白皓文　林君

摘 要：5G移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)將成為未來(lái)通信工程建設(shè)的核心技術(shù)，目前仍處在研發(fā)和初步應(yīng)用階段。本文首先對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)進(jìn)行概述，然后探討其在通信工程中的應(yīng)用，并總結(jié)5G移動(dòng)通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信傳輸方面的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：5G移動(dòng)通信技術(shù);軟交換技術(shù);通信工程;網(wǎng)絡(luò)通信傳輸

Abstract： 5G mobile communication technology and soft switch technology will become the core technology of future communication engineering construction， which is still in the stage of research and development and preliminary application. Firstly， this paper summarized 5G mobile communication technology and soft switch technology， then discussed its application in communication engineering， and summarized the advantages of 5G mobile communication technology in network communication and transmission.

Keywords： 5G mobile communication technology;soft switch technology;communication engineering;network communication and transmission

5G（第五代移動(dòng)通信）技術(shù)是建立在4G（第四代移動(dòng)通信）技術(shù)基礎(chǔ)之上的，屬于4G技術(shù)的優(yōu)化和延伸。本文在對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)展開(kāi)分析的基礎(chǔ)上，探討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。

1 移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)概述

1.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)

5G移動(dòng)通信技術(shù)是在4G移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)[1]，目前仍處于研發(fā)和初步應(yīng)用階段。5G技術(shù)是4G技術(shù)的升級(jí)，將在4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，帶來(lái)更高網(wǎng)速的提升。此外，5G網(wǎng)絡(luò)不僅傳輸速度快，而且在傳輸過(guò)程中呈現(xiàn)低時(shí)延、高可靠和低功耗的特點(diǎn)，低功耗能更好地支持未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

從相關(guān)技術(shù)參數(shù)可以看出，5G移動(dòng)通信頻譜在中高頻段集中，相較于前幾代移動(dòng)通信技術(shù)，傳播損耗更大，網(wǎng)絡(luò)覆蓋所需的成本較高。其在上下行解耦、大規(guī)模MIMO、波束聚合、波束賦形等方面需要更多的關(guān)鍵技術(shù)支撐[2]。從2018年全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì)發(fā)布的報(bào)告可知，全球計(jì)劃或發(fā)布5G商用牌照的國(guó)家已經(jīng)有17個(gè)。在通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)中，毫米波是主要的傳輸手段，其波長(zhǎng)為1～10mm，其頻率較寬，具有大量的連續(xù)頻譜，可支持的接入速率也可超過(guò)10GPbs，但是毫米波的繞射和衍射能力不足，覆蓋面積較小[3]。所以，需要利用大規(guī)模MIMO等技術(shù)提高天線增益，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積。在技術(shù)性能指標(biāo)上，5G技術(shù)要求更高，靈活性更強(qiáng)，因此能給用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)，未來(lái)將取得較好發(fā)展。圖1展現(xiàn)了5G的十大應(yīng)用場(chǎng)景。

1.2 軟交換技術(shù)

軟交換技術(shù)是下一代通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一，在通信工程中占據(jù)重要地位。采用該技術(shù)，能利用計(jì)算機(jī)軟件分離呼叫控制功能實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)控制，利用開(kāi)放的業(yè)務(wù)接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力和資源封存，為信息用戶提供新業(yè)務(wù)。在通信工程中，采用軟交換技術(shù)需要應(yīng)用相應(yīng)的軟交換設(shè)備，能夠通過(guò)核心分組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多種通信業(yè)務(wù)同時(shí)進(jìn)行，所以能滿足用戶的基本要求，提高用戶使用率。在通信網(wǎng)絡(luò)中，軟交換技術(shù)的主要特點(diǎn)是分層，可以將網(wǎng)絡(luò)分成接入層、承載層、控制層和應(yīng)用層。其中，接入層為基礎(chǔ)，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)、綜合設(shè)備等各種設(shè)備的接入，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供可選擇的網(wǎng)絡(luò)接入方式，在網(wǎng)絡(luò)線路交換中發(fā)揮著重要作用。承載層采用分組技術(shù)，負(fù)責(zé)將軟交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各類信息流傳送至目的地。控制層是提供呼叫控制和承載控制功能，其核心技術(shù)就是軟交換技術(shù)。應(yīng)用層由多個(gè)服務(wù)器構(gòu)成，主要用來(lái)為用戶提供不同類型服務(wù)[4]。相較于一般的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，軟交換技術(shù)能使通信業(yè)務(wù)保持獨(dú)立，同時(shí)提供豐富的通信接口，因此在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)上具有廣泛性優(yōu)勢(shì)。圖2是軟交換技術(shù)涉及的領(lǐng)域。

軟交換技術(shù)涉及的領(lǐng)域

2.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 在通信工程建設(shè)中的應(yīng)用。當(dāng)前的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要為星型結(jié)構(gòu)，即以基站為中心，向網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍輻射。網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的終端需要通信時(shí)，必須先與基站建立連接關(guān)系，設(shè)備之間的通信，需要經(jīng)過(guò)基站的轉(zhuǎn)發(fā)。由于所有的通信都經(jīng)過(guò)基站，因此，基站的容量決定了工程通信容量的上限，基站的輻射范圍限制了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。5G通信網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)終端間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，無(wú)需通過(guò)轉(zhuǎn)接，使得網(wǎng)絡(luò)通信擺脫基站容量和覆蓋范圍的束縛，可以極大地提高用戶體驗(yàn)度。另外，傳統(tǒng)的無(wú)線通信對(duì)運(yùn)營(yíng)商依賴度較高，無(wú)論是設(shè)備的配置還是網(wǎng)絡(luò)的組建，都需要運(yùn)營(yíng)商投入大量的人力和物力成本。而5G技術(shù)支持用戶自由地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置和組建，可以大幅降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本，并提升通信效率。采用5G技術(shù)也為未來(lái)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)投運(yùn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，有效推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

2.1.2 在智能通信領(lǐng)域的應(yīng)用。5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能化傳輸，相較于4G通信，能更廣泛地應(yīng)用在智能通信領(lǐng)域。在4G通信的基礎(chǔ)上，5G通信速率得到了極大提升，能滿足不斷發(fā)展的各種高新技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率的要求。隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的發(fā)展，5G通信技術(shù)能支持?jǐn)?shù)據(jù)快速傳輸、異地存儲(chǔ)、遠(yuǎn)端計(jì)算，能推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速發(fā)展。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G通信的出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)物與物之間的互聯(lián)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高速通信，可以廣泛應(yīng)用在智慧城市建設(shè)工作中，實(shí)現(xiàn)各種市政設(shè)施及基礎(chǔ)設(shè)備之間的通信。此外，5G通信技術(shù)還可以應(yīng)用在VR技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高速、穩(wěn)定及實(shí)時(shí)同步傳輸;也可以應(yīng)用在汽車自動(dòng)駕駛、無(wú)人倉(cāng)庫(kù)建設(shè)等領(lǐng)域。5G技術(shù)基于其高速、穩(wěn)定的通信特點(diǎn)，可以在智能化領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。

2.2 軟交換技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 在固話網(wǎng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用。在通信工程建設(shè)的初期階段，通常運(yùn)用電話網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供有限業(yè)務(wù)。在該時(shí)期，軟交換技術(shù)主要用于構(gòu)建實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面的通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)電話網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)的相互連通，在通信工程建設(shè)中發(fā)揮了硬件支撐的作用。隨著通信技術(shù)的日益發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)逐漸增多并占據(jù)主導(dǎo)地位，采用軟交換技術(shù)的交換網(wǎng)取代了原有電話網(wǎng)絡(luò)，有效擴(kuò)大了通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。目前，軟交換技術(shù)已日趨成熟，并廣泛運(yùn)用于固話網(wǎng)通信領(lǐng)域，可以結(jié)合用戶的實(shí)際需求搭建交換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域間的通信。在固話網(wǎng)通信領(lǐng)域應(yīng)用軟交換技術(shù)，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行改造，并促使現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)形態(tài)發(fā)生相應(yīng)變化，實(shí)現(xiàn)通信速度的優(yōu)化提升，降低網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)局端，采用軟交換設(shè)備改善本地網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，結(jié)合實(shí)際情況提高本地網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行速度，同時(shí)注意避免干擾主控系統(tǒng)。針對(duì)匯接局端，則可以通過(guò)改造交換機(jī)的接入，調(diào)整相應(yīng)用戶的聯(lián)網(wǎng)方式，使通信系統(tǒng)的運(yùn)行安全性得到顯著提升。

2.2.2 在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用。目前，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，軟交換技術(shù)在該領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。在移動(dòng)長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)設(shè)置軟交換設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)區(qū)域的全面覆蓋，保證通信高效暢通。此外，通過(guò)同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)軟設(shè)備，能對(duì)通信工程數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，避免數(shù)據(jù)丟失后難以恢復(fù)的問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性。采用軟交換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信工程基礎(chǔ)網(wǎng)、移動(dòng)長(zhǎng)途網(wǎng)以及媒體網(wǎng)關(guān)中繼站的整合，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴Ｔ谀壳捌毡閼?yīng)用的3G和4G通信網(wǎng)絡(luò)中，可以采用軟交換技術(shù)在TMG和TMSC1機(jī)設(shè)備間設(shè)置過(guò)橋電路，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的合理鏈接、信息的高效傳輸。

3 結(jié)語(yǔ)

5G技術(shù)雖然還未真正成型，但在部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐漸開(kāi)始應(yīng)用，而其發(fā)展也呈現(xiàn)出以下幾方面的趨勢(shì)：一是各國(guó)在對(duì)5G技術(shù)的研究上會(huì)不斷加大力度，以為本國(guó)通信技術(shù)事業(yè)的發(fā)展提供助推力;二是5G技術(shù)的性能將會(huì)不斷優(yōu)化，比當(dāng)前廣泛使用的4G技術(shù)更具使用體驗(yàn);三是5G技術(shù)的用戶會(huì)不斷增多，移動(dòng)通信設(shè)備使用者不斷增加的同時(shí)，源于5G技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)特征帶來(lái)更大吸引力。此外，軟交換技術(shù)也在逐步發(fā)展，其本身體系結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，便于不同網(wǎng)絡(luò)之間的融合，便于快速生成業(yè)務(wù)，優(yōu)化了通信體系結(jié)構(gòu)。因此，5G移動(dòng)通信技術(shù)和軟交換技術(shù)在通信領(lǐng)域都會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。

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