5G移動通信網絡架構在校園中的應用研究

白鴿

摘要：在我國信息技術與互聯網技術不斷發展的當下，5G移動通信網絡積極發展，成為當前社會最為先進的網絡技術之一，為社會各個領域發展進步做出強大基礎保障。信息技術促使大數據、人工智能、云計算、虛擬現實等諸多技術，在我國教育領域應用范圍日漸廣泛，為智慧校園建設帶來了技術層次上的支撐。在信息技術與互聯網技術的支持下，無論是學校教學方式還是教學模式，都有了前所未有的創新。5G移動通信網絡作為當前信息技術發展最為前沿的領域，可以有效促進智慧校園建設，為數字校園發展做出貢獻。本文將針對5G技術內涵以及5G移動通信網絡架構設計進行詳細分析，提出5G移動通信網絡架構在校園中的應用優勢，其目的是研究出5G移動通信網絡架構在校園中的應用途徑。

關鍵詞：5G;移動通信技術;網絡架構;智慧校園

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）34-0064-02

5G移動通信網絡技術當前已經積極運用到社會各個領域，為社會發展助力。在信息化時代下，高校教學管理工作實現了信息化發展，學校教學管理人員已經認識到信息化建設的緊迫性，力求利用物聯網、云計算、物聯網、智能化、信息化技術，構建面向師生的個性化服務體系。在智慧校園建設風潮的引領之下，智慧校園注重借助互聯網技術手段來進行教學管理工作，以便于構建開放性、全過程、具備便捷性的教學管理環境，為學生學習、教師教學、師生日常生活帶來便利。5G移動通信網絡作為當前最為先進性的信息技術手段，可以有針對性地結合智慧校園管理要求，構建獨特的5G移動通信網絡系統，以便于促進智慧校園建設與發展。本文將針對5G移動通信網絡架構在校園中的應用進行詳細分析。

1 5G技術內涵概述

5G移動通信技術是在4G移動通信技術基礎上進行的升級與更新，在開展5G移動通信技術設計的過程中，考慮到了環境的變化與未來人們對通信技術的需求，所以5G移動通信技術具備超高速、超大容量、低延遲等3大特征。5G移動通信技術的發展具備創新優化性，可以實現4K傳輸、虛擬現實，并且還能夠切實有效的提升互聯網傳輸速度。相比4G移動通信技術來說，具備超大寬帶、超大容量、高安全性高等優勢。5G作為一種安全、高效、快速的信息技術手段，還能夠有效提升客戶之間的互聯網傳輸速度，有效為用戶們提供全方位的服務，滿足用戶們的實際需求。

2 5G移動通信網絡架構

5G移動通信網絡是在3G技術、4G技術基礎上，創新出來的第五代移動通信網絡。5G移動通信網絡促進了社會各個領域的發展，相比4G網絡，5G移動通信網絡的速度比4G網絡快20倍，不僅提升了人們的上網體驗，而且還有效為人們解決了諸多網絡傳輸困惑。在5G移動通信網絡當中，最為重要的部分便是網絡切片，為了讓5G技術充分融入社會不同環境當中，可以將5G移動通信網絡切開，按照應用環境劃分成若干個邏輯網絡，不同邏輯網絡可以應用到各種網絡環境當中。

網絡構架一般可以分成2個部分，分別是5G接入網與核心網，另一部分是中心介入層。在接入網與核心網當中，最為重要的內容便是核心云和邊緣云。在核心云當中，作用是存儲5G用戶的核心數據，核心控制系統的作用是發布指令，控制著5G網絡當中各項服務系統運行。針對邊緣云來說，邊緣云當中涵蓋了MEC和CU，邊緣云會將數據傳遞到DU當中，再經過DU傳輸到AU當中，最后AU便可以通過基站連接到規模MIMO，在400MHz寬帶毫米波作用下，5G移動通信網絡傳輸速度可以達到20Gb/s。針對中心介入層次來說，AU可以通過基站介入到中心交換機當中。中心交換機相當于5G應用平臺的中心結構，中心平臺可以直接介入到郵件服務器、OA服務器、VOD服務器中。這些服務器在運行的過程中，可以接發郵件，并且促使辦公自動化，還能夠實現視頻點播服務。中心交換機可以通過路由器轉換的方式，在防火墻當中引入DNS服務器，獲取網絡中主機的地域名與IP地址，在防火墻當中引入校園局域網，以便于有效服務教學樓、辦公樓、實驗室、圖書館、信息樓等不同環境。在實際開展學校5G移動通信網絡架構時，5G移動通信網絡系統模型如圖1所示。

3 5G移動通信網絡架構在校園中的應用優勢

3.1 超高速率

5G移動通信網絡最為明顯的優勢便是超高速率，這也是移動通信行業發展的主要因素之一。5G移動通信網絡發展呈現出了前所未有的超高率效率，相比傳統4G網絡來說，5G移動通信網絡最高速度可以高達20Git/s，是4G網絡的20倍。5G移動通信網絡可以最大程度上帶動教學效率，讓龐大的教學數據資源都在互聯網當中傳輸交互。

3.2 超低延時

在智慧校園的建設當中，自動化建設是最為關鍵的內容之一。在理想的情況之下，5G的時間延遲情況幾乎是毫秒級別。相對于傳統4G網絡來說，5G移動通信網絡切實將延時縮短，切實有效的為智慧校園建設打下良好基礎保障。

3.3 3Dmimo技術

3Dmimo技術也是5G移動通信網絡運行過程中另一個技術優勢，該技術可以通過大規模陣列天線、波束賦形算法應用，動態整合SDMA技術，實現多場景覆蓋模式。該項技術的引入可以最大程度上打破現有網絡局限，靈活地應用到多個互聯網場景當中，實現互聯網的高樓覆蓋、熱點覆蓋、體育場覆蓋、最后一公里教師覆蓋等，切實為智慧校園建設打下良好基礎保障。

4 5G移動通信網絡架構在校園中的應用途徑

4.1 5G+高清視頻

5G+高清視頻技術可以借助超高網絡傳輸速度，為智慧校園的高清視頻業務提供技術保障，讓高清視頻引入到校園各個環節當中，為智慧校園建設打下良好基礎保障。5G+高清視頻技術可以引入到“網絡教學、智慧雙師課堂、平安校園”等各個環節當中。針對網絡教學課堂來說，借助5G+高清視頻技術能夠實現在線教學直播、在線學習互動、互聯網留言實時化等，有效打破時間空間的限制，讓學生和教師們在互聯網平臺上便可以實現交流互動。學生們只要借助互聯網便可以隨時隨地實現現在課堂聽講，讓學生們感受到身臨其境的課堂學習效果。針對智慧雙師課堂來說，雙師課堂能夠將名師教學內容，借助直播視頻的手段進行數據信息傳輸，實現教學信息傳播。尤其是針對教學資源匱乏的地區，借助資源互動與資源共享，能夠讓學生們第一時間享受到最好的教學資源。引入高清視頻與AI技術，更加便捷地開展教學互動、在線評估，有效促進教學工作創新優化，增強教學質量。針對平安校園來說，可以促進校園監控系統全面覆蓋，通過動態化視頻監控，對學校每一個角落進行監控，杜絕學校出現潛在的安全威脅，5G+高清視頻技術可以切實有效的助力安全校園工作，讓視頻畫面更加清晰。

4.2 5G+AR/VR

5G移動通信網絡具備高速率、低延時等諸多特點，可以有效與AR/VR技術相融合，為智慧校園構建打下良好基礎保障，有效提升用戶們的體驗感。AR/VR技術可以應用三維圖像開展數據傳輸，增強視頻的分辨率，并且降低視頻延遲。借助5G技術，構建AR/VR實訓實驗室，可以真切地將知識與實訓內容聯系，構建出虛擬工程實驗室、醫學手術實驗室、模擬場景實驗室，讓學生們在學習的過程中體驗實踐，強化學生們的實踐動手能力，讓課堂教學更加真實有趣。

4.3 5G+物聯網

5G移動通信網絡可以支持100萬/平方公里設備接入，真切為智慧校園互聯網發展打下良好基礎保障。5G+物聯網技術可以引入到智慧教室當中，借助5G技術手段，對教室當中的光感、空氣濕度與溫度、空氣質量、能耗、攝像機、教學設備等諸多內容進行合理把控，支持各項教學工作狀態，對歷史數據進行集中監控分析。5G+物聯網技術還能夠對教室環境進行控制，管控教室中各個設備狀態，確保教室能耗系統、實時影像系統、錄播系統高效運行，切實促進智慧課堂的發展。

5 結束語

總而言之，5G移動通信網絡作為當前最為先進的通信網絡技術，在學校當中應用可以最大程度上促進智慧校園建設。在實際開展智慧校園建設的過程中，應該結合學校自身實際情況和發展方向，科學開展5G高速移動通信網絡架構，將借助5G+高清視頻技術、5G+物聯網技術、5G+AR/VR技術，為智慧校園發展提供技術支撐。

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【通聯編輯：唐一東】