淺析5G技術(shù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響

顏水平

摘 ?要：中國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展離不開信息技術(shù)的支撐。隨著5G時(shí)代到來(lái)，移動(dòng)通信更要積極探索交互技術(shù)和感知技術(shù)，促使其在應(yīng)用領(lǐng)域中得到普及，并更好地發(fā)揮作用，給人們營(yíng)造更加便利的信息傳遞環(huán)境。5G技術(shù)使各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以連接在數(shù)字化平臺(tái)上并得到合理利用。5G時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成了重要的設(shè)備，通過(guò)發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)線連接，各種新需求的產(chǎn)生，對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型起到了一定的促進(jìn)作用，使其更適應(yīng)新的應(yīng)用場(chǎng)景，發(fā)揮其應(yīng)有的功能。該文著重研究5G技術(shù)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;應(yīng)用場(chǎng)景

中圖分類號(hào)：TN929.5 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

5G移動(dòng)通信技術(shù)即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，其已經(jīng)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全面覆蓋。在這個(gè)技術(shù)環(huán)境中，信息傳遞效率高，而且質(zhì)量有保證，具有非常好的安全性，雖然4G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)為運(yùn)營(yíng)商營(yíng)造了良好的環(huán)境，但是依然存在一些不足之處，運(yùn)營(yíng)商在4G環(huán)境中，一些需求無(wú)法得到滿足。進(jìn)入5G時(shí)代，在5G移動(dòng)通信技術(shù)營(yíng)造的環(huán)境中，各種4G移動(dòng)通信技術(shù)的不足得到彌補(bǔ)，使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加順暢。LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能適應(yīng)新的業(yè)務(wù)需求，為了使未來(lái)的通信能夠滿足人們的個(gè)性化需要，在應(yīng)用5G技術(shù)時(shí)，就要突破原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形態(tài)，構(gòu)建新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。要想更好地發(fā)揮5G移動(dòng)通信的作用，就需要在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)使用合理應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，真正意義上地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以更好地適應(yīng)當(dāng)前的信息時(shí)代環(huán)境，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

1 5G技術(shù)的相關(guān)

1.1 大規(guī)模天線陣列技術(shù)

在5G移動(dòng)通信中，信息無(wú)線傳輸過(guò)程中使用了大天線陣列技術(shù)。它是一種基于天線數(shù)量的多天線技術(shù)，可以同時(shí)為多個(gè)運(yùn)營(yíng)商提供服務(wù)。在同一時(shí)間段內(nèi)可以傳輸幾十個(gè)獨(dú)立的空間數(shù)據(jù)流。提高了頻譜效率，加快了運(yùn)算速度，滿足了運(yùn)營(yíng)商的大容量要求。在大規(guī)模天線陣列技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，信道在輸出信息的過(guò)程中，也可以接收到信息反饋。如果天線陣設(shè)計(jì)有不足之處，也能夠有效地解決。

1.2 超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在5G移動(dòng)通信中的應(yīng)用，使無(wú)線通信的頻率資源得到了有效利用。在基站部署過(guò)程中，提高了密度，提高了頻率的復(fù)用效率。在應(yīng)用超密集組網(wǎng)技術(shù)的過(guò)程中，即使存在干擾因素，也不會(huì)影響該技術(shù)的效果。在干擾環(huán)境下，超密集組網(wǎng)技術(shù)仍能使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，且運(yùn)行效率高[1] 。在5G移動(dòng)通信過(guò)程中，應(yīng)用超密集組網(wǎng)技術(shù)可以大大提高通信容量，最高可達(dá)100倍。由此可見，5G技術(shù)不受干擾的原因是應(yīng)用了虛擬化技術(shù)，其最大的特點(diǎn)是回程連接器的設(shè)計(jì)，使超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值得到充分發(fā)揮，使無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)獲得了良好的運(yùn)行效果。

1.3 智能網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)

智能網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的應(yīng)用目的是對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)成本進(jìn)行控制，并改善網(wǎng)絡(luò)的性能。智能網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的應(yīng)用，減少了運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)初配和后期優(yōu)化的工作量，不會(huì)再嚴(yán)格要求網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)起到重要的推動(dòng)作用。在4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，智能網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模小，由于技術(shù)不成熟，加上微站數(shù)量少，因此就會(huì)影響其應(yīng)用價(jià)值，導(dǎo)致其不能廣泛應(yīng)用。在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中應(yīng)用智能網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)，不僅可以發(fā)揮自組織功能，而且還能自優(yōu)化，從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)逐漸向全網(wǎng)絡(luò)端到端擴(kuò)展。

1.4 網(wǎng)絡(luò)云化技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)云化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，在實(shí)時(shí)云架構(gòu)系統(tǒng)軟件的控制下的資源得到充分利用的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同能力也會(huì)有所增強(qiáng)。C-RAN通過(guò)上下行解耦、物理拓?fù)渑c業(yè)務(wù)解耦、CU/DU解耦，同時(shí)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)與終端解耦，使5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)具有較高的靈活度?；鶐幚韱卧ㄟ^(guò)應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)，解耦為CU和DU，做到了靈活部署網(wǎng)絡(luò)，集中擴(kuò)大規(guī)模。

2 5G典型應(yīng)用場(chǎng)景分析

移動(dòng)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)5G環(huán)境下的信息交互，主要是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)營(yíng)商信息的交互。所有業(yè)務(wù)信息在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上傳輸給運(yùn)營(yíng)商，對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行過(guò)濾和集成，有價(jià)值的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指定的數(shù)據(jù)庫(kù)中。對(duì)于數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)，可以采用外部存儲(chǔ)，也可以采用內(nèi)部存儲(chǔ)，但這些存儲(chǔ)方法都存在缺陷，應(yīng)用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)信息的效果更好。這種互動(dòng)式傳輸不僅速度快、效率高，而且成本低[2] 。在運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)時(shí)，要與網(wǎng)絡(luò)交互感知，在這個(gè)過(guò)程中，移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)了智能化操作，為滿足運(yùn)營(yíng)商在操作中的需求提供了有價(jià)值的信息。在5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用中，運(yùn)營(yíng)商與網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互，使得運(yùn)營(yíng)商與網(wǎng)絡(luò)之間的區(qū)別不再是虛擬與現(xiàn)實(shí)的區(qū)別，而是形成了一種新的交互模式。運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)需要使用信息來(lái)檢索、收集數(shù)據(jù)信息、篩選有價(jià)值的信息和替換信息。這些工作都是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)文本傳輸、語(yǔ)音交互、視頻交互和表情交互快速獲取所需信息。

3 5G典型應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來(lái)的影響

3.1 5G的經(jīng)典應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)設(shè)備集中放置的情況

5G時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，運(yùn)營(yíng)商要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型就要緊緊抓住當(dāng)前的機(jī)遇。在2018年，4G移動(dòng)通信技術(shù)得到普及時(shí)，就已經(jīng)有專家預(yù)示，5G時(shí)代不久就會(huì)到來(lái)，這是由于4G移動(dòng)通信技術(shù)雖然已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域普及，但是，依然存在不完善的地方，無(wú)法滿足應(yīng)用領(lǐng)域的需求。僅僅一年多的時(shí)間，5G到來(lái)了，該技術(shù)不僅在行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮作用，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的轉(zhuǎn)型也起到了促進(jìn)作用，有效應(yīng)用5G移動(dòng)通信技術(shù)，提高該技術(shù)的使用效能，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備得到優(yōu)化，不僅體現(xiàn)在設(shè)備結(jié)構(gòu)本身，在設(shè)備的放置上也可以更加集中。

在5G環(huán)境中可以塑造大集中場(chǎng)景和小集中場(chǎng)景。其中的小集中場(chǎng)景是DU部署的位置相對(duì)比較低，與4G宏站相比，其與BBU部署位置保持一致，其與DU之間連接的5G AAU數(shù)量也會(huì)低于30個(gè)宏站。

在大集中場(chǎng)景中，DU部署的位置要相對(duì)比較高一些。大集中場(chǎng)景與DU之間連接的5G AAU數(shù)量比較多，通常會(huì)超過(guò)10個(gè)宏站。按照當(dāng)前所具備的光纖資源以及拓?fù)浞植记闆r，為了滿足網(wǎng)絡(luò)需求，便于網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和系統(tǒng)化管理，還可以細(xì)分大集中場(chǎng)景，形成2種大集中環(huán)境，即P2P大集中環(huán)境和環(huán)網(wǎng)大集中環(huán)境。在這2種大集中場(chǎng)景下，接入點(diǎn)機(jī)房對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中管理是一種必然趨勢(shì)。

3.2 對(duì)于大型天線以及基站密度有更高的要求

5G移動(dòng)通信技術(shù)將成為主流，就必然會(huì)對(duì)大型天線以及基站密度提出更高的要求。但是落實(shí)到具體的應(yīng)用中，需要對(duì)2個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，即大規(guī)模天線陣列技術(shù)和超密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是，在使用高增益天線時(shí)，就需要在部分場(chǎng)景使用“大”型的天線，這樣會(huì)對(duì)塔桅有更高的要求，主要在于貼片天線的面積比較大，而且有源天線的體積大，并且比較重，在設(shè)計(jì)塔桅時(shí)要充分考慮這些問(wèn)題。當(dāng)前社會(huì)領(lǐng)域中需要提供的服務(wù)多種多樣，無(wú)論是娛樂(lè)服務(wù)，還是公共服務(wù)，其都可以根據(jù)需要提供應(yīng)急服務(wù)，大型天線的需求量逐漸增多，因此需要營(yíng)造良好的技術(shù)環(huán)境，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠更好地發(fā)揮作用。

3.3 5G的經(jīng)典應(yīng)用使得基站的設(shè)備逐漸微型化

5G移動(dòng)通信技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提出了新的要求，要想優(yōu)化設(shè)備應(yīng)用，安裝多個(gè)電子元器件，就需要實(shí)現(xiàn)基站設(shè)備的微型化。從這個(gè)角度來(lái)看，5G是一個(gè)重要的機(jī)會(huì)點(diǎn)，發(fā)揮5G的作用，就可以使各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更簡(jiǎn)單，這也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷升級(jí)的基本前提。

在5G環(huán)境中，基站的特點(diǎn)是運(yùn)行靈活、便于安裝，但是也存在缺點(diǎn)，即覆蓋范圍存在局限性，通過(guò)將基站與宏站相結(jié)合，可以起到補(bǔ)充宏站的作用，實(shí)現(xiàn)立體覆蓋效果?；镜捏w積小，不需要占用很大的空間，其重量輕，對(duì)于承載的支架沒(méi)有很高的要求?；九c宏站相比，無(wú)論是體積，還是重量都為宏站的50%?；镜倪B接方式多，經(jīng)過(guò)微型化處理后，不僅可以與宏站一樣支持光纖，而且還支持網(wǎng)線，安裝更加方便。基站還有一個(gè)重要的特點(diǎn)就是發(fā)射功率不是很高，其微型化之后，發(fā)射功率可以達(dá)到1 W～5 W，但是覆蓋范圍仍存在局限性。

3.4 5G的經(jīng)典應(yīng)用使得室內(nèi)的系統(tǒng)逐漸多樣化

使用傳統(tǒng)的DAS，將其部署在3.5G頻段，可以充分運(yùn)用無(wú)源器件以及上行覆蓋增強(qiáng)技術(shù)，彌補(bǔ)鏈路損耗，與當(dāng)前的室內(nèi)分天線可以做到同點(diǎn)位覆蓋。如果是4.9 MHz，就不能發(fā)揮這項(xiàng)功能。

使用分布式微站，3.5G分布式微站增加了帶寬，同時(shí)其通道和功率都得到相應(yīng)地增加，其可以與現(xiàn)有的室分天線實(shí)現(xiàn)同點(diǎn)位覆蓋，當(dāng)然成本也很高，能夠達(dá)到原來(lái)的3.5倍。

采用擴(kuò)展型微站，其支持小區(qū)分裂，與分布式微站相比，容量能力比較弱，端口協(xié)議開放能力也不是很高，但是造價(jià)比較低。

未來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)采用多種覆蓋方式將成為重要趨勢(shì)。

3.5 5G的經(jīng)典應(yīng)用提高了交通工具網(wǎng)絡(luò)覆蓋率

在5G時(shí)代，網(wǎng)路設(shè)備要想適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境，就要采用數(shù)字化轉(zhuǎn)型的方式，滲入各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中。在交通工具中應(yīng)用5G技術(shù)，可以使交通工具有較高的敏感度，應(yīng)用智能技術(shù)解決各種問(wèn)題，而且還加快了交通工具自身的發(fā)展進(jìn)程。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可知，當(dāng)前5G移動(dòng)通信時(shí)代，要想合理應(yīng)用移動(dòng)通信技術(shù)，就需要改變網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及形態(tài)，并從自身的需求出發(fā)加大創(chuàng)新力度。特別是近年來(lái)各種技術(shù)措施落實(shí)到位，技術(shù)不斷升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的變革成為一種必然，對(duì)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)具有重要的影響。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在5G環(huán)境中運(yùn)行，要想在移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，充分發(fā)揮該技術(shù)的助推器作用，就需要對(duì)5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)有所了解，探究網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)于該技術(shù)的應(yīng)用需求，使移動(dòng)通信技術(shù)更好地用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，提高設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，更好地為用戶服務(wù)，真正意義上地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]閆新成， 毛玉欣， 趙紅勛.5G典型應(yīng)用場(chǎng)景安全需求及安全防護(hù)對(duì)策[J].中興通訊技術(shù)， 2019（4）：58-59.