5G網絡技術現狀發展趨勢探究

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摘要：4G網絡的運用現如今已相當成熟，下一代移動通信技術“5g”悄然問世。文章針對5G網絡技術的研究現狀展開研究，通過對當前應用現狀，以及對關鍵技術的分析與闡述，進而預測其未來發展方向，以期在以后的發展中，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的發展。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據業務，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飆升的網絡需求。因此，5G網絡的研發成為時展的必然趨勢。現如今，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包括在連續廣域場景中，為用戶提供100Mbps速率，在熱點高容量場景中，提供數十Gbps峰值速率，數十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，且必須以環保為前提。應利用眾多數量的天線，提升網絡信號的抗干擾能力，為用戶提供穩定的網絡傳輸質量。在研究發展中，5G網絡技術需要不斷克服眾多外界因素為其帶來的影響，尤其天氣環境的諸多問題，均會導致通信信息質量下降，這也是其發展的核心所在。

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，以最低成本開發并優化網絡管理能力。虛擬化后的硬件平臺將使得系統升級、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，適應不同地區的不同業務。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據轉發并分離，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化，同時各廠商的配置接口均有所不同，復雜的配置參數要求運營商只能自行控制，導致業務創新能力受到限制。SDN能夠實現增強現有網絡能力，并加速網絡演化、云計算協同等眾多功能，且其將傳統軟件一體化的網絡轉變為相對較為靈活的構架，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網絡技術未來的發展方向。2.2.2NFV其由運營商聯盟提出，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，根據業務需求的差異，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。網絡虛擬化將數據與控制平臺相分離，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，進而實現其基本業務需求。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，進而有效控制數據與網絡功能[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。云計算形成的數據中心能夠包含上百個服務器，且規模越大的公司其業務平臺也越多。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5G網絡與無線蜂窩網絡的統一。

2.4C-RAN

在實現數據與控制相分離的基礎上，逐漸趨向于擺脫傳統網絡的軟硬件，以實現集中控制之目的。而云計算的強大功能實現了業務與網絡的集合，使得5G網絡提升用戶行為與業務感知能力。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，使得傳統無線接入網實現了革命要求。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的終端業務，實現云計算與協作式無線電等接入。

35G網絡技術未來發展方向

3.1實現動態切片

在未來的發展中，需要其滿足多樣化的業務需求與場景，故而對5G網絡技術的要求也越加詳細。傳統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，實現資源高效配置與合理控制機制的基本目的。滿足場景與業務基本需求，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網絡技術應將業務信息與網絡信息相融合，實現二者交互之功能。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，并以此優化整個網絡狀態。但這種模式的交互程度有限，無法滿足社會對大數據的需求，也無法滿足用戶對資源的渴求度。而5G網絡技術的發展方向更加趨向于網絡與應用的緊密結合，實現信息共享，并以網絡為基礎，為用戶提供更加優質的服務。尤其在網絡服務質量、資源共享程度、網絡數據等方面的功能，均進行了相應優化，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網絡未來的發展方向將以二者為平臺，實現技術上的全新改變。一改傳統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、擴容性以及新業務的部署功能。使得5G網絡技術在二者基礎上，進一步實現網絡各節點的重組與構件，提升硬件設施行業標準，降低設備投入成本。根據用戶需求進行編程，進而滿足網絡中新業務的部署要求，使得網絡更加智能化，也將有效推動網絡技術創新與發展。

4結語

綜上所述，5G網絡技術隨著時代的發展應運而生，其在滿足用戶基本需求等方面具備強大功能。在未來的發展中，5G網絡技術將借助SDN與NFV平臺，實現數據與功能、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勢。

[參考文獻]

[1]宋錫樓，黃高雷.5G網絡技術研究與發展現狀探索[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網絡技術研究現狀和發展趨勢[J].電信科學，2015（9）：156-162.

作者:李浩然 單位:中國聯合網絡通信有限公司