劉潤哲 謝璨

【摘要】 通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展導(dǎo)致用戶數(shù)量及其訪問數(shù)據(jù)量持續(xù)增長，各數(shù)據(jù)中心每天都要處理海量的數(shù)據(jù)，基于高速率傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)通信面臨著存儲不足和延遲率高等問題。本文討論如何用5G技術(shù)解決上述問題，由于5G技術(shù)提出了新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其傳輸速率及穩(wěn)定性相比于傳統(tǒng)無線通信及有線通信有著顯著提升。現(xiàn)在，我國大規(guī)模的信息化建設(shè)使得大數(shù)據(jù)及無線監(jiān)控管理得到廣泛應(yīng)用，新的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以適應(yīng)這一發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 第五代移動通信（5G） 大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)中心 監(jiān)控 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

一、引言

大數(shù)據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)成為一種流行趨勢，我們周圍環(huán)境中的任意設(shè)備都可以產(chǎn)生相關(guān)數(shù)據(jù)后進行傳輸并且存儲在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，這些數(shù)據(jù)可以來自于各式各樣的傳感器、文本、語言甚至視頻，根據(jù)其特有性質(zhì)，我們可以將大數(shù)據(jù)分為下列幾種屬性：

容量，日常的工業(yè)生產(chǎn)及商業(yè)運營已經(jīng)越來越依賴于大量的傳感器來進行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分析，同時我們生活中使用的社交網(wǎng)絡(luò)平臺和電子郵件等也不斷交換著大規(guī)模的數(shù)據(jù)，我們現(xiàn)在在特殊情況下確實缺乏一種有效的手段去解決大容量的數(shù)據(jù)庫需求及大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)挖掘等問題。

速度，在數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)中心的運行監(jiān)控中，數(shù)據(jù)的傳輸速度是一個要求比較高的參數(shù)，其中RFID標簽、傳感器的數(shù)據(jù)需要快速的數(shù)據(jù)傳輸才能實現(xiàn)快速響應(yīng)，所以，高速率傳輸是大數(shù)據(jù)傳輸非常重要的一個環(huán)節(jié)。

類型，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中結(jié)構(gòu)化的數(shù)字數(shù)據(jù)有很大不同，例如文本、文檔、音頻、視頻等大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

時變性，大數(shù)據(jù)的傳輸并不是穩(wěn)定不變的，在某一時段設(shè)備之間再大量的交換著數(shù)據(jù)，而在空閑時可能設(shè)備交換著極少數(shù)據(jù)甚至處于空閑狀態(tài)。

復(fù)雜性，數(shù)據(jù)的來源并不是一致的，所以對不同的數(shù)據(jù)來源設(shè)備進行互聯(lián)，對不同來源及類型的數(shù)據(jù)進行匹配轉(zhuǎn)換還是具有很大的難度。

若干個信息來源生成大量的數(shù)據(jù)然后將其發(fā)送至數(shù)據(jù)分析模塊進行暫存處理，處理過后產(chǎn)生有價值的數(shù)據(jù)，通過用戶選擇后交付給用戶，這個過程數(shù)據(jù)會根據(jù)其結(jié)構(gòu)和類型進行分類，即大數(shù)據(jù)分類。

下圖展示了大數(shù)據(jù)的整體框架：

二、5G通信技術(shù)

目前我國的高速數(shù)據(jù)通信還是建立在傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，而現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不僅僅局限于有線網(wǎng)絡(luò)，從1G的模擬通信開始，無線通信技術(shù)發(fā)展迅猛，通過2G/3G的數(shù)字通信發(fā)展，到2010年的4G技術(shù)為止，無線通信技術(shù)已經(jīng)成為一種高速率高可靠性的傳輸方式。

而目前還在處于制定標準化的5G無線移動網(wǎng)絡(luò)相比于4G則具有更高的速率和容量，其預(yù)期的連接能力至少支持1000億設(shè)備和每個用戶10gbps的高速傳輸速率，預(yù)計在2020年5G實現(xiàn)部署之后可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)真正的“全覆蓋”，本文提到的大數(shù)據(jù)分析在建立在云計算的基礎(chǔ)之上可以豐富用戶的體驗，而5G可以承載其運行以實現(xiàn)人與設(shè)備之間的通信和未來智能城市的規(guī)劃，但是5G也還有許多問題需要解決以適應(yīng)大規(guī)模的數(shù)據(jù)交換、海量的設(shè)備連接、多樣化的服務(wù)等，下圖顯示了5G的技術(shù)優(yōu)勢。

三、基于5G的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

現(xiàn)在，越來越多的無線設(shè)備如傳感器、智能手機、可穿戴設(shè)備等已逐漸加入到無線網(wǎng)絡(luò)當中，經(jīng)Gartner公司調(diào)查目前連接至互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備大概為50億臺，預(yù)測到2020年會增長至250億臺。所以，傳統(tǒng)的由光纖、雙絞線架設(shè)的有線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法支持如此海量的數(shù)據(jù)交換的同時還可以保證較低的延遲。所以，為了應(yīng)對不斷增加的數(shù)據(jù)流量及設(shè)備，5G無線技術(shù)這樣的新的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的架設(shè)勢在必行。

在基于5G的大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，傳統(tǒng)的100mhz至3GHZ頻段無法滿足所有需要，所以電信運營商需要擴展至更高的工作頻段。但是在高頻段無線電波無法進行長距離傳輸并且穿過障礙物時衰減明顯，所以在大數(shù)據(jù)環(huán)境下5G在天線技術(shù)上會有所突破，其中包括大量的MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)和新型傳輸波形技術(shù)的使用，其目的是并行發(fā)送無線電信號的同時還使得能量集中在一個特定方向，下圖為基于5G的大數(shù)據(jù)通信整體架構(gòu)。

目前，在我國各領(lǐng)域內(nèi)的工作方式受到網(wǎng)絡(luò)能力的影響越來越大，各企事業(yè)單位已經(jīng)部署更先進的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及技術(shù)來提高工作效率，而在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中互聯(lián)方式是關(guān)鍵所在，5G技術(shù)的各方面性能均比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要優(yōu)越，所以其對我國的信息化發(fā)展具有非常大的幫助。下圖展示在普通工作環(huán)境下通過5G技術(shù)訪問網(wǎng)絡(luò)及大數(shù)據(jù)中心的方式：

四、數(shù)據(jù)中心無線監(jiān)控技術(shù)

目前在任何一個機構(gòu)，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為其正常工作非常重要的一環(huán)，因為其存儲著所有的工作信息，數(shù)據(jù)中心性能優(yōu)越、穩(wěn)定可以為機構(gòu)和工作人員提供更好的信息化服務(wù)。所以，數(shù)據(jù)中心的安保措施顯得尤為重要，在監(jiān)控范圍內(nèi)，許多參數(shù)都要進行實時監(jiān)控以防止災(zāi)難發(fā)生，如線路質(zhì)量、溫濕度、煙霧等?，F(xiàn)在無線傳感技術(shù)對于數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控已經(jīng)得到普及，相比于傳統(tǒng)的有線監(jiān)控具有許多優(yōu)點，在數(shù)據(jù)中心搬移和擴展中這種優(yōu)勢尤為明顯，不僅僅在硬件安全方面，系統(tǒng)安全也是重中之重，系統(tǒng)性能、交互狀態(tài)、接入用戶數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)安全等方面也決定這數(shù)據(jù)中心的工作狀態(tài)?，F(xiàn)在，我們對于數(shù)據(jù)中心的安全管理受到了距離的限制，因為就目前的無線技術(shù)而言還無法做到遠距離的即時報警與短時間響應(yīng)，而5G技術(shù)的誕生則克服這一問題，其高速傳輸速率和大容量的特點可以使我們同時在一地點監(jiān)控不同地區(qū)的數(shù)據(jù)中心，大大的降低了管理成本。

五、結(jié)論

在大數(shù)據(jù)時代背景下，每天都有大量的設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)之中，數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)分析對網(wǎng)絡(luò)性能的要求越來越高，而5G技術(shù)的引入可以很好的解決這一問題，5G技術(shù)的高速率，大容量的特性可以為大數(shù)據(jù)應(yīng)用提供更高的效率和更好的平臺。在數(shù)據(jù)中心的軟硬件監(jiān)控方面，無線監(jiān)控一直保有其特有的優(yōu)勢，5G在傳統(tǒng)的無線通信基礎(chǔ)上解決了遠程監(jiān)控的高延遲，響應(yīng)慢的問題，極大地降低了運維成本。所以，5G技術(shù)是引領(lǐng)真正大數(shù)據(jù)時代來臨的關(guān)鍵技術(shù)。

參 考 文 獻

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