5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)及核心網(wǎng)架構(gòu)探討

中達(dá)安股份有限公司：魏高建

目前，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為我國第五代移動(dòng)通訊技術(shù)，也是最新的移動(dòng)通信技術(shù)。同時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)傳輸效率的提升以及系統(tǒng)容量的改善有著積極的促進(jìn)作用。但是受限于技術(shù)水平等實(shí)際問題，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在研發(fā)和應(yīng)用的過程中也出現(xiàn)了基站建設(shè)、核心網(wǎng)架構(gòu)的終端技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)安全等相關(guān)技術(shù)問題。如何通過進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的研發(fā)以及技術(shù)水平的提高，有效改善當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，更好地促使5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在原有的4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上更加滿足我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需求，讓5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在進(jìn)一步的普遍應(yīng)用過程中，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定運(yùn)行，是亟須我們?cè)诠ぷ髦胁粩嗵剿骱脱芯康墓ぷ鞣较颉?/p>

1.5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的基本內(nèi)容及重要意義

5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)在研發(fā)的過程中，為了進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的安全性、數(shù)據(jù)的傳輸效率以及數(shù)據(jù)的虛擬化發(fā)展等性質(zhì)不斷拓展了一系列新技術(shù)，如云技術(shù)、虛擬技術(shù)、MZM技術(shù)以及超密集組網(wǎng)技術(shù)等，而對(duì)于這些新技術(shù)的開發(fā)和研究，不僅可以有效改善網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展過程中的難題，還能為研發(fā)者及消費(fèi)者提供更多的便利。因此，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的研究和探討對(duì)我國網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義和影響。

1.1 云技術(shù)

云技術(shù)作為一種資源管理技術(shù)，具有節(jié)約時(shí)間、有效降低成本、提高存儲(chǔ)效率、擴(kuò)大存儲(chǔ)空間等諸多優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)于云技術(shù)的研發(fā)和探究對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展非常重要。云技術(shù)作為一種重要的通訊技術(shù)，為我國大數(shù)據(jù)應(yīng)用以及跨區(qū)服務(wù)提供了主要的解決方案。同時(shí)，云技術(shù)具有虛擬化、空間性等特性，不但在網(wǎng)絡(luò)安全方面對(duì)信息數(shù)據(jù)開啟了強(qiáng)有力的保障，并且在資源管理等方面也具有多重優(yōu)勢(shì)，是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的重要技術(shù)支撐。

對(duì)于研發(fā)者來說，云技術(shù)還可以用微型計(jì)算機(jī)代替超級(jí)電腦，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)研發(fā)時(shí)間以及研發(fā)成本的同步降低。對(duì)于消費(fèi)者來說，云空間為用戶改善了傳輸效率和存儲(chǔ)空間的雙重問題，進(jìn)一步提高了用戶的工作效率。而對(duì)于國家發(fā)展來說，將云技術(shù)與各個(gè)發(fā)展方向的大數(shù)據(jù)進(jìn)行有效結(jié)合，不僅可以對(duì)民生問題及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)管理，還能進(jìn)一步提高國家的綜合實(shí)力。因此，云技術(shù)在未來的發(fā)展過程中，要通過積極改進(jìn)技術(shù)問題，優(yōu)化技術(shù)方案，加大研發(fā)力度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更大的創(chuàng)新應(yīng)用。

1.2 網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)即網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV），也是5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化組件（NFVI）、虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能（VFVs）以及網(wǎng)絡(luò)虛擬編排管理等多項(xiàng)內(nèi)容。一是，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化組件（NFVI）。NFVI需要在虛擬機(jī)和服務(wù)器等設(shè)備的依托下，才能更好地實(shí)現(xiàn)功能模塊的封裝和承載，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)及計(jì)算等功能，并提供相關(guān)的資源支撐保障。二是，對(duì)于虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能部分，是利用網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)如域名解析、防火墻設(shè)置等特定功能，進(jìn)而通過網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更多關(guān)于功能上的部署和執(zhí)行。三是，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)虛擬編排管理部分內(nèi)容，是為了更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源的移動(dòng)性管理，通過網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，明確其在服務(wù)鏈中的排列方式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)特定切片網(wǎng)絡(luò)的具體功能。

1.3 M2M技術(shù)

機(jī)器對(duì)機(jī)器通信技術(shù)又稱作M2M技術(shù)。作為一種具有巨大市場(chǎng)潛力的通信技術(shù)，M2M技術(shù)主要是指機(jī)器對(duì)機(jī)器、機(jī)器對(duì)移動(dòng)設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備對(duì)機(jī)器等形式。這種通信方式不受人為干涉，同時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景較多，更好地解決了海量終端的接入以及網(wǎng)絡(luò)接入擁擠堵塞的問題，進(jìn)一步提升了不同業(yè)務(wù)在技術(shù)上的有效性，大大提高了工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間。

M2M技術(shù)作為無線通信與信息技術(shù)的整合，可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，如機(jī)器對(duì)移動(dòng)電話，就可以實(shí)現(xiàn)用戶的遠(yuǎn)程監(jiān)視，讓用戶進(jìn)行遠(yuǎn)距離的收集信息、設(shè)置工作參數(shù)、部署工作指令等功能，讓工作的距離、時(shí)間、空間不再是問題，隨時(shí)隨地可以開展工作，為用戶提供了良好的便利性。

另外，在M2M技術(shù)中的移動(dòng)電話對(duì)機(jī)器的方式中，用戶對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程控制讓M2M技術(shù)具備了不同的應(yīng)用方案設(shè)置，為安全監(jiān)測(cè)、貨物跟蹤、物流更新定位等工作應(yīng)用提供了巨大的便利性，為用戶提高了工作的精準(zhǔn)性和實(shí)際工作效率。如目前社會(huì)上應(yīng)用較為廣泛的自動(dòng)售貨機(jī)等，用戶對(duì)機(jī)器進(jìn)行的自主操作不但可以充分滿足消費(fèi)者的購買和選擇需求，同時(shí)也簡化了商家的操作流程，降低了運(yùn)營成本和人力成本，促進(jìn)了我國通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大的創(chuàng)新發(fā)展。

2.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題

2.1 網(wǎng)絡(luò)基站的建設(shè)存在的問題

網(wǎng)絡(luò)基站是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)，也是極其重要的組成部分，對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)過程起到了基礎(chǔ)性的保障作用，網(wǎng)絡(luò)基站對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸和分布有著關(guān)鍵性的作用，在網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)中如出現(xiàn)基站建設(shè)的覆蓋面積問題，需要引起工作人員的重視。由于5G新技術(shù)需要在高強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)基站下開展相關(guān)的通訊業(yè)務(wù)，因此，網(wǎng)絡(luò)基站在建設(shè)的過程中，一是需要做到大面積覆蓋，保證信號(hào)傳輸?shù)姆秶皬V度要求。二是，網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)要保證基站分布呈現(xiàn)六邊形設(shè)計(jì)，進(jìn)一步解決信號(hào)傳輸質(zhì)量較差的問題，進(jìn)一步提高信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性。三是，部分網(wǎng)絡(luò)基站的建設(shè)偏離建設(shè)規(guī)劃要求，導(dǎo)致基站附近的環(huán)境受到嚴(yán)重影響，這就要求網(wǎng)絡(luò)基站在建設(shè)的過程中，需要認(rèn)真遵守建設(shè)規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求，避免影響基站附近的環(huán)境及人民生活居住條件。

2.2 5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)核心網(wǎng)架構(gòu)存在的問題

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心網(wǎng)架構(gòu)問題也會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳導(dǎo)速度以及傳輸過程中的穩(wěn)定性，同時(shí)由于我國目前在核心網(wǎng)架構(gòu)方面存在的技術(shù)水平受限以及終端問題嚴(yán)重等發(fā)展現(xiàn)狀，亟須進(jìn)一步有效解決5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心網(wǎng)架構(gòu)問題，如較為突出的終端問題等。由于我國目前的網(wǎng)絡(luò)終端受限于技術(shù)水平不高、技術(shù)水準(zhǔn)亟須進(jìn)一步加強(qiáng)等現(xiàn)狀，難以支撐5G網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并且，用戶在使用電腦及手機(jī)處理數(shù)據(jù)資料時(shí)，芯片的處理速度無法及時(shí)跟上數(shù)據(jù)的傳輸量，這就使得網(wǎng)絡(luò)終端問題日趨明顯。所以，一方面，要通過進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性管理，進(jìn)而有效解決網(wǎng)絡(luò)終端的信息傳導(dǎo)速度。

另一方面，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行扁平化改造、同時(shí)應(yīng)用納米核心技術(shù)、多路徑管理技術(shù)等都是解決核心網(wǎng)架構(gòu)問題的重要途徑。

3.關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)架構(gòu)的探討分析

3.1 降低運(yùn)營成本，對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行IP扁平化改造

對(duì)于我國傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，主要采用演進(jìn)分組核心網(wǎng)即EPC核心網(wǎng)絡(luò)，EPC網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)由固定網(wǎng)元構(gòu)成，這種固定的網(wǎng)元缺乏明顯的靈活性和拓展性，并且，對(duì)于超高速的流量傳送也無法做到有效適應(yīng)。因此，為了進(jìn)一步保證5G網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更加穩(wěn)定，使用過程中也能進(jìn)行靈活拓展，5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代采用的是依靠M-ICT時(shí)代的業(yè)務(wù)特征對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了IP扁平化改造。

IP扁平化改造可以將原有的垂直網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改造成水平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在一定程度上有效減少數(shù)據(jù)通道中的網(wǎng)元數(shù)量，在原有的運(yùn)營成本的基礎(chǔ)之上，大大降低了運(yùn)營商的運(yùn)營成本支出，還進(jìn)一步改善了數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的損耗，提高了通訊系統(tǒng)在運(yùn)營過程中的有序性和穩(wěn)定性。同時(shí)，扁平化IP架構(gòu)的識(shí)別終端方式不再依靠IP地址進(jìn)行識(shí)別，而是通過名稱來識(shí)別，更加的準(zhǔn)確而有效。因此，在5G網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)架構(gòu)的探討和分析中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行IP扁平化改造，不僅可以進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的靈活性和拓展性，同時(shí)，還能有效降低運(yùn)營成本，讓用戶隨時(shí)隨地連接網(wǎng)絡(luò)，提高通訊數(shù)據(jù)的傳輸效率，進(jìn)一步保證了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性。

3.2 納米核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要

納米核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了兩種介質(zhì)之間的計(jì)算、通信等能力，還可以通過進(jìn)一步優(yōu)化改革方案，讓運(yùn)營商的產(chǎn)品更具市場(chǎng)影響力，進(jìn)而滿足用戶的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求，因此，納米核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前已經(jīng)成為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心技術(shù)之一。

納米核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是納米技術(shù)、云計(jì)算以及全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而更好地促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代實(shí)現(xiàn)迅速發(fā)展。同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)通過納米科學(xué)控制，精度水平可以達(dá)到0.1-100nm，是一項(xiàng)極具競(jìng)爭力的技術(shù)應(yīng)用。

一方面，將納米技術(shù)融入到移動(dòng)終端形成納米終端，云計(jì)算技術(shù)中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)便為用戶提供了更加方便的數(shù)據(jù)介入形式，不再受限于時(shí)間、空間等外在條件，同時(shí)，將納米技術(shù)與SDN系統(tǒng)相結(jié)合，不僅可以大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本，同時(shí)還讓5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了更好的統(tǒng)一化管理和運(yùn)營，提升了運(yùn)營效率的同時(shí)，也進(jìn)一步提高了5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

另一方面，在納米核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一項(xiàng)重要技術(shù)組成，為有效促進(jìn)扁平化IP架構(gòu)的重新改造起到了關(guān)鍵性的作用。全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不僅可以滿足無線通信業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，同時(shí)還能進(jìn)一步提高用戶獲取網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的有效性和安全性。因此，對(duì)于用戶來說，納米核心技術(shù)為用戶提供了極大的便利性，對(duì)于運(yùn)營商來說，納米核心技術(shù)也可以通過技術(shù)方案的改革創(chuàng)新以及產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品在市場(chǎng)中的影響力和競(jìng)爭力，擴(kuò)大產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭中的核心競(jìng)爭力，更好地促進(jìn)了我國通訊產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、和諧、高效發(fā)展。

3.3 多種接入技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制管理

在5G網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)架構(gòu)的研發(fā)過程中，應(yīng)用多路徑管理技術(shù)可以更好地實(shí)現(xiàn)多種接入方式的有效接入，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接入控制管理，進(jìn)而對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行更好地優(yōu)化和改善，現(xiàn)對(duì)多路徑管理技術(shù)應(yīng)用的特點(diǎn)進(jìn)行簡要分析：

一多路徑管理技術(shù)由于采用的是聚合的接入方式，因此可以集成多種接入技術(shù)，如Wi-Fi、藍(lán)牙、LTE、5G等，因此，這種管理技術(shù)為通訊過程提供了統(tǒng)一的解決方式，同時(shí)加快了用戶獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)的效率，節(jié)省了時(shí)間成本，進(jìn)一步縮短了動(dòng)態(tài)響應(yīng)的時(shí)間，提高了用戶的使用體驗(yàn)。

二隨著我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，多種接入技術(shù)都有獨(dú)立的ID以及鑒權(quán)方式，并且擁有獨(dú)立的無線資源管理，每種無線接入之間難以實(shí)現(xiàn)互通，同時(shí)，多種接入技術(shù)可以融入到5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化功能塊的設(shè)計(jì)過程中，進(jìn)而促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的控制、分發(fā)安全密鑰等功能，助力5G網(wǎng)絡(luò)功能向著更加科學(xué)化和統(tǒng)一化的方向不斷發(fā)展。

三由于多種無線接入技術(shù)的有效應(yīng)用，為用戶提供了多種業(yè)務(wù)選擇，因此對(duì)于我國5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的核心網(wǎng)架構(gòu)的建設(shè)發(fā)展過程中，要積極采用多路徑管理，讓多種無線接入之間的無損切換以及動(dòng)態(tài)調(diào)整的模式，有效實(shí)現(xiàn)分割控制層和用戶層，然后再通過虛擬應(yīng)用模式，使得控制層從數(shù)據(jù)層分離，從而實(shí)現(xiàn)高效的無線資源管理。

4.結(jié)語

綜上，通過對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)在研發(fā)及應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題展開良好分析，我們清晰地認(rèn)識(shí)到只有進(jìn)一步改善5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用過程中的技術(shù)問題，充分引進(jìn)更多先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的研發(fā)力度，通過技術(shù)改良，進(jìn)一步促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)架構(gòu)的建設(shè)和發(fā)展，才能更好地促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的全面發(fā)展。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及人們對(duì)美好生活的實(shí)際需求的日益增多，5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅在4G技術(shù)的基礎(chǔ)之上提高了數(shù)據(jù)的運(yùn)行和傳輸速度，同時(shí)也改善了通信的效率和質(zhì)量，對(duì)促進(jìn)我國通信產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。寄期未來，隨著信息科學(xué)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，5G網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)也能在當(dāng)前的基礎(chǔ)之上從各個(gè)方面不斷進(jìn)行改良和創(chuàng)新，提高通訊品質(zhì)，進(jìn)一步滿足人們對(duì)通訊技術(shù)的實(shí)際需求。