周洪成，王 瑩，古小威

（中通服咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

5G指的是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，標(biāo)志著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平向更高層次邁進(jìn)。目前，該技術(shù)在很多行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)都有著較高的應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)技術(shù)人員也在進(jìn)一步研究提升技術(shù)水平的方法，這需要先了解5G移動(dòng)通信的原理，掌握核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的特點(diǎn)及操作方法。實(shí)際上，移動(dòng)通信行業(yè)的工作具有一定的服務(wù)屬性，要以滿足人們對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的使用需求為首要目標(biāo)，找到新技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)及難點(diǎn)，合理編制工作計(jì)劃。

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)及應(yīng)用要點(diǎn)

在推廣應(yīng)用5G技術(shù)，并進(jìn)行核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新研究工作時(shí)，應(yīng)先結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，判斷出移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)及合適的應(yīng)用場(chǎng)景。

1.1 傳輸速度快

5G技術(shù)是在4G技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的一種新的通信技術(shù)，以無(wú)線傳播為主要傳輸方式，能支持各種電子設(shè)備在開(kāi)啟5G網(wǎng)的狀態(tài)下進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)傳遞[1]。與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，具有傳輸速度快的特點(diǎn)，下載文字資料、視頻以及圖片的效率比較高，給人們的日常生活及工作帶來(lái)了極大的便利。

1.2 可靠性較高

5G技術(shù)在現(xiàn)階段具有應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，這主要得益于該技術(shù)具有低延遲的特性，全面使用該技術(shù)能夠保證信息的實(shí)時(shí)傳遞。而且信號(hào)覆蓋范圍廣，方便人們?nèi)粘ｋS時(shí)隨地進(jìn)行線上溝通交流?；诖?，5G技術(shù)逐步成為了目前利用率較高的一種通信技術(shù)手段，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程具有一定的可靠性，主要是在智能城市建設(shè)、智能醫(yī)療和智能交通等行業(yè)搭載該技術(shù)[2]。

2 5G移動(dòng)通信核心網(wǎng)配置中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)的應(yīng)用

在移動(dòng)通信核心網(wǎng)的構(gòu)建工作中，需要使用到虛擬化技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值是可以將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各個(gè)層面按照功能進(jìn)行區(qū)塊劃分，這樣人們?cè)谑褂猛ㄐ偶夹g(shù)時(shí)可以根據(jù)自身需求在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中找到不同的功能模塊[3]。目前，在移動(dòng)、聯(lián)通以及電信等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商為受眾提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)服務(wù)時(shí)，通常會(huì)使用這項(xiàng)技術(shù)為人們提供多樣化的服務(wù)，可以有效提高受眾的滿意度。關(guān)鍵是要應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)將計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件設(shè)施分離開(kāi)，目標(biāo)是確保人們?cè)谑褂萌魏我环N移動(dòng)電子設(shè)備時(shí)，都能在網(wǎng)絡(luò)上通過(guò)虛擬化技術(shù)來(lái)運(yùn)用各種基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)功能。這需要先完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整合，進(jìn)行系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)工作，保障服務(wù)器、交換機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，從而完成對(duì)開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。與其他移動(dòng)通信技術(shù)相比，使用5G技術(shù)后，信息傳遞的速度更快、便利性更高，還有較強(qiáng)的功能擴(kuò)展能力，通過(guò)靈活應(yīng)用這些技術(shù)能夠使網(wǎng)絡(luò)通信水平得到顯著提升。

2.2 各個(gè)面層結(jié)構(gòu)的分離架構(gòu)

5G移動(dòng)通信的核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中，最基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù)就是面層分離技術(shù)。主要指的是控制面與用戶面的分離，很多行業(yè)在經(jīng)營(yíng)建設(shè)過(guò)程中都對(duì)信息的及時(shí)傳遞狀態(tài)有較高的要求，如果存在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的問(wèn)題，就會(huì)造成信息滯后的情況，影響行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，直接制約行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步[4]。有些網(wǎng)絡(luò)延時(shí)問(wèn)題還會(huì)引發(fā)安全隱患，以無(wú)人駕駛功能為例，相關(guān)控制系統(tǒng)必須要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地接收指令，并按照指令驅(qū)動(dòng)配套裝置完成自動(dòng)駕駛操作，才能安全、順利地完成本次駕駛?cè)蝿?wù)。基于5G技術(shù)具有低延遲的特點(diǎn)，推廣應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，可以采用控制面與用戶面分離管理的方式，以分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)工作為核心，獨(dú)立完成兩個(gè)面層的網(wǎng)絡(luò)部署工作。根據(jù)用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所在的位置，讓用戶端自動(dòng)檢索并連接最近的廣域網(wǎng)，這能有效保障網(wǎng)速，還能避免用戶層與控制層之間相互干擾而影響用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)。另外，借助該技術(shù)能夠在網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)便捷地展開(kāi)獨(dú)立的系統(tǒng)擴(kuò)充容量的操作，靈活性更高。

2.3 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的推廣應(yīng)用

要在5G移動(dòng)通信核心網(wǎng)中推廣使用網(wǎng)絡(luò)切片，需先了解這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用原理。該技術(shù)就是從網(wǎng)絡(luò)接入端、傳輸過(guò)程、輸出終端等多個(gè)角度進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能與資源的分離處理。應(yīng)以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)定系統(tǒng)的后臺(tái)參數(shù)，完成軟件功能、網(wǎng)絡(luò)類型的自定義處理，滿足人們個(gè)性化的上網(wǎng)需求[5]。與此同時(shí)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片處理后，可以將除了指令需求之外的信息、軟件屏蔽，減輕計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。還能通過(guò)該技術(shù)完成資源的共享傳輸，要求技術(shù)人員在更新5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能時(shí)先了解網(wǎng)絡(luò)切片的基本特點(diǎn)，選擇合適的應(yīng)用場(chǎng)景，及時(shí)配置相應(yīng)的硬件及軟件設(shè)施。常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)的分類方案如圖1所示。

圖1 生活中常見(jiàn)的5G網(wǎng)絡(luò)切片方案

2.4 在網(wǎng)絡(luò)中使用邊緣計(jì)算模式

在網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過(guò)程中，將需要傳輸?shù)膬?nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息時(shí)，需要使用到基礎(chǔ)的二進(jìn)制算法。包括各種文件、圖片以及視頻的傳遞都可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，這是提高傳輸效率及質(zhì)量的有效方法。目前，在核心網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)中，通常除了基礎(chǔ)算法之外，還會(huì)使用到邊緣計(jì)算模式，該模式主要指的是在用戶端的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)周?chē)瓿删W(wǎng)絡(luò)部署操作[6]。例如，設(shè)置常規(guī)的數(shù)據(jù)處理中心、信息緩存功能等。完成部署后，應(yīng)采取試運(yùn)行操作的方式，模擬計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)使用過(guò)程，判斷網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中是否存在安全隱患，保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，提高用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理工作的滿意度。與其他移動(dòng)通信技術(shù)相比，基于5G網(wǎng)絡(luò)具有低延遲的特點(diǎn)，將邊緣計(jì)算技術(shù)與5G網(wǎng)結(jié)合起來(lái)能夠發(fā)揮更大的作用。傳統(tǒng)云計(jì)算工作方式與邊緣計(jì)算方式的對(duì)比如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)云計(jì)算與邊緣計(jì)算方式對(duì)比圖

2.5 組網(wǎng)功能的優(yōu)化設(shè)計(jì)

進(jìn)行5G移動(dòng)通信的核心網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好組網(wǎng)建設(shè)工作。據(jù)調(diào)查，目前一共有12種可以接入網(wǎng)絡(luò)的配置方法，組網(wǎng)方式也有多種選擇?；谝苿?dòng)通信行業(yè)的各項(xiàng)工作具有較高的服務(wù)屬性，在優(yōu)化組網(wǎng)功能時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)從受眾需求的角度出發(fā)，了解不同組網(wǎng)方式的應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)。通常來(lái)說(shuō)，獨(dú)立組網(wǎng)方式在前期的網(wǎng)絡(luò)配置工作中耗費(fèi)的資金更少，具有一定的經(jīng)濟(jì)性，但是操作難度較大，有一定的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，需要由技術(shù)人員針對(duì)其特點(diǎn)快速建立核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，工作任務(wù)量大[7]。而非獨(dú)立組網(wǎng)就可以彌補(bǔ)獨(dú)立組網(wǎng)模式的一些弊端，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)不同發(fā)展階段、運(yùn)營(yíng)商的不同特點(diǎn)，綜合調(diào)整網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案。

3 5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中使用的專業(yè)技術(shù)

在完成移動(dòng)通信核心網(wǎng)的配置工作后，還要從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化角度出發(fā)，引進(jìn)新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，轉(zhuǎn)變工作思維，找到發(fā)揮5G技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的方法。

3.1 多載波技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)在傳遞中容易受到干擾，比較常見(jiàn)的就是電磁干擾問(wèn)題。因此，如何保證5G網(wǎng)絡(luò)下信號(hào)傳輸工作的穩(wěn)定性就是核心網(wǎng)組網(wǎng)構(gòu)建過(guò)程中相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)研究的一項(xiàng)重點(diǎn)問(wèn)題[8]。通常應(yīng)當(dāng)先嘗試在適當(dāng)位置上安裝濾波器，并配合使用多載波技術(shù)，以此來(lái)滿足不同載波在互聯(lián)網(wǎng)中的基礎(chǔ)運(yùn)行需求，提高信號(hào)的抗干擾能力，避免因?yàn)橥饨绲母蓴_而造成信號(hào)丟失、信號(hào)接收不及時(shí)等方面的問(wèn)題。

3.2 云存儲(chǔ)及云計(jì)算技術(shù)

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代，在落實(shí)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)工作時(shí)，可以嘗試將5G技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)融合在一起，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、分析以及整合等一系列工作，找到技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展方向。云技術(shù)的特點(diǎn)就是可以將系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)在云端空間中，不占用系統(tǒng)的內(nèi)存，不會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)卡頓的情況[9]。因此，云存儲(chǔ)技術(shù)通常被應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容工作，同時(shí)可以進(jìn)行通信數(shù)據(jù)的智能處理，為開(kāi)發(fā)新的移動(dòng)通信服務(wù)項(xiàng)目奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

3.3 多入多出天線技術(shù)

當(dāng)移動(dòng)通信的信道出現(xiàn)衰弱的問(wèn)題時(shí)，就會(huì)影響信號(hào)的傳輸效果，為了提高信號(hào)傳輸質(zhì)量，可以吸引用戶選擇辦理5G網(wǎng)。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)嘗試使用多入多出天線技術(shù)。首先，應(yīng)了解信道的容量，記錄通信傳輸時(shí)的天線數(shù)量。在增加信道容量時(shí)，應(yīng)同步增加天線的數(shù)量，讓二者的關(guān)系保持為呈正比的狀態(tài)。其次，要對(duì)信號(hào)發(fā)射的功率進(jìn)行檢測(cè)，嘗試對(duì)信號(hào)進(jìn)行線性編碼處理，并配合目前應(yīng)用頻率較高、穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)的通信技術(shù)來(lái)解決通信傳輸難題[10]。例如，機(jī)器對(duì)機(jī)器（Machine to Machine，M2M）技術(shù)在現(xiàn)階段就有著良好的應(yīng)用前景，能推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展進(jìn)程。

4 結(jié) 論

在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之前，要先了解現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有哪些功能，并關(guān)注用戶的上網(wǎng)要求。嘗試進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)功能的分離設(shè)計(jì)，通過(guò)虛擬化技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)功能的運(yùn)行質(zhì)量，還可以通過(guò)面層結(jié)構(gòu)分離技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)以及邊緣計(jì)算技術(shù)完成基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)配置任務(wù)，并做好對(duì)組網(wǎng)方式的選擇，找到技術(shù)操作難題。重點(diǎn)應(yīng)針對(duì)信號(hào)干擾問(wèn)題，推廣使用多載波技術(shù)，安裝濾波器。最后，配合使用云技術(shù)、多入多出天線技術(shù)，保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，吸引受眾主動(dòng)選擇在生活和工作中使用5G網(wǎng)。