傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的5G移動(dòng)通信技術(shù)探究

徐宇順，閆 崗，杜剛亭

（華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310000）

1 傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的5G移動(dòng)通信技術(shù)特點(diǎn)

1.1 輕巧個(gè)性化

5G統(tǒng)一通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化，克服了網(wǎng)絡(luò)通信的延時(shí)問(wèn)題，讓移動(dòng)設(shè)備能夠穩(wěn)定工作。5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可以達(dá)到20 Gbps，是4G網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的10倍以上。5G網(wǎng)絡(luò)與便攜式設(shè)備建立連接，采用無(wú)線通信的方式，提高設(shè)備控制的靈活性。而且移動(dòng)設(shè)備輕巧便攜，具有穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)性能，能夠滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的個(gè)性化需求。移動(dòng)設(shè)備的便攜性有助于日常生產(chǎn)的需要，能夠快速完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，提高生產(chǎn)控制的可靠性，保障工業(yè)生產(chǎn)能夠有序開(kāi)展。由于5G通信的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率較快，傳輸時(shí)能夠降低能源的消耗，使便攜式設(shè)備能夠長(zhǎng)期處于待機(jī)狀態(tài)。受到媒體直播平臺(tái)的影響，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率具有較高的要求，5G網(wǎng)絡(luò)正符合這一特點(diǎn)，防止直播過(guò)程中產(chǎn)生卡頓現(xiàn)象，即使采用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也能實(shí)現(xiàn)畫面穩(wěn)定傳輸，達(dá)到良好的視頻直播效果[1]。

1.2 功能及信號(hào)穩(wěn)定

5G網(wǎng)絡(luò)能夠滿足用戶對(duì)各種功能的需求，提高設(shè)備工作的效率，拓展5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。在滿足功能性的情況下，5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)具有較高的要求，需要具有穩(wěn)定的信號(hào)控制環(huán)境，能夠?yàn)樾盘?hào)的傳輸提供方便。通信技術(shù)功能性涉及較廣，并且5G網(wǎng)絡(luò)能夠滿足大部分功能，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的全方位覆蓋，即使人們高速移動(dòng)也不會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)中斷，保障網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率。網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程容易受到外界的干擾，在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，需要注重對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的運(yùn)用，構(gòu)建穩(wěn)定的信號(hào)傳輸形式，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)控制的重點(diǎn)。同時(shí)，應(yīng)注重網(wǎng)絡(luò)線路的合并，將網(wǎng)絡(luò)線路組合在一起，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的提升，有助于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本的控制，保障網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的運(yùn)營(yíng)條件。

1.3 一體化網(wǎng)絡(luò)傳輸

5G通信采用一體化傳輸方式，需要對(duì)傳輸資源進(jìn)行整合，按照傳輸速率進(jìn)行分類，將相同傳輸速率的網(wǎng)絡(luò)整合到一起，使網(wǎng)絡(luò)傳輸優(yōu)勢(shì)達(dá)到最大化。5G傳輸過(guò)程由控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源整合，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)資源展開(kāi)精準(zhǔn)控制，有助于網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的分配。一體化設(shè)備具有數(shù)據(jù)備份的功能，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)展開(kāi)分析，提高傳輸數(shù)據(jù)運(yùn)用的普遍性，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)傳輸形式，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理效果的提升。對(duì)于移動(dòng)終端而言，可以看作單體傳輸設(shè)備，需要由控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行管理，對(duì)資源分配有效運(yùn)用，構(gòu)筑完善的系統(tǒng)運(yùn)用前提。一體化網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)單體設(shè)備融合的關(guān)鍵，需要做好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的分析工作，防止在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，提高資源的運(yùn)用效果。

1.4 多方向發(fā)展

5G移動(dòng)通信具有多方向發(fā)展的特點(diǎn)，需要注重技術(shù)的多元化應(yīng)用，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用形式，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用具有合理性。市場(chǎng)環(huán)境對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求較大，需要根據(jù)市場(chǎng)進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，提高5G網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)展的穩(wěn)定性。一方面，5G網(wǎng)絡(luò)需要注重即時(shí)傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾剩ＷC網(wǎng)絡(luò)對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性，保障網(wǎng)絡(luò)使用的效率。另一方面，需要注重網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的接收，既要確保設(shè)備的工作性能，又要防止數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中造成丟失，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸控制的可靠性。在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中，需要遵循一網(wǎng)多控的原則，由同一傳輸設(shè)備控制多種網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用前提，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程進(jìn)行高效管理。一網(wǎng)多控有助于成本控制，能夠保證運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)效益，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中的投入，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理建設(shè)的執(zhí)行。另外，需要注重網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，保證多媒體設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)效果，使網(wǎng)絡(luò)控制更加完善[2]。

2 傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的5G移動(dòng)通信技術(shù)分析

2.1 毫米波通信技術(shù)

在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，需要應(yīng)用毫米波通信技術(shù)，使信號(hào)傳輸具有穩(wěn)定的特性，降低信號(hào)傳輸?shù)乃p程度。毫米波頻段為30～300 GHz，波長(zhǎng)為1～10 mm，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的集中傳輸，并且具有較強(qiáng)的方向性，降低干擾源對(duì)信號(hào)的影響。通過(guò)毫米波通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸，使信號(hào)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，對(duì)沙塵、雨霧等具有較強(qiáng)的穿透能力，能夠確保惡劣天氣下通信的穩(wěn)定性。毫米波形成的信道較為穩(wěn)定，有著較低的誤碼率，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)傳輸，保障運(yùn)行過(guò)程的可靠性。毫米波的頻率資源較為豐富，并且通信容量較大，能夠滿足多數(shù)通信業(yè)務(wù)的要求，構(gòu)建穩(wěn)定的信號(hào)傳輸形式，保證信號(hào)傳輸?shù)目刂菩省：撩撞ㄍㄐ啪哂辛己玫母采w精度，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候工作，保障毫米波能夠穩(wěn)定傳輸。

2.2 D2D技術(shù)

D2D技術(shù)是實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備通信的關(guān)鍵，能夠提高不同設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)效果，確保設(shè)備的通信效率。D2D技術(shù)可以在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行應(yīng)用，使基站之間能夠順利完成通信，降低通信距離對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響，提高通信控制方法的有效性。D2D通信技術(shù)信道質(zhì)量較好，有助于信息之間的交互作用，能夠?qū)Υ罅啃盘?hào)進(jìn)行處理，確保移動(dòng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)續(xù)航能力。D2D技術(shù)一般以分布式網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)預(yù)設(shè)，使網(wǎng)絡(luò)能夠順利地完成接入。D2D技術(shù)可以在基站條件下穩(wěn)定運(yùn)行，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行分配，提高資源運(yùn)用方法的有效性，彌補(bǔ)信息交互過(guò)程中的不足。D2D技術(shù)能夠緩解頻譜資源的匱乏，采用中央節(jié)點(diǎn)基站建立連接，構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)通信效果，防止網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程發(fā)生問(wèn)題，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸基礎(chǔ)環(huán)境的質(zhì)量。

2.3 MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)是提高通信系統(tǒng)容量和頻率利用率的關(guān)鍵，能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)之間建立獨(dú)立的信號(hào)，降低天線間信號(hào)的干擾，提高網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的干擾，需要對(duì)通信質(zhì)量引起重視，對(duì)系統(tǒng)容量展開(kāi)控制，使系統(tǒng)具有穩(wěn)定工作的前提。MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制的關(guān)鍵，可以與多發(fā)射天線技術(shù)結(jié)合，給每個(gè)子系統(tǒng)分配一個(gè)信道資源，確保信號(hào)傳輸控制的嚴(yán)格性。在MIMO系統(tǒng)的作用下，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率可以達(dá)到108 Mbps，能夠起到穩(wěn)定通信的作用，維持信號(hào)的穩(wěn)定控制，構(gòu)建完善的運(yùn)行控制環(huán)境。MIMO技術(shù)的資源消耗較少，需要對(duì)資源運(yùn)用的形式進(jìn)行優(yōu)化，將天線應(yīng)用到通信空間中，促進(jìn)通信質(zhì)量的提升。通過(guò)MIMO技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)資源的統(tǒng)籌，確保網(wǎng)絡(luò)通信效果的流暢性，降低網(wǎng)絡(luò)通信組件的應(yīng)用成本，保障網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程能夠順利進(jìn)行[3]。

2.4 傳輸帶寬設(shè)置

在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中，具有一定的帶寬要求，需要確保網(wǎng)絡(luò)的帶寬條件，提高帶寬控制的穩(wěn)定性。在網(wǎng)絡(luò)帶寬是確保通信穩(wěn)定的關(guān)鍵，應(yīng)做好帶寬的選擇工作，使網(wǎng)絡(luò)能夠在5G環(huán)境下運(yùn)行。在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，帶寬收斂比控制在6：1較為合適，能夠確保帶寬資源的充足。隨著5G網(wǎng)絡(luò)用戶的增多，帶寬值應(yīng)控制在17 Tbps以上，保證網(wǎng)絡(luò)傳輸建設(shè)具有合理性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格控制。帶寬計(jì)算是確保網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵，帶寬計(jì)算公式如下：

式中，PV為頁(yè)面瀏覽量。通過(guò)上述公式，可以完成帶寬計(jì)算，構(gòu)建完善的帶寬應(yīng)用形式，保障帶寬控制的準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)帶寬進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，能夠使網(wǎng)絡(luò)帶寬接近于實(shí)際值，提高帶寬設(shè)置的有效性。而且通過(guò)對(duì)帶寬進(jìn)行控制，能夠降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的消耗，采用規(guī)范化的帶寬分配形式，保證網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)控制效果。

2.5 網(wǎng)絡(luò)延時(shí)控制

在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)進(jìn)行控制，將網(wǎng)絡(luò)延時(shí)限制在10 ms以內(nèi)，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率。延時(shí)是影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要因素，應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)參數(shù)引起關(guān)注，對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。為了降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，一方面，需要對(duì)物理介質(zhì)的傳播時(shí)間進(jìn)行控制，使數(shù)據(jù)包具有足夠的處理時(shí)間，使數(shù)據(jù)能夠得到快速處理，同時(shí)確保鏈路對(duì)數(shù)據(jù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)發(fā)，優(yōu)化對(duì)延時(shí)的處理作用。另一方面，需要做好網(wǎng)絡(luò)帶寬的設(shè)置，避免出現(xiàn)帶寬不足的情況，否則不僅會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，還會(huì)影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾剩瑢?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延時(shí)增加。一旦網(wǎng)絡(luò)延時(shí)增加，將會(huì)影響到用戶的用網(wǎng)體驗(yàn)，并且不利于5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。因此，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的管理非常重要，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程進(jìn)行全面控制，進(jìn)而提供完善的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)環(huán)境。

2.6 靈活組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)采用靈活的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性。組網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)注重核心層的設(shè)置，使鄰近的CU與5G網(wǎng)絡(luò)相連，確保連接配置的合理性。在組網(wǎng)連接過(guò)程中，需要使DU和CU歸屬明確，提升CU部署的效率，使組網(wǎng)能夠進(jìn)行連續(xù)工作。組網(wǎng)控制具有一定的難度，需要降低負(fù)載對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，防止DU、CU歸屬發(fā)生變化，影響組網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在組網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，需要做好調(diào)試工作，對(duì)組網(wǎng)狀態(tài)展開(kāi)分析，使網(wǎng)絡(luò)能夠充分發(fā)揮作用。靈活控制對(duì)于組網(wǎng)環(huán)境較為重要，是實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，使CU部署能夠達(dá)到云化階段，提高組網(wǎng)控制的可靠性。另外，需要注重組網(wǎng)控制的調(diào)度，提高網(wǎng)絡(luò)布置的合理性，對(duì)管理界面進(jìn)行單獨(dú)配置，提升對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的部署能力，對(duì)連接負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而構(gòu)建精準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)控制效果[4]。

2.7 城域PTN

在傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，需要注重城域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，將PTN應(yīng)用在城域環(huán)境中，使5G網(wǎng)絡(luò)能夠滿足龐大的用戶需求，PTN具有網(wǎng)絡(luò)同步要求，時(shí)間同步要求在3 μs以內(nèi)，采用主從時(shí)鐘方式進(jìn)行編碼，提高網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的控制精度。在時(shí)鐘設(shè)置方面，需要將時(shí)鐘頻率設(shè)置為0.05 ppm，使時(shí)鐘具有良好的頻率周期，能夠提高時(shí)鐘運(yùn)用方式的有效性。同時(shí)，需要注重PTN的全網(wǎng)同步情況，提高虛擬路由的轉(zhuǎn)發(fā)能力，對(duì)城域網(wǎng)絡(luò)實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，使網(wǎng)絡(luò)具有良好的管理狀態(tài)。PTN采用分組傳輸?shù)姆绞剑枰獙?duì)傳輸容量進(jìn)行控制，一般設(shè)置成3.2 Tbps，確保網(wǎng)絡(luò)分組傳輸?shù)姆€(wěn)定性。PTN具有業(yè)務(wù)承載能力，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模連接處理的功能，提高連接服務(wù)運(yùn)行的可靠效果，使城域信息處理更加智能化，促進(jìn)城域網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與構(gòu)建。PTN具有較強(qiáng)的兼容性，能夠與OTN、IP/MPLS等技術(shù)配合使用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能控制管理，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)更加的全面化。

2.8 網(wǎng)絡(luò)安全控制

5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要注重安全控制，搭建安全的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)環(huán)境，防止網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中存在缺陷，提高網(wǎng)絡(luò)安全的控制效果。網(wǎng)絡(luò)漏洞是影響網(wǎng)絡(luò)安全的主要因素，需要做好網(wǎng)絡(luò)漏洞的檢測(cè)工作，確保基礎(chǔ)連接組件的安全性，定期針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全配置補(bǔ)丁，提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)的防范力度。網(wǎng)絡(luò)漏洞是黑客攻擊的重點(diǎn)方向，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊行為進(jìn)行分析，防止黑客在網(wǎng)絡(luò)中散布病毒，將非法程序傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境造成破壞，并且增加用戶數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性造成嚴(yán)重影響。在企業(yè)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，會(huì)通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中包含著用戶的個(gè)人信息，一旦這些信息發(fā)生泄漏，將會(huì)存在較大的安全隱患，將會(huì)給企業(yè)乃至客戶造成經(jīng)濟(jì)損失，不利于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全。因此，需要做好網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)防火墻對(duì)非法網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔斷，同時(shí)加強(qiáng)數(shù)據(jù)的備份管理，使丟失數(shù)據(jù)能夠得到恢復(fù)，保障5G網(wǎng)絡(luò)使用過(guò)程的安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)在日常生活中已經(jīng)逐漸普及，已經(jīng)逐步完成硬件設(shè)施的建設(shè)，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行具有良好的環(huán)境。5G網(wǎng)絡(luò)具有速率傳輸優(yōu)勢(shì)，并且技術(shù)具有先進(jìn)性，需要合理對(duì)技術(shù)進(jìn)行使用，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呐渲铆h(huán)境，保障組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的有效性。另外，需要做好5G網(wǎng)絡(luò)安全控制工作，避免在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的安全性。■