5G網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用創(chuàng)新情況概述

5G網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用創(chuàng)新情況概述

Summary：5G網(wǎng)絡技術隨著科學技術的發(fā)展會進一步改善和創(chuàng)新，該技術的應用能夠有效改善網(wǎng)絡擁堵現(xiàn)狀，適應現(xiàn)代網(wǎng)絡業(yè)務復雜多元化的發(fā)展趨勢，可以實現(xiàn)移動性管理網(wǎng)絡，采用集中控制或者分布控制的方式，靈活高效地部署各項資源，同時能夠利用云計算、大數(shù)據(jù)等技術，提高移動網(wǎng)絡技術的應用效果。當前5G核心網(wǎng)虛擬技術仍然處于初級階段，雖然當前我國已經(jīng)在很多區(qū)域推廣5G網(wǎng)絡技術，但是該技術的具體應用仍然存在一定的不足，在未來發(fā)展中需要相關工作者進一步探索創(chuàng)新，推動現(xiàn)代移動網(wǎng)絡技術的發(fā)展，更好地服務民眾。Keys：5G網(wǎng)絡；技術發(fā)展；應用創(chuàng)新15G核心網(wǎng)的整體架構(gòu)5G核心網(wǎng)涉及的主要網(wǎng)元包括AF、NEF、NRF、NSSF、UDM、PCF、AUSF、UPF、SMF、AMF,即應用、網(wǎng)絡能力開放、網(wǎng)絡功能注冊、網(wǎng)絡切片選擇、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理、策略控制、認證服務器、用戶面、會話管理、接入和移動性管理功能。5G核心網(wǎng)主要網(wǎng)元除UPF外均屬于控制面，UPF屬于用戶面，服務化架構(gòu)設計用于控制面網(wǎng)元，服務化接口負責彼此間通信，傳統(tǒng)架構(gòu)和接口用于用戶面。雖然相比4G,5G在會話管理和移動性管理分離、模塊化解耦、組網(wǎng)靈活等方面具備顯著優(yōu)勢，但對網(wǎng)絡運營管理、網(wǎng)絡規(guī)劃、傳輸?shù)饶芰σ蔡岢隽烁咭蟆Ｔ谙?G發(fā)展的過程中，5GC/vEPC與EPC的協(xié)同組網(wǎng)必須得到重視。2四大運營商主要5G頻譜資源分配四大運營商主要5G頻譜資源分配如圖1所示。中國移動：在2.6GHz頻段擁有2515MHz～2675MHz(160MHz）帶寬，在4.9GHz頻段擁有4800MHz～4900MHz(100MHz）帶寬。中國電信：在3.5GHz頻段上擁有3400MHz～3500MHz(100MHz）帶寬。中國聯(lián)通：在3.5GHz頻段擁有3500MHz～3600MHz(100MHz）帶寬。中國廣電：在4.9GHz頻段擁有4900MHz～5000MHz(100MHz）帶寬。中國聯(lián)通、中國電信、中國廣電共享3.3GHz頻段3300MHz～3400MHz(100MHz）用于5G室內(nèi)覆蓋。中國廣電和中國移動共享2.6GHz頻段5G網(wǎng)絡，共建共享5G700MHz網(wǎng)絡。35G網(wǎng)絡技術發(fā)展與應用創(chuàng)新3.1支持邊緣計算5G核心網(wǎng)的關鍵技術之一就是緩存策略，其具體內(nèi)容如下。第一，CDN緩存。該技術主要是由副本服務器接收服務器分配的任務，將服務器的載荷減少，同時在臨近用戶位置部署內(nèi)容，減少用戶訪問延時問題，提升內(nèi)容的可用性，達到緩解網(wǎng)絡擁堵問題的效果。第二，基站緩存。傳統(tǒng)的基站緩存采用的是網(wǎng)絡回程鏈路，而現(xiàn)有的緩存部署包括宏基站（MBSs）和微基站（SBSs），微基站沒有回程連接，可以靈活地分發(fā)和部署用戶內(nèi)容，達到5G網(wǎng)絡中回程鏈路的預防和緩解擁堵的效果，將移動網(wǎng)絡的能效大大提升。第三，終端設備緩存?；究梢栽诩扔行畔⒌幕A上，下載并且推送用戶訂制的信息或者偏好信息，達到提升用戶體驗的效果。第四，緩存策略。為了盡量增加蜂窩網(wǎng)絡的帶寬，解決網(wǎng)絡延遲的問題，可以采用以下幾種緩存策略：最近最久未使用算法（LRU）、最近最少使用算法（LFU）和緩存最流行算法（MPC）。5G核心網(wǎng)能夠在能力開放層面和網(wǎng)絡層面支持邊緣計算。5G核心網(wǎng)對本地分流機制的支持主要包括UL-CL（上行分類器）、IPv6多歸屬（基于源地址進行本地分流）、LADN（本地區(qū)域數(shù)據(jù)網(wǎng)）。分析上述分類器可以發(fā)現(xiàn)，其對UE沒有特別要求，感知數(shù)據(jù)分流且UE的IP地址僅為一個，可較好地滿足邊緣計算業(yè)務需求；分析IPv6多歸屬可以發(fā)現(xiàn)，通過利用其特性，邊緣計算業(yè)務可基于一個IPv6地址實現(xiàn)，配合基于共同UPF的分流、基于不同IP錨點的用戶面路徑分離，即可更好地支持邊緣計算，數(shù)據(jù)分流通過UE的感知和控制也可實現(xiàn)。為支持邊緣計算業(yè)務，需有針對性建設接入本地DN的新PDU會話，由此可實現(xiàn)數(shù)據(jù)分流的感知和控制。深入分析可以發(fā)現(xiàn)，通過提供多種靈活的分流機制，5G核心網(wǎng)在支持邊緣計算方面的表現(xiàn)極為優(yōu)秀，具體的方案選擇應綜合考慮運營成本、對網(wǎng)絡的影響、終端的能力、技術的成熟度等因素。3.2落實防病毒技術防病毒技術屬于現(xiàn)階段常用的網(wǎng)絡安全技術，在強化5G大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡架設安全性的過程中，可從宏觀角度構(gòu)筑完整的病毒防范技術體系，根據(jù)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征應用各類專業(yè)殺毒軟件，在大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡內(nèi)形成立體化病毒防范體系，避免病毒入侵。大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在長期運行期間不可避免地會遭受病毒攻擊，因此，在架設大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡時應充分應用各類防病毒技術，如病毒預防技術、病毒檢測技術、病毒消除技術等。病毒預防技術依托動態(tài)判定技術防止病毒破壞網(wǎng)絡系統(tǒng)，按照行為判定規(guī)則對大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡運行行為進行分類，若某運行行為符合病毒規(guī)則，則會將其自動分類處理，避免病毒入侵大數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。病毒檢測技術是基于特征分類規(guī)則完成病毒識別的技術，在實際應用期間，可植入自身校驗程序，該程序?qū)欢ㄆ跈z驗5G大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，若發(fā)現(xiàn)異常則意味著5G大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡可能正在遭受病毒入侵。病毒清除技術則是借助具有“解毒”的程序精準處理各類病毒。病毒清除技術的應用較為被動，故在架設大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡時應將防病毒技術應用重點放在“預防”方面，盡可能避免病毒的產(chǎn)生與傳播。3.35G技術應用與創(chuàng)新《白皮書》顯示，2022年5G商用邁上新臺階，對經(jīng)濟社會發(fā)展的賦能帶動作用持續(xù)增強。預計2022年5G將直接帶動經(jīng)濟總產(chǎn)出1.45萬億元，直接帶動經(jīng)濟增加值約3929億元，分別比2021年增長了12%、31%，間接帶動總產(chǎn)出約3.49萬億元，間接帶動經(jīng)濟增加值約1.27萬億元。2022年6月27日，中國廣電啟動192號段的業(yè)務放號，當前廣電5G移動用戶已達650萬。同時，“固移融合”業(yè)務、700MHz垂直行業(yè)應用、廣電5G特色應用取得創(chuàng)新性成果，展現(xiàn)“有線+5G”“廣電+通信”深度融合發(fā)展的巨大潛力和全新氣象。廣電5G特色應用主要包括直播中國、5G頻道、5GNR廣播等，致力于將廣電視聽內(nèi)容向移動端轉(zhuǎn)移，推動大小屏融合，實現(xiàn)電視的“人人通”。其中，大部分應用已經(jīng)開始試點研發(fā)，不斷迭代優(yōu)化。與此同時，中國廣電正不斷深耕5G+礦山、養(yǎng)老、教育、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等服務領域。全國部分地區(qū)廣電5G技術在行業(yè)的應用與創(chuàng)新成果總結(jié)如下。北京：5G技術激發(fā)了媒體產(chǎn)業(yè)的新活力，《中央廣播電視總臺5G媒體應用白皮書（2020版）》發(fā)布，為5G與媒體生產(chǎn)的深度結(jié)合和快速發(fā)展打下堅實的基礎，這是國內(nèi)首個5G行業(yè)媒體應用指導意見；中央廣播電視總臺建立5G+4K+AI媒體應用實驗室，積極推進電視媒體升級轉(zhuǎn)型。黑龍江：打造5G智慧廣電云社區(qū)，形成以服務為核心的智能化社區(qū)應用方案；打造5G+數(shù)字鄉(xiāng)村，實現(xiàn)鄉(xiāng)村村民生活的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化、互動化和協(xié)同化；打造5G+自然資源監(jiān)測，實現(xiàn)對國有森林資源和生產(chǎn)經(jīng)營活動的全面管理；打造5G+智慧廣播，利用廣電5G和云平臺統(tǒng)一控制終端播出權(quán)限、播出內(nèi)容、終端狀態(tài)管理。結(jié)論在5G技術背景下，在架構(gòu)大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡時應結(jié)合實際情況選擇組網(wǎng)方式，做好通信頻譜分配工作，設置開放式5G微基站，靈活運用覆蓋增強技術、頻效提升技術、毫米波技術、多天線MIMO技術等通信技術，以此架設完整可靠的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡通信體系。此外，需做好安全防護工作，構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，明確大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡未來發(fā)展趨勢，以此更好地為人們提供通信服務。Reference：[1]霍振龍．5G專網(wǎng)技術及煤礦5G專網(wǎng)方案分析[J]．工礦自動化，2022,48(11):6-10,19.[2]王少波，何