面向5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容分發(fā)機(jī)制研究

【摘要】隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的快速發(fā)展，各種終端智能平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，移動(dòng)設(shè)備對于高速網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求也在持續(xù)提升。這個(gè)階段，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展階段的新一代通信系統(tǒng)，其內(nèi)容分發(fā)機(jī)制的應(yīng)用水平得到了業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。立足于研究現(xiàn)狀，文章首先介紹了5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境、業(yè)務(wù)特征等，其次對面向5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā)機(jī)制進(jìn)行了講解，并在最后對技術(shù)的研究、發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，希望可以有效提升移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用效果，滿足更高水平的通信要求。

【關(guān)鍵詞】5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò);內(nèi)容分發(fā);研發(fā)進(jìn)展

移動(dòng)通信技術(shù)在通信系統(tǒng)建設(shè)中扮演著十分關(guān)鍵的角色，隨著高速數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)需求的快速增加，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)推廣工作陸續(xù)開展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求量也進(jìn)入爆炸式增長的階段。在這個(gè)階段，5G關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展不但可以帶來海量的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也在客觀上推進(jìn)我國的科技興國戰(zhàn)略，是促進(jìn)現(xiàn)代化的必要條件。為了進(jìn)一步探討面向5G移動(dòng)通信分發(fā)機(jī)制的相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)就5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容介紹如下。

1. 5G移動(dòng)通信系統(tǒng)概述

1.1 應(yīng)用環(huán)境與業(yè)務(wù)特征

隨著通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，高效4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到我們的視野，進(jìn)而帶動(dòng)移動(dòng)多媒體服務(wù)需求的快速增長。現(xiàn)在，我們正處于4G與5G網(wǎng)絡(luò)交接的重要環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)智能手機(jī)、平板電腦作為移動(dòng)智能終端，在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的需求方面也提出了更高的要求。在整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，數(shù)據(jù)流量變得十分龐大，這對于通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸也提出了更為苛刻的要求。作為下一代移動(dòng)通信核心技術(shù)，5G關(guān)鍵技術(shù)也是支持海量數(shù)據(jù)應(yīng)用與發(fā)展的前提條件。

1.2 移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)

近些年來云計(jì)算技術(shù)與數(shù)據(jù)中心傳輸技術(shù)都為實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供了新的技術(shù)應(yīng)用空間。作為一種可拓展性較強(qiáng)且按需供給的技術(shù)，云計(jì)算能夠很好的匹配互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容分發(fā)的客觀要求。在云計(jì)算技術(shù)融入到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)后，借助于其強(qiáng)大的存儲(chǔ)與處理能力，能夠很好的滿足5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的客觀需求。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的研究活動(dòng)中，研究者著力于研究網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化以及軟件定義的網(wǎng)絡(luò)化，這些都是依靠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。在5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，勢必會(huì)基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化以及軟件定義的網(wǎng)絡(luò)化來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)國家移動(dòng)研究院提出的架構(gòu)要求，采取實(shí)施云計(jì)算架構(gòu)的引入，以此來應(yīng)對大規(guī)模移動(dòng)設(shè)備與信息對接工作。所以，無論是在接入還是云服務(wù)層面上，云計(jì)算技術(shù)都是實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；占暗年P(guān)鍵。

1.3 內(nèi)容分發(fā)與緩存

結(jié)合現(xiàn)階段的研究進(jìn)展來看，借助于移動(dòng)通信系統(tǒng)來解決數(shù)據(jù)內(nèi)容的重復(fù)下載問題尤其關(guān)鍵。這是由于大量的數(shù)據(jù)流量都是重復(fù)出現(xiàn)的，占比較高的重復(fù)數(shù)據(jù)占用大量的數(shù)據(jù)傳輸資源。所以，一旦解決內(nèi)容分發(fā)與緩存架構(gòu)問題，就相當(dāng)于將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境簡單化，能夠極大程度的優(yōu)化信息傳輸?shù)男剩嵘彺婀芾淼男Ч?。根?jù)這個(gè)模式，采取內(nèi)容分發(fā)與緩存技術(shù)，對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)建。在這個(gè)過程中，可以通過緩存管理的方式來避免冗余緩存過多占用空間，從而更高效的應(yīng)用緩存資源，提升資源流通的效率，同時(shí)也避免了傳輸過程中的損耗。

2. 面向5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容分發(fā)機(jī)制

隨著移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展，近些年來多媒體對于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求也在持續(xù)增加。盡管移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、設(shè)備供應(yīng)商都在提升供應(yīng)的規(guī)模，但是采取長期演進(jìn)技術(shù)配合物理層面上的介質(zhì)訪問來進(jìn)行控制依然會(huì)存在明顯的技術(shù)瓶頸，所以必須要借助于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中內(nèi)容分發(fā)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

2.1 典型架構(gòu)

在傳統(tǒng)的3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，緩存技術(shù)可以有效減少30%的移動(dòng)流量，而在4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，緩存技術(shù)減少移動(dòng)流量的能力提升了60%以上，當(dāng)前我們正處于5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建時(shí)期，如何調(diào)整緩存技術(shù)的應(yīng)用，最大限度的減少移動(dòng)流量的控制需求成為提升網(wǎng)絡(luò)效率的關(guān)鍵。核心網(wǎng)與無線接入網(wǎng)作為部署內(nèi)容緩存的子層，在架構(gòu)構(gòu)建中具備了緩存能力的核心與接入，采取分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的管理模式，這樣一來就可以顯著降低用戶獲取網(wǎng)絡(luò)流量與資源的延遲。值得注意的是，盡管我們可以將4G網(wǎng)絡(luò)作為典型架構(gòu)來進(jìn)行研究，相比于3G網(wǎng)絡(luò)而言其確實(shí)具有很強(qiáng)的網(wǎng)處理能力與節(jié)點(diǎn)的設(shè)置效果。經(jīng)過長期的應(yīng)用與實(shí)踐，再加上新的分發(fā)機(jī)制，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)也會(huì)變得更為科學(xué)、高效。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)包括有分組核心演進(jìn)緩存技術(shù)、無線接入網(wǎng)緩存技術(shù)以及基于內(nèi)容感知的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)緩存技術(shù)。其中，基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的緩存技術(shù)是原4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中最為關(guān)鍵的功能之一，可以作為引入CNN技術(shù)的前提，也可以根據(jù)移動(dòng)CDN服務(wù)的實(shí)際需求來進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合信息為中心、內(nèi)容感知為要求的緩存技術(shù)，形成應(yīng)用未來互聯(lián)網(wǎng)的中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。CNN作為現(xiàn)階段主要目標(biāo)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)內(nèi)容的緩存技術(shù)，其可以在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。由于同時(shí)具備多方面的技術(shù)優(yōu)勢，所以在應(yīng)用中具有很強(qiáng)的研究前景。

2.3 云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā)技術(shù)

隨著5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，其在云計(jì)算內(nèi)容分發(fā)方面的優(yōu)勢也逐步體現(xiàn)出來。結(jié)合用戶對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的特殊性來看，通過統(tǒng)計(jì)獨(dú)特性以及增長的特殊性可以了解到CDN長尾內(nèi)容的交互要想得到確定的滿足是十分困難的，所以需要借助于CDN技術(shù)來滿足新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的要求，這個(gè)過程中可以通過新型云計(jì)算技術(shù)來滿足彈性資源的分配要求。

3. 技術(shù)研發(fā)方向與展望

隨著高速網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)的快速發(fā)展與智能手機(jī)的普及，用戶對于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求與數(shù)據(jù)服務(wù)要求都在快速增加。在這樣的條件下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流也會(huì)進(jìn)入到爆炸式增長的階段，這也對移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了更高的服務(wù)要求。在未來5G網(wǎng)絡(luò)的競賽當(dāng)中，要想迎接這些挑戰(zhàn)，就必須要解決好5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)容分發(fā)機(jī)制方面的問題，以此來最大化提升技術(shù)的熟練度與應(yīng)用水平。

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在許多城市中都得到了推廣與應(yīng)用，但是其深層次的研究工作才真正意義上開始，移動(dòng)云計(jì)算的研究也處于嘗試階段，依然具有巨大的應(yīng)用與發(fā)展?jié)摿Α；跇I(yè)界對于5G系統(tǒng)的構(gòu)想認(rèn)識(shí)，在前階段研究認(rèn)知的基礎(chǔ)上，需要引入新的分層次云服務(wù)移動(dòng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)⒁苿?dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提升到更高的發(fā)展階段。在后續(xù)的研究中，人們會(huì)更加關(guān)注網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化，并做好軟件定義網(wǎng)絡(luò)功能的架構(gòu)工作，這個(gè)領(lǐng)域可以借助于云化接入網(wǎng)絡(luò)功能來逐步完善。云計(jì)算資源的合理調(diào)度與分配，配合云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容分發(fā)，能夠更大限度的提升信息傳輸?shù)男?，同時(shí)增加信息的可共享價(jià)值，這些研究內(nèi)容還具有較大的挖掘前景。另外，基于無線大數(shù)據(jù)內(nèi)容分發(fā)的緩存服務(wù)也會(huì)在今后的技術(shù)研究中逐步得到關(guān)注，這也是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中較為關(guān)鍵的技術(shù)之一。

4. 總結(jié)

綜上所述，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)容分發(fā)機(jī)制是確保5G信息技術(shù)高效應(yīng)用的前提條件，不但需要掌握基本的架構(gòu)與典型技術(shù)，還需要關(guān)注網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的分發(fā)機(jī)制的優(yōu)化、改善，才能夠最大限度的滿足高效傳輸?shù)膽?yīng)用需求，從而為信息爆炸式傳輸與發(fā)展提供豐富的技術(shù)支持與引導(dǎo)。隨著技術(shù)研發(fā)工作的不斷深入，下一步技術(shù)研發(fā)

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作者簡介：周勇（1980.2-）男，廣東茂名人，碩士，講師，研究方向：通信網(wǎng)絡(luò).