5G时代下的传输接入层网络建设策略

5G时代下的传输接入层网络建设策略

王栋霖

山东省邮电工程有限公司 山东 济南 250000

摘要：随着我国通信技术的发展，移动通信技术从2G到3G，接着从3G到4G，再到如今的5G，通信技术发展日趋成熟，传输速度越来越快。4G通信技术的发展，给我们的生活带来翻天覆地的变化，不论是在生活的交流沟通和工作的信息传递上，还是在游戏影音等娱乐中都给人们带来了非常大的便利。人们深刻的认识到了网络通信技术的重要性，在4G通信技术的基础上开始研发传输速率更快的5G通信技术，为全世界的人们更好地服务，造福全世界的人们。目前我国5G技术处于世界领先地位，我国的通信业务在国际上占据了一定的5G技术优势。目前5G通信技术还在不断地发展和完善中，如何保障5G通讯网络中数据传输可靠性是行业中一直以来重点关注和研究的问题。

关键词：5G时代；传输网络；建设策略

引言

随着人们生活水平的不断提高和网络的普及，人们对网络的速率要求也在不断提高，4G移动通信网络技术的速率已经很难满足当前人们对网络的需求。5G移动通信网络技术是时代发展的产物，也是未来移动通信网络发展的必然趋势。5G的通信速率有了质的飞跃，突破了许多4G技术的限制，5G在移动端的应用已经成为主要的方向。5G中的核心技术是各个国家都在争相研究的主要内容，其对于国家的通信技术发展和国家信息安全都有着重要的作用。

1、5G网络的内涵及特点

5G无线通信网络的全称是第五代移动通信网络技术，是一种全新的网络技术，不同国家对其定义不同，发展至今，也没有明确的定义。国际上普遍认为，5G无线通信网络是现有4G无线通信网络的延伸，其通信速度远远大于4G无线通信网络，网速可达到4G无线通信网络难以企及的10Gb/s,虽然5G无线通信网络依然是全球范围研究的热门话题，但就目前5G无线通信网络的发展现状来看，在短期内无法实现大面积普及。和4G无线通信网络相比，5G无线通信网络具有明显的特点，主要体现在以下几个方面：一是具有很高的传输速率，5G无线通信网络全球范围内近年来才兴起第一种高端技术，通过多年的技术完善和创新，其传输速率越来越高，每秒的传输速率达到几十Gb，这是4G无线通信网络难以比拟的。二是具有很强的兼容性。5G无线通信网络中融入了很多先进的无线技术和高精尖技术，是一种综合性非常强的新兴技术。可兼容很多技术和设备，这也是很多专家和学者非常看好5G无线通信网络，并全身心的投入到5G无线通信网络研发中的关键。三是具有更低的功耗比，在应用5G无线通信网络时，需要多个小任务的共同支持，例如电子邮件程序，为全面提升电子邮件更新的及时性，会向服务器持续不断的发送请求，而且可对运行中浪费的电量进行自动审核，阻止那些无应用程序继续运行，从而降低电量的损耗速度，延长电池的使用寿命。四是促进无线通信的数据流量增长。随着信息建设的不断发展，根据有关数据预测显示，当前我国的移动数据流量需求与十年前相比，其增长幅度已经达到1000倍以上，并且为满足人们对数据流量增长的更高需求，在无线通信技术发展中逐渐引入5G通信技术，也逐渐成为无线通信领域发展的一种必然趋势。5G技术与传统的4G和3G等通信技术相比，其通信网络中的通信数据量增长存在显著提升，数据通信与传输的能力也明显增强，在面对较多的数据业务量以及用户数据较为拥挤时段，其数据流量的增长变化也十分明显，能够更好满足当前人们数据通信业务量日益增长下通信需求。

2、5G时代传输网络建设面临的挑战

2.1对传输网络要求越来越高

在5G时代的到来，目前传输网络在建设中还是面临着一定的挑战。传输网络带动了各行业的发展，同时也带动了世界经济的进步。5G时代传输网络在建设的过程中，对传输网络的要求也是越来越高，其建设中技术所面临的困难也是越来越高。传输网络主要就是对数据进行运载，这就使得传输网络的发展对运营商有着重要的作用。需要对传输网络技术进行优化与创新，保证传输网络能够满足在5G时代中的要求，是目前传输网络建设中较为重视的问题，也是5G时代传输网络在建设中的挑战。在5G时代的背景下，传输网络技术也已将商业与科技相互融合到了一起，使得人们对传输网络的要求越来越高，其技术也面临着革新，需要国家以及企业共同建设5G时代传输网络，推动我国更好的占领科技的制高点。

2.2超密度异构网络

现阶段我国网络技术的发展步入了一个飞跃发展阶段，5G网络时代的到来表明我国的网络发展趋势正朝着智能化、多元化和集成化的方向迈进。4G、3G网络系统的发展及应用现状，已远远滞后于人们对网络容量的发展需求，传统网络系统增加网络容量的方法通常采用分裂小区的方法来减小半径，虽然此种方法使得网络容量和网络覆盖范围较之以前有所提升，但小区半径一旦减小而低功率节点数量就会相应的增加，网络部署站点的密度由此增加，长此以往网络传输速度和质量就会受到影响。而5G无线网络采用的是中高频段的通信频段，它所需的无线节点密度将会更加密集，超密度异构网络虽然能够有效解决这一问题，但在具体建设过程中，它的应用还会引发一系列其他问题，比如将会增加用户移动管理难度，小区切换频繁等问题。

2.3数据传输的安全因素

毋庸置疑，5G通信技术将极大地提高数据传输的速度和效率，促进相关行业的发展以及方便人们的网络活动，但伴随着数据传输速度的提升，其安全问题也是一个非常值得重视的问题。任何技术的可靠性一定是包括安全性在内的，保证5G通信中的数据传输安全对5G通信的进一步发展具有重要的意义。互联网时代，由于网络的共享和开放性，网络通信是很容易受到不法分子的攻击的，网络通信将时刻面临风险，比如非法访问、恶意毁坏设备、恶意篡改数据等。因此，在建设5G通信网络的同时，也要重视相应安全防护体系的建设，避免不法分子通过利用网络病毒等侵入系统漏洞，影响数据传输的可靠性。数据安全防护体系的建设，需要大量的专业技术人员对其进行维护，通过建立完善的网络系统一体化平台监控数据传输的过程，在发生安全问题时，系统能立刻发出预警信息，由专业技术人员及时对问题进行处理，从而保障数据传输的稳定性和安全性。另一方面，通信行业也要不断加强对5G通信技术的研究和创新，从而真正实现高速率、低时延、低功耗和高可靠性的5G通信系统。

2.4建设成本高

5G时代传输网络需要较多的人力、物力以及财力作为支撑进行开发，目前世界都在重视5G网络的发展，这就证明5G技术的发展能够有效的带动社会发展。因此需要加强5G时代传输网络的建设，但是5G技术的研发成本所需资金也是一笔不小的数目，体现出5G时代传输网络的建设所需的建设成本也是极高的，是建设中面临的重要挑战之一。

2.5数据传输覆盖范围影响

5G通信技术采用的是高频段，在空气中传播时能量损耗很大，也意味着其数据传输的覆盖范围有限。一方面5G通信技术使用高频段的毫米波提高了传输速率，由于波长短，天线尺寸相比4G的要小很多，因此可以通过建立许多小型基站并且集中设置更多天线，来提高数据传输范围和数据传输能力。另一方面由于其频率高，因此在传输过程中受外界影响也很大，比如它能被雨水吸收，其他障碍物也会使它的能量不断衰减。因此在研究5G通信技术时，需要关注这些方面的影响，努力攻克这些问题。

3、5G移动通讯网络的优势分析

和4G技术相比，5G技术做出重大突破，给用户带来更快的传输效率和网络带宽，具有高速率、低延时和泛在网的特征。5G网络的高速度是指传输速率较4G网络大幅提升，4G网络速率峰值只能达到5G百分之一。泛在网是指网络无所不在，如今信息技术快速发展，5G网络建设立志于实现任何地点、时间以及用户的通畅使用。相比于4G网络，5G网络将进一步提高覆盖范围，不仅覆盖于室内，将在室外区域全面覆盖。低延时性是指5G网络的延时低于1ms，远低于4G网络，缩短了用户等待时间。如今人们对移动网络通信的要求不断提高，为了满足群众需要，5G移动网络进一步应用发展。相比于4G移动网络5G移动网络具有更高的频谱利用率和传播速度，充分满足大量移动网络用户的需要，，提高信息资源的利用率，让信息传播优势更加明显。5G移动网络致力于提高信息传播速度，提高信号和网络的稳定性，随着联合智能技术的应用，让5G移动网络功能更加完善，朝向智能化发展。而5G移动网络在各个行业中的灵活使用，也将进一步丰富5G网络业务，提高移动通信质量，推动产业融合，让通信网络取得突破性进展。

4、5G时代传输接入层网络建设关键技术分析

4.1异构无线通信技术

5G无线通信网络据在应用中，仅凭单一的数据、语言短信等简单的业务已无法有效满足实际需求，需要很多种高新技术、高新设备的联合应用，相互融合，才能满足5G无线通信网络持续、安全、稳定、可靠的运行。早期网络技术已经难以满足5G无线通信网络的发现需求。需要立足大数据挖掘技术，充分挖掘出计算机网络技术的优势和数据库中存储的海量数据，为5G无线通信网络持续稳定的运行提供服务和技术支持。这是因为在5G无线通信网络同时包含了多个多元化的网络节点，需要信号全覆盖的支持。这就需要用到异构无线通信技术，可采用小区部署和D2D相互联合的通信方式，提升5G无线通信网络的应用范围。比如：小区部署通信方式指的是在小区中设置一个高质量的5G无线通信网络基站，来提升5G无线通信网络的容量和传输速度，多个小区部署相互联合，就能建立起一个宏蜂窝网络。而D2D通信方式则为更好的满足局部地区对数据的需求，而建立起来的数据通信方式，以保证数据和信息能够实现实时传递。小区部署和D2D相互结合的通信方式，可大幅度提升5G无线通信网络应用的灵活性和传输速率。

4.2同时同频全双工技术

同时同频全双工通信技术是一种在通信过程中同时通信、同频接收的通信技术。其原理是在接受过程中尽可能地减少发射机信号的干扰，因而能够最大限度地避免外界环境的干扰。与传统的通信技术相比，由于同时同频全双工技术可以使用相同的频率资源同时实现上行和下行之间的双向通信，使用同时同频全双工通信技术的通讯系统其频谱利用率增加了1倍。随着软硬件发展的不断完善以及数字信号处理技术的不断进步，在5G网络中使用同时同频全双工技术在一定程度上提高了频谱的灵活性。

4.3大规模MIMO技术

用大规模多输入多输出技术（大规模MIMO技术）建设，基站和移动站利用独立天线进行数据传输，可以大幅提高传输速度。充分利用资源，提高资源利用率，能够实现天线多重接收以及传输，不需要提高天线发射功率和频谱，让信道可靠性和容量大幅提高，成为5G移动通信技术的关键。MIMO技术已经在4G通信网络中应用，基站天线数量多，远超过移动站。用于设备天线较少，也约束了4G网络通信容量。5G通信网络通过大规模MIMO技术，增加天线数量，让天线数量达到几百数千个，从而大幅提高通信容量。通过MIMO技术的应用，让5G技术的传输效率大幅提高，但在使用期间也面临着干扰的问题。由于天线数量增加，也增加了污染和干扰，减少干扰成为5G技术应用上主要面临的课题。

4.4云计算技术

大数据时代，数据在人们的日常生活以及通信领域具有非常重要的作用和影响。但是，对大数据的有效应用，离不开对数据的存储与计算、加工等处理，同时也需要相应的数据平台进行支持。其中，云计算就是实现大数据应用的支持平台。5G移动通信技术在人们生产与生活领域的应用，也离不开云计算技术的支持和平台应用，与一般的数据处理和应用平台不同，云计算技术支持下的大数据处理，能够有效省略掉对数据的下载和存储等过程，是通过直接在云端进行数据处理与分析，从而使数据应用更加方便。

4.5全频谱接入技术

5G无线通信网络中，通过和低频传输系统的混合组网设置，能够有效避免无线通信网络用户数量增加所导致的数据通信传输拥堵等情况发生。其中，全频谱接入技术支持的5G无线通信网络系统中，其高频段的毫米波频率最低能够达到27.3GHz，最高则为350GHz，使原来的低频带宽得到了明显的拓展，同时受高频段传输应用的微波元器件较小尺寸影响，能够有效缩短其无线通信系统的建设规模，并对5G通信技术系统支持下的更高信号容量与传输速度要求进行有效满足，实现无线通信网络中高频段信号在短距离范围内的高速通信与传输需求。

4.6毫米波技术

毫米波是指10mm~1mm波长的电磁波，使用毫米波通信主要分为波导通信以及无线通信。目前运营商瓜分使用，造成频谱现存量较少，虽然能够重新调整频谱，但不能从根本上解决这一问题。毫米波频谱较为丰富，具有广阔的应用前景。毫米波传播过程中受到通道模型硬件设备和敏感度的限制，可能需要对现存通信架构进行改变。目前毫米波技术还没有完全解密，但已经推广应用短距离服务。因此毫米波作为5G技术的突破性技术，如果解决这一问题，将进一步提高用户体验。

4.7高频传输通信技术

5G无线通信技术的研究与发展中，高频段传输技术不仅是其关键技术之一，也是其重要的发展方向。当前，随着对5G无线通信技术研究开展的不断深入，已经有企业针对5G无线通信技术进行高频段（28至37GHz）传输技术测试和研究，且取得了较为显著的研究成果。值得注意的是，高频传输通信技术在5G无线通信技术研究中的应用实现，在实现无线通信网络的数据传输信息传递效率等问题解决上，具有十分重要的作用和影响。由于对高频传输通信技术的研究和应用中，仍然存在有较多的问题和不足，其中包括高频段信号传输中容易受空气吸收损耗的影响以及信号频段的设置过高等问题，就会导致无线通信中的电磁波路径损耗明显提升，引起数据传输中的不稳定情况发生。

结束语

在信息化时代的不断发展下，应不断加强5G时代传输网络的建设，使其能够更好的满足用户的需求，提高网络的速度，这也是5G网络的优势所在。目前5G时代传输网络在建设中还是存在一定的困难与挑战，需要对网络结构布局进行合理的优化，同时还应对相关的技术进行改革与创新，使其技术能够带动5G传输网络的发展。

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