關于5G網絡優化發展研究

孫云峰 詹貽清 溫承志

摘要：作為全新一代網絡通信技術，相比上一代的4G網絡，5G具有顯著的優點，主要體現在網絡傳輸速率、低延時和提高了大規模設備連接部署能力等方面。5G網絡能力相比與4G有了質的飛躍，可以給人們帶來更極致的生活體驗，開啟物聯網新時代，萬物互聯的理念將滲透至各個行業，推動行業發展。5G將會開創一個全新的信息時代，一個無線網絡與每個人都息息相關的時代。鑒于此，本文對5G網絡優化發展進行了研究與分析。

關鍵詞：5G網絡;優化發展;發展方向

一、5G網絡技術的優勢

1、信息傳輸速率更快，寬帶容量更大

從20世紀80年代的第一代無線通信技術開始，到2G、3G、4G的相繼出現，無線通信技不斷實現技術上的突破和應用上的進步，如今5G時代的到來使得無線通信技術在傳輸速度和寬帶容量上實現了更大的提高，信息的傳輸速率相比之前更快、寬帶容量也更大。相比于4G網絡5G網絡基站峰值要求更高峰值不低于20Gb/s，這些技術能力的提升為人們的上網體驗帶來了更好的效果，對于高清圖片和視頻都可以在數據網絡環境下輕松運行，更好地滿足了現代人們對于通信技術的需求，隨著5G技術的不斷發展未來還有更大的提升空間以更好地適應信息時代對物聯網技術的要求。

2、全網覆蓋，低延時傳送

隨著社會經濟水平的不斷提高人們的生活節奏也越來越快信息變得愈加重要，人們對通信的需求也提出了更高的要求，想要確保信息智能服務的質量，不僅需要保障無線網絡的覆蓋率，還需要增加網絡移動傳輸的適應性和網絡連接密度。5G通信技術實現了廣泛的網絡覆蓋率不再受自然環境與地理位置的限制，例如高原、山區等都可以實現網絡覆蓋;并且，5G通信技術的另一大特點是低延時，這也是5G通信技術的主要方面的提升，5G對時延的最低要求是1毫秒甚至更低，這種延時幾乎讓用戶感受不到它的存在，相比4G技術實現了大幅度的提升，低延時的優勢可以在使用過程中實現同步控制使得5G技術在一些智能化較高的行業，例如無人駕駛、遠程手術等領域的應用成為可能。相比傳統時延較高的通信技術5G通信技術可以充分滿足這些行業對信息傳送速度的需求具有明顯的優勢和十分廣闊的前景。

3、低功耗技術

網絡通信技術的發展和普及使得越來越多的通信設備接入到無線網絡中，這也對基站的運行帶來了一定的壓力。在傳統的無線通信技術中基站耗電量很高，80%的能耗來自于基站，5G通信技術在基站運行方面實現了功耗的降低，傳輸相同的數據流量5G基站的功耗相比4G基站功耗降低了很多，5G技術通過對網絡規劃采用“多樣化覆蓋手段”進行區域化網格設計，在設備選型上根據覆蓋區域大小合理進行精細化設備選型，實現設備整體投資的降低。另外，5G通信技術還通過電力引入、開關電源、蓄電池、空調、機房等多方面著手進行電源配套方面的節能減排，從而實現了基站在低功耗運行下有效保證多臺通信設備的同時運行極大方便人們的生活和工作。

二、5G網絡發展新要求

在5G移動通信網絡中，其發展的新趨勢主要以三大技術應用場景為主，為了有效保障5G網絡在三大技術場景的有效應用，需要保障5G網絡的應用安全性能，這就要求5G網絡應用過程中，需要保障滿足以下要求。

1、引入NFV等虛擬化技術，完善5G網絡基礎設施體系

在5G移動通信網絡中，其主要涉及的虛擬化系統可以對其中的虛擬化基礎設施平臺進行有效管理。同時，對其中的資源的有效配置中，以動態化的配置處理方式，因此，對于其中的虛擬化技術而言，強化對NFV的引入，其很大程度上能夠對于5G網絡的主要安全潛力進一步強化，通過這種方式來實現網絡安全策略能夠有效呈現出可編排性。同時，不斷發揮虛擬化系統自身的優勢，旨在對業務負載進行有效隔離，進而對網絡安全具有強化作用。但需要注意的是，通過在采用NFV虛擬技術的方式來強化5G網絡安全的基礎上，也容易出現一些安全隱患隱，比如，在該技術中采用虛擬化技術，管理層容易成為黑客主要攻擊的目標，這種攻擊容易對虛擬機造成嚴重的不良后果。針對這種現象的分析，對于該技術的引用過程中，需要針對5G網絡設備進行采用多元的系統級防護措施，旨在阻止相關非法攻擊，消除這種攻擊造成的安全威脅，

2、按需部署網絡切片，增強5G網絡云端安全性

在5G網絡安全的發展新需求背景下，針對網絡切片的使用，其中的隔離機制是保障安全應用的關鍵因素，對于該機制的核心功能進行分析，主要可以防止本切片之中的資源被其他相關網絡切片以非法的方式訪問，進而對切片內的相關資源的隱蔽性進一步破壞。針對這種現象，5G網絡在發展的過程中，需要對其進行網絡切片的有效部署，有效對不同網絡切片之間的隔離和保護，通過這種保護方式，強化在網絡切片的使用中，保障相關的服務以及數據和資源等信息能夠與傳統的私網相接近，促使這些數據和主要的資源得到有效保護。在此基礎上，才能有效保障用戶存放在云端的相關資源和數據的安全性，促使在5G環境下的相關業務以健康的姿態進行發展。

3、接入RAT構建5G網絡通用認證機制

在5G網絡的技術特征中，異構網絡接入是其中的核心之一。對于5G網絡而言，能夠對多種無線網絡進行有效融合，并以此為基礎，不斷對其優化和升級，比如，對蜂窩網絡以及Wi-Fi進行分析，這種網絡形成的局部網絡構架，實際也就是異構網絡。針對這種異構網絡而言，5G網絡僅通過有效提供統一以及通用的認證機制，便能夠對其有效接入，通過以此為基礎，可以有效構架出新型的安全運營網絡。除此之外，對于異構網絡而言，需要強化其中的安全操作并實現終端切換，對于5G網絡的安全功能需求可以更好地實現。但是，這種統一的認證機制運行的過程中，也對安全算法提出了一些要求，需要采用4G網絡中的AES、ZUC主要安全算法，并研究其存在的安全性以及復雜性，從而對安全算法進行有效保障和優化升級。

三、結語

綜上所述，與4G網絡相比，雖然5G網絡呈現出來的功能比較強大，同時還可以在不同的應用場景中有效應用，但在發展的過程中，仍然存在一些問題，需要強化對5G網絡的主要算法、整體的構架設計以及相關業務的流程等方面存在的安全性進行全面分析，進而對5G網絡的安全發展的新需求進行有效研究，旨在促進5G網絡不斷以安全的目標發展，促進社會進步的同時，強化移動通信高質量發展。

參考文獻：

[1]何欣，彭贊.關于5G網絡安全發展趨勢探析[J].數字通信世界，2019（1）：45-46.

[2]王祥.分析當前5G網絡技術研究現狀和發展趨勢[J].中國新通信，2019，21（1）：30.