通信工程中軟交換技術(shù)和5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用探究

鄭潮蓮

（廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司，廣東 廣州 511455）

0 引 言

隨著科技的快速發(fā)展，我國(guó)通信領(lǐng)域的工程項(xiàng)目逐漸增多，與通信工程相關(guān)的技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景。5G通信技術(shù)的產(chǎn)生滿足了人們對(duì)超高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆ｋS著更加深入地了解5G通信技術(shù)和軟交換技術(shù)，將其運(yùn)用到通信工程中可以推動(dòng)通信工程穩(wěn)定發(fā)展[1]。本文主要對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)進(jìn)行了闡述，并研究了這兩項(xiàng)技術(shù)在通信領(lǐng)域中的相關(guān)應(yīng)用[2]。

1 5G移動(dòng)通信技術(shù)

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展迅速，人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)在人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。在這樣的大環(huán)境下，通信方式也在快速迭代更新。5G技術(shù)是由4G通信技術(shù)發(fā)展而來，是一種新型的移動(dòng)通信技術(shù)。和4G相比，5G傳輸速度更快，而且在傳輸過程中具有低時(shí)延、低功耗以及高可靠性較等優(yōu)點(diǎn)[3]。與之前幾代通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)傳輸過程所需能耗更多、網(wǎng)絡(luò)覆蓋的成本也更高，同時(shí)在上下行解耦、大規(guī)模MI-MO、波束聚合以及波束賦行形等方面均需要有理論支持和技術(shù)突破。5G通信頻譜主要集中在中高頻段，波長(zhǎng)集中在1～10 mm，且具有大量連續(xù)的頻譜，允許以10 Gb/s速率傳輸數(shù)據(jù)。受5G繞射及衍射能力有限、覆蓋面積小等問題的影響，在鋪設(shè)過程中必須借助MIMO技術(shù)有效提高天線的功率增益，從而使得網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積擴(kuò)大[4]。頻譜感知方法分類如圖1所示。5G技術(shù)主要有以下3個(gè)優(yōu)勢(shì)。

圖1 頻譜感知方法分類

（1）5G為用戶提供了超大帶寬。帶寬指的是在單位時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，即在傳輸管道中傳輸數(shù)據(jù)的能力。大帶寬是5G通信的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，即使在擁擠的場(chǎng)所，人們上網(wǎng)的速度也不會(huì)降低。

（2）更大的帶寬帶來更快的速度。由于帶寬的提升，人們可以在不排擠其他用戶的情況下使用更多的帶寬。越來越多的智能互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)中，這些設(shè)備的運(yùn)行速度比以往更快。

（3）5G網(wǎng)絡(luò)催生出了更大的市場(chǎng)空間。在傳輸速率方面，5G峰值速率為10～20 Gb/s，用戶體驗(yàn)速率將達(dá)到0.1～1Gb/s。5G加速了物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化運(yùn)行，成為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型行業(yè)、智慧城市以及基礎(chǔ)設(shè)施管理的關(guān)鍵因素[5]。5G的使用并不應(yīng)該僅僅考慮網(wǎng)速是否夠快，最重要的是讓用戶能夠從中獲得更好的體驗(yàn)。

隨著社會(huì)的進(jìn)步，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)早已不能滿足人們的網(wǎng)絡(luò)需求，這時(shí)就迫切需要5G移動(dòng)通信技術(shù)來解決這些問題。在此基礎(chǔ)上，專家學(xué)者們指出5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)該足夠多元化，不能局限于口頭技術(shù)研究，而應(yīng)該進(jìn)行端點(diǎn)到端點(diǎn)的轉(zhuǎn)變[6]。5G基站分布形式如圖2所示。

圖2 5G基站分布形式

2 軟交換技術(shù)

5G通信技術(shù)的研發(fā)和發(fā)展能夠?yàn)橥ㄐ殴こ烫峁?qiáng)力的技術(shù)支持，因此各種圍繞5G展開的軟件技術(shù)的研發(fā)也勢(shì)在必行。從當(dāng)前通信中涉及的軟交換技術(shù)來看，其主要功能包括網(wǎng)關(guān)管理、選錄以及呼叫控制等。軟交換技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中屬于核心技術(shù)，主要是在計(jì)算機(jī)軟件中利用呼叫控制性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的控制。同時(shí)開放通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)接口，有效整合網(wǎng)絡(luò)資源并進(jìn)行封存，為用戶提供更好的信息服務(wù)。軟交換技術(shù)需要軟交換設(shè)備與其一同運(yùn)作，再利用核心分組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間開展多項(xiàng)業(yè)務(wù)，不僅能夠更好地滿足用戶的基本通信活動(dòng)需求，也能提高用戶使用率。

軟交換構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)分為接入層、承載層、控制層以及應(yīng)用層。接入層是基礎(chǔ)層，能夠?qū)⒕W(wǎng)關(guān)中各項(xiàng)綜合設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)中。承載層則負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)地點(diǎn)。控制層最重要的兩個(gè)功能是呼叫和承載，這也是該項(xiàng)技術(shù)的核心部分。而在最上面的應(yīng)用層則是由各種服務(wù)器構(gòu)成，可以滿足用戶各項(xiàng)需求。從上面的特點(diǎn)可以看出軟交換技術(shù)不僅具有相對(duì)的獨(dú)立性，而且具有多種方式接入的特點(diǎn)，因此在5G通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 5G移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用研究

3.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用研究

目前，無線通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最多的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是星型結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)主要以基站為核心向四周輻射信號(hào)，如果終端處于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，在進(jìn)行通信的時(shí)候就要先聯(lián)系基站，然后通過基站將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信。在整個(gè)通信過程中，基站起到了中轉(zhuǎn)站的作用，每個(gè)中轉(zhuǎn)站的容量直接決定了整個(gè)通信工程的總?cè)萘俊５切切徒Y(jié)構(gòu)的通信方式往往存在一個(gè)弊端，即基站的信號(hào)覆蓋范圍很大程度上制約了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。而5G網(wǎng)絡(luò)就不會(huì)出現(xiàn)這種情況，5G網(wǎng)絡(luò)利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式來進(jìn)行終端間的通信，整個(gè)過程中并沒有進(jìn)行轉(zhuǎn)接，也就從根本上解決了上述問題[7-9]。

在之前幾代通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，網(wǎng)絡(luò)基站的組建以及設(shè)備的配置都需要依賴運(yùn)營(yíng)商，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入使用之前，運(yùn)營(yíng)商必須先投入大量的人力物力來建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。而在5G通信技術(shù)普及之后，不僅可以減少運(yùn)營(yíng)商資金成本，而且可以大幅提高通信效率。5G網(wǎng)絡(luò)在信息的傳輸速率上大幅提高，傳輸速率的提高可以促進(jìn)演化出更多新穎的交互軟件。隨著5G時(shí)代的來臨，5G移動(dòng)通信技術(shù)的速度更快，足以滿足人們生產(chǎn)生活中對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率的要求。5G移動(dòng)通信技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的智能化傳輸，而且由智能化傳輸發(fā)展而來的智能通信技術(shù)更是得到了非常廣泛的應(yīng)用。此外，將該技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)進(jìn)行融合，不僅能夠完成數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程計(jì)算和異地存儲(chǔ)，還顯著提高了數(shù)據(jù)的管理水平。用戶不僅可以進(jìn)行異地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程計(jì)算，還可以利用網(wǎng)絡(luò)直接上傳下載文件。同時(shí)，更多超乎人們想象的軟件會(huì)應(yīng)運(yùn)而生，影響人們的日常生活。5G網(wǎng)絡(luò)低延遲的特點(diǎn)將允許用戶進(jìn)行在線實(shí)時(shí)協(xié)作，這就提高了遠(yuǎn)距離用戶之間進(jìn)行共同藝術(shù)創(chuàng)作、設(shè)計(jì)工程以及醫(yī)療配合等各遠(yuǎn)程操作的可靠性和穩(wěn)定性。5G網(wǎng)絡(luò)和“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展使得互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系更加緊密，促進(jìn)物與物之間的相互協(xié)同合作，有效實(shí)現(xiàn)快速通信，大幅提高人們的生活水平。

3.2 軟交換技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用研究

在通信領(lǐng)域中，軟交換技術(shù)可以將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和電話網(wǎng)絡(luò)相連。隨著社會(huì)的進(jìn)步，傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)的弊端越來越明顯，覆蓋范圍太小，已經(jīng)不能滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的需求。而要解決這一問題，就要用到軟交換技術(shù)，通過軟交換技術(shù)可以構(gòu)建一個(gè)交換網(wǎng)，使網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大[10]。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，軟交換技術(shù)可以有效改善本地網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效果，提高本地網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度，滿足人們對(duì)通信速度和帶寬的需求，提升通信系統(tǒng)的可靠性。

在信息長(zhǎng)距離傳輸?shù)倪^程中，利用軟交換設(shè)備可以將網(wǎng)絡(luò)覆蓋到多個(gè)區(qū)域，有效確保通信網(wǎng)絡(luò)通暢有序的運(yùn)行。在信息傳輸和接收端同時(shí)啟用軟交換設(shè)備，可以有效避免數(shù)據(jù)丟失或者損壞帶來的困擾，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)安全性。軟交換技術(shù)可以將多種網(wǎng)絡(luò)有機(jī)整合起來，全面提高數(shù)據(jù)在傳輸過程中的可靠性。

4 結(jié) 論

在通信過程中，5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟交換技術(shù)可以大幅提高信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。在具體實(shí)踐過程中，需要結(jié)合通信工程本身的特點(diǎn)，對(duì)5G通信技術(shù)和軟交換技術(shù)進(jìn)行深入的研究，將這些技術(shù)更好地運(yùn)用到實(shí)際工程中，從而推動(dòng)通信工程行業(yè)更好更快的發(fā)展。