2.3云計算

云計算是當前社會迫切需要的一項網絡功能，其能夠為用戶提供具有彈性特點的資源配置。云計算形成的數(shù)據(jù)中心能夠包含上百個服務器，且規(guī)模越大的公司其業(yè)務平臺也越多。云計算具有強大的計算與存儲能力，只需要運營商投入少量管理便得到大量回報，或與服務商參與很少的互動，便能夠快速且大量地獲取所需資源。于運營商來講，云計算將為其提供更具有針對性的客戶服務。5G網絡技術相關報告中曾指出“接入云、控制云、轉發(fā)云”。也就是說，通過云端將人與無線網絡相連接，利用其職能特點將內容傳輸于網絡中，進而有效降低網絡運行建設的管理成本，實現(xiàn)5G網絡與無線蜂窩網絡的統(tǒng)一。

2.4C-RAN

在實現(xiàn)數(shù)據(jù)與控制相分離的基礎上，逐漸趨向于擺脫傳統(tǒng)網絡的軟硬件，以實現(xiàn)集中控制之目的。而云計算的強大功能實現(xiàn)了業(yè)務與網絡的集合，使得5G網絡提升用戶行為與業(yè)務感知能力。因此，基于云計算與虛擬化的基本功能，將有效提升5G網絡的開放性、可編程性以及擴展性等要求。在眾多研究單位中，中國移動所提出的方案被作為典型代表，使得傳統(tǒng)無線接入網實現(xiàn)了革命要求。在長遠角度來看，其為運營商提供了綠色網絡框架，使用戶享受QoS的終端業(yè)務，實現(xiàn)云計算與協(xié)作式無線電等接入。

35G網絡技術未來發(fā)展方向

3.1實現(xiàn)動態(tài)切片

在未來的發(fā)展中，需要其滿足多樣化的業(yè)務需求與場景，故而對5G網絡技術的要求也越加詳細。傳統(tǒng)網絡構架無法滿足用戶需求，勢必需要5G網絡技術具備切片功能，才能在任何場景與業(yè)務需求中匹配網絡切片，使得網絡資源得到有效控制與調配，進而得到合理有效的利用。所謂切片，即將網絡利用虛擬技術進行分割，進而以形成各種能夠與需求與場景相匹配的虛擬網絡，并具備其本身所具有的網絡動態(tài)智能編排能力。網絡切片技術為不同構架與特征的網絡提供與之對應的管理模式，實現(xiàn)資源高效配置與合理控制機制的基本目的。滿足場景與業(yè)務基本需求，進而增強用戶體驗與利用效率。

3.2能力越加具有深度

以用戶為出發(fā)點與最終目的是5G網絡技術的基礎，其將越加關注用戶需求，進而以各種技術改造來提升用戶體驗。這便要求5G網絡技術應將業(yè)務信息與網絡信息相融合，實現(xiàn)二者交互之功能。增強網絡與用戶之間的資源共享，以提升用戶體驗。當前，網絡基本實現(xiàn)部分開放，如第三代合作伙伴項目（ThirdGenerationPartnerProject，3GPP），其將終端信息與狀態(tài)信息以及網絡負載信息共同上傳于第三方接收終端中，并以此優(yōu)化整個網絡狀態(tài)。但這種模式的交互程度有限，無法滿足社會對大數(shù)據(jù)的需求，也無法滿足用戶對資源的渴求度。而5G網絡技術的發(fā)展方向更加趨向于網絡與應用的緊密結合，實現(xiàn)信息共享，并以網絡為基礎，為用戶提供更加優(yōu)質的服務。尤其在網絡服務質量、資源共享程度、網絡數(shù)據(jù)等方面的功能，均進行了相應優(yōu)化，以滿足用戶的基本需求與體驗。

3.3SDN與NFV為其提供平臺支持

如上所說，SDN與NFV的基本構成與基本功能均已介紹，而5G網絡未來的發(fā)展方向將以二者為平臺，實現(xiàn)技術上的全新改變。一改傳統(tǒng)網絡通信中斷的缺陷，將設備邏輯與硬件緊密結合，進而增加擴展性、擴容性以及新業(yè)務的部署功能。使得5G網絡技術在二者基礎上，進一步實現(xiàn)網絡各節(jié)點的重組與構件，提升硬件設施行業(yè)標準，降低設備投入成本。根據(jù)用戶需求進行編程，進而滿足網絡中新業(yè)務的部署要求，使得網絡更加智能化，也將有效推動網絡技術創(chuàng)新與發(fā)展。

4結語

綜上所述，5G網絡技術隨著時代的發(fā)展應運而生，其在滿足用戶基本需求等方面具備強大功能。在未來的發(fā)展中，5G網絡技術將借助SDN與NFV平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與功能、管理等方面的虛擬化。這在降低運營商成本以及緊密結合用戶等方面具有強大優(yōu)勢。

[參考文獻]

[1]宋錫樓，黃高雷.5G網絡技術研究與發(fā)展現(xiàn)狀探索[J].建材與裝飾，2016（49）：115-116.

[2]游思晴，齊兆群.5G網絡綠色通信技術現(xiàn)狀研究及展望[J].移動通信，2016（20）：31-35.

[3]王胡成，徐暉，程志密，等.5G網絡技術研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].電信科學，2015（9）：156-162.

作者:李浩然 單位:中國聯(lián)合網絡通信有限公司