張磊

河南省通信建設(shè)監(jiān)理有限公司 河南 鄭州 450000

引言

5G技術(shù)是一種新興的移動(dòng)通信技術(shù)，它的發(fā)展是為了更好地滿足當(dāng)前人們?cè)诟黝惞ぷ髦袑?duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求，以及人們對(duì)于當(dāng)前用戶體驗(yàn)存在不滿的背景下應(yīng)運(yùn)而生的，接下來(lái)我們就來(lái)具體了解一下5G技術(shù)的發(fā)展背景。

1 平臺(tái)建設(shè)需求

根據(jù)電力業(yè)務(wù)對(duì)信息通信網(wǎng)絡(luò)的需求，構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)實(shí)踐平臺(tái)，利用高性能服務(wù)器和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，結(jié)合軟件建模方法，在虛實(shí)結(jié)合思想指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)對(duì)信息通信網(wǎng)絡(luò)中信息采集、接入、傳輸、通信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)分析處理等內(nèi)容的在校與遠(yuǎn)程實(shí)訓(xùn)。學(xué)生通過(guò)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可全面認(rèn)識(shí)現(xiàn)代信息通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行環(huán)境及業(yè)務(wù)開展，并且可以通過(guò)各種通信設(shè)備調(diào)試、電力通信業(yè)務(wù)模擬、故障分析、信息處理等實(shí)訓(xùn)過(guò)程，達(dá)到實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的全面提高。虛擬仿真平臺(tái)支持電力業(yè)務(wù)典型場(chǎng)景的信息采集、通信網(wǎng)絡(luò)傳輸和分析處理，包括電力保護(hù)業(yè)務(wù)、海量接入業(yè)務(wù)、異構(gòu)組網(wǎng)傳輸?shù)?，以滿足高可靠、低時(shí)延等性能要求。能夠模擬典型電力場(chǎng)景傳感器數(shù)據(jù)產(chǎn)生，作為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)。體現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合思想，在真實(shí)場(chǎng)景數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上運(yùn)行虛擬仿真軟件，支持實(shí)驗(yàn)室和遠(yuǎn)程訪問與操作實(shí)驗(yàn)。具有完善的學(xué)生實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)和教師后臺(tái)管理備課系統(tǒng)[1]。

2 新一代城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)方案

新一代城域網(wǎng)將采用全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)固移業(yè)務(wù)綜合承載，網(wǎng)絡(luò)高度扁平化，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部流量無(wú)阻塞高速轉(zhuǎn)發(fā)；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)/云/IDC/CDN深度耦合，增強(qiáng)云網(wǎng)一體化；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)智能化，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自治管理。新一代城域網(wǎng)以POD（PointofDelivery）為單位進(jìn)行建設(shè)，按照用戶數(shù)、流量規(guī)模劃分地理業(yè)務(wù)區(qū)域，規(guī)劃網(wǎng)POD數(shù)量和建設(shè)規(guī)模。POD根據(jù)功能和用途不同分為網(wǎng)POD和云POD。網(wǎng)POD主要承載公眾用戶、政企用戶以及4G/5G無(wú)線業(yè)務(wù)，云POD主要承載虛擬網(wǎng)元功能。在城域網(wǎng)中部署兩臺(tái)高端路由器設(shè)備作為CR，上聯(lián)至骨干網(wǎng)，負(fù)責(zé)出城域網(wǎng)的流量轉(zhuǎn)發(fā)和跨POD之間流量的轉(zhuǎn)發(fā)。POD間E2E業(yè)務(wù)由管控系統(tǒng)打通；多個(gè)POD同屬城域網(wǎng)路由域、管理域和SR域。網(wǎng)POD網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)的Spine-Leaf組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)Fabric化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。Spine部署兩臺(tái)/多臺(tái)匯聚交換機(jī)，上聯(lián)至CR設(shè)備，用于匯聚和中轉(zhuǎn)城域網(wǎng)內(nèi)流量；Leaf部署TOR交換機(jī)，作為業(yè)務(wù)的邊界更加貼近用戶，各類用戶/終端就近接入Leaf節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)中部署SRv6/EVPN協(xié)議，部署FlexE硬切片，公眾業(yè)務(wù)、政企業(yè)務(wù)、5G業(yè)務(wù)等根據(jù)各自特點(diǎn)使用overlay和underlay混合承載。通常一個(gè)POD中Leaf/TOR節(jié)點(diǎn)數(shù)<1000，通過(guò)多POD擴(kuò)展構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)降低管控面復(fù)雜性。云POD網(wǎng)絡(luò)采用Spine-Leaf組網(wǎng)架構(gòu)，VxLANGW部署兩臺(tái)高端路由器，支持雙活，作為云POD的出口上聯(lián)至CR；Spine節(jié)點(diǎn)部署兩臺(tái)/多臺(tái)匯聚交換機(jī)，雙上行至VxLANGW，實(shí)現(xiàn)云內(nèi)流量的高速轉(zhuǎn)發(fā)；Leaf節(jié)點(diǎn)部署多對(duì)TOR交換機(jī)，采用堆疊/MCLAG方式，接入虛擬化服務(wù)器、裸金屬服務(wù)器、容器等各類負(fù)載設(shè)備；各類VNF加載在虛擬服務(wù)器上，通過(guò)Leaf節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)中；網(wǎng)絡(luò)中部署控制器系統(tǒng)，采用VxLAN/EVPN/Open Flow協(xié)議實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)集中控制和管理[2]。

3 大規(guī)模MlMO通信技術(shù)

近來(lái)，一種新穎的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——大規(guī)模MIMO通信網(wǎng)絡(luò)，它可以顯著提高頻譜效率，同時(shí)又可以降低硬件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性，在通信領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注與研究。MIMO通信是將發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線，使信號(hào)通過(guò)發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源，通過(guò)多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下，可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量，顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)、被視為下一代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。大規(guī)模MIMO通信技術(shù)應(yīng)用在理論研究中仍有一些問題需要解決，其預(yù)期的性能優(yōu)勢(shì)和特性也越來(lái)越多，并且得到學(xué)術(shù)界的肯定。隨著對(duì)大規(guī)模MIMO核心問題的不斷解決，我們有理由相信大規(guī)模MIMO技術(shù)將在新一代無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)揮更大、更廣泛的作用。

4 綠色通信技術(shù)

當(dāng)前通信技術(shù)在社會(huì)各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這也使得其在發(fā)展過(guò)程中涌現(xiàn)出越來(lái)越多的問題，相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明通信技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中所造成的能耗逐年增加，而這對(duì)可持續(xù)發(fā)展造成一定威脅。伴隨著近些年通信技術(shù)的推廣應(yīng)用，社會(huì)各領(lǐng)域?qū)π畔⒓夹g(shù)的傳播速度要求越來(lái)越高，即便是號(hào)稱零距離的5G通信系統(tǒng)也難以滿足1000次通信系統(tǒng)的目標(biāo)。受信號(hào)質(zhì)量高低影響，能耗情況和能源利用效率不盡相同，在較低轉(zhuǎn)移條件下可以使能源效率達(dá)到最佳。除此之外，通信系統(tǒng)在運(yùn)作過(guò)程中可以有效權(quán)衡通信和框架，當(dāng)前我國(guó)所研發(fā)的無(wú)線通信技術(shù)已基本達(dá)到解決能源效率問題的目標(biāo)，例如在一個(gè)多用戶系統(tǒng)中可以借助大規(guī)模MIMO系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化。在未來(lái)的發(fā)展中，相關(guān)部門要提高對(duì)能耗問題的重視程度，存在大規(guī)模能源消耗弊端的通信系統(tǒng)將無(wú)法成為推廣使用的系統(tǒng)，這就需要采取合理的措施并注重分析其能源消耗參數(shù)，以此來(lái)妥善解決通信系統(tǒng)存在的能源消耗問題，這對(duì)于推動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向好發(fā)展而言具有積極意義。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，4G通信技術(shù)已經(jīng)很難滿足當(dāng)前用戶和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的需求，因而5G技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用對(duì)于保障社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用。但是5G技術(shù)現(xiàn)在仍然處于初始階段，很多方面仍然有待完善，因而對(duì)于5G通信技術(shù)中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)手段，我們一定要不斷研究與完善。盡可能保證在低能源消耗的基礎(chǔ)上，為群眾提供良好的服務(wù)質(zhì)量。