5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，這比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，以下是“5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文”希望能夠幫助的到您！
1 引言
移動(dòng)通信已經(jīng)經(jīng)歷了四代發(fā)展歷程，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)（5G）將在大幅提升移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的同時(shí)，全面支持物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)人與物、人與人和物與物之間的海量智能互聯(lián)。相比4G，5G在用戶(hù)體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度、移動(dòng)性、流量密度、端到端時(shí)延、頻譜效率、能效、成本等方面的需求均有1～2個(gè)數(shù)量級(jí)的提升，難以在現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)下來(lái)實(shí)現(xiàn)。未來(lái)移動(dòng)通信更高的帶寬、更小的蜂窩、更密集而靈活的無(wú)縫覆蓋需求將更依賴(lài)于可提供穩(wěn)定大容量信道并具有靈活資源調(diào)配能力的光通信網(wǎng)絡(luò)。5G時(shí)代的光網(wǎng)絡(luò)將面臨比以往更大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，光網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)也將最終走向融合和統(tǒng)一。
2 5G前景展望
3G和4G使人與人相聯(lián)，而5G則會(huì)使萬(wàn)物互聯(lián)。之前有相關(guān)公司數(shù)據(jù)顯示，到2020年聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將達(dá)到250億到500億部。從我個(gè)人角度分析，我認(rèn)為再用狹義的“用戶(hù)數(shù)”這一單一層級(jí)預(yù)測(cè)5G未來(lái)的發(fā)展也許已經(jīng)不合時(shí)宜。未來(lái)，5G的“用戶(hù)”將更加廣泛，呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)??家居、汽車(chē)、生產(chǎn)線(xiàn)、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、農(nóng)業(yè)基地、高速鐵路、城市等幾乎所有的一切都將聯(lián)網(wǎng)。5G時(shí)代，我們的生活將變得更不一樣，5G將支持的場(chǎng)景：車(chē)輛與其他終端間的通信；智慧城市；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、醫(yī)療和機(jī)器人；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）；新形?安全的超視距無(wú)人機(jī)操控等。
從本質(zhì)來(lái)講，構(gòu)建4G網(wǎng)絡(luò)的宗旨在于密切溝通各個(gè)群體，因此體現(xiàn)了人之間的互聯(lián)。相比來(lái)看，5G網(wǎng)可以做到連接萬(wàn)物，體現(xiàn)了更高的互聯(lián)價(jià)值。截止到2020年，世界各地整體上可達(dá)250億左右的聯(lián)網(wǎng)終端。因此可見(jiàn)，如果把5G網(wǎng)絡(luò)單純局限于用戶(hù)數(shù)的層次上，那么很難符合新時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)化形勢(shì)，對(duì)此亟待加以全面的改進(jìn)。進(jìn)入5G時(shí)代之后，網(wǎng)絡(luò)將會(huì)覆蓋于日常生活，具體涉及城市建設(shè)、高鐵建設(shè)、構(gòu)建農(nóng)業(yè)基地、無(wú)人機(jī)、生產(chǎn)線(xiàn)以及家居等多樣化的層面。
進(jìn)入5G的新時(shí)期后，民眾的日常生活將會(huì)體現(xiàn)為全方位的改進(jìn)。這是由于，5G可以用來(lái)支持不同類(lèi)型的終端通信，在此前提下構(gòu)建了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與智慧城市，同時(shí)也連通了虛擬現(xiàn)實(shí)以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。通過(guò)運(yùn)用全新的超視距手段，針對(duì)無(wú)人機(jī)就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的操控。
然而不應(yīng)當(dāng)忽視，相比于其他類(lèi)型的連接技術(shù)，建立于5G前提下的網(wǎng)絡(luò)連接具備更高層次的復(fù)雜度。這是因?yàn)椋?G在客觀(guān)上突顯了更強(qiáng)的適應(yīng)性以及靈活性，針對(duì)各種類(lèi)型的終端也體現(xiàn)了較強(qiáng)的差異性。目前的狀態(tài)下，微型傳感器、移動(dòng)熱點(diǎn)以及智能手機(jī)都可以連接于網(wǎng)絡(luò)。此外，5G還能用來(lái)支撐規(guī)模較小的基站，因地制宜實(shí)現(xiàn)多樣化的場(chǎng)景部署。
業(yè)界普遍的預(yù)測(cè)是，5G最早將在2019年實(shí)現(xiàn)部署，它將帶來(lái)超低延遲，數(shù)千兆的下載和上傳速率、擁有十年以上續(xù)航的更高效的機(jī)器通信、支持在多個(gè)頻段利用共享頻譜、能夠支持關(guān)鍵任務(wù)型服務(wù)（零容差率）的更可靠更安全網(wǎng)絡(luò)，以及應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)和聯(lián)網(wǎng)終端激增的更廣覆蓋和更高效率。
3 5G面臨的挑戰(zhàn)
作為主要承載網(wǎng)絡(luò)的光傳送網(wǎng)，面對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬和高容量、低時(shí)延、高可靠、靈活化和智能化等承載需求，結(jié)合光傳送網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，其未來(lái)發(fā)展將面臨如下一些挑戰(zhàn)：
第一，低時(shí)延和靈活化高性能方案選擇及實(shí)現(xiàn)端到端ms量級(jí)的超低時(shí)延是5G網(wǎng)絡(luò)典型的性能要求，而靈活化將是5G網(wǎng)絡(luò)面向用戶(hù)的基本屬性。為了適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)應(yīng)用的靈活化，光傳送網(wǎng)需要提供承載帶寬的靈活化，需要采用譬如基于電層的帶寬調(diào)整（G.HAO、FlexO/E等）、基于光層的帶寬調(diào)整（靈活柵格、可調(diào)收發(fā)等）等來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這些帶寬的靈活調(diào)整如何與5G業(yè)務(wù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行無(wú)縫的配合（同時(shí)也包括傳送網(wǎng)在前傳網(wǎng)絡(luò)、回傳網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的靈活化協(xié)同等），仍然面臨很多問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。光傳送網(wǎng)長(zhǎng)距離組網(wǎng)時(shí)主要時(shí)延由物理光纖鏈路帶來(lái)，而光纖鏈路時(shí)延長(zhǎng)一般除了選擇更優(yōu)的物理鏈路路由之外無(wú)其他技術(shù)解決方法，因此光傳送網(wǎng)降低時(shí)延的技術(shù)將主要聚焦于節(jié)點(diǎn)處理，其中最主要的是電層信號(hào)處理，譬如FEC和DSP處理技術(shù)等，由于這些技術(shù)的處理時(shí)延與傳輸性能成反比關(guān)系，如何在保證傳輸性能的同時(shí)進(jìn)一步降低處理時(shí)延將面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。
第二，光傳輸技術(shù)方案選擇及實(shí)現(xiàn)按照移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的典型承載需求，傳送網(wǎng)絡(luò)主要由前傳網(wǎng)絡(luò)、回傳網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)等組成。按照目前5G愿景的發(fā)展目標(biāo)，無(wú)論是前傳，還是回傳和核心網(wǎng)傳輸，光傳送網(wǎng)均面臨技術(shù)方案選擇及實(shí)現(xiàn)的多樣化挑戰(zhàn)，尤其是5G網(wǎng)絡(luò)目前從整體上尚未對(duì)于端到端性能指標(biāo)的劃分、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)元前傳功能的分割等進(jìn)一步明確。面向5G的光傳輸方案選擇及具體實(shí)現(xiàn)仍面臨巨大的挑戰(zhàn)性和不確定性。尤其是前傳網(wǎng)絡(luò)更為明顯，典型如超大容量和高密集的無(wú)線(xiàn)接入已經(jīng)使得前傳網(wǎng)絡(luò)的光纖直驅(qū)模式在5G網(wǎng)絡(luò)中無(wú)法普遍應(yīng)用。選擇何種滿(mǎn)足前傳性能和功能要求的傳輸技術(shù)、無(wú)線(xiàn)前傳網(wǎng)元之間的有線(xiàn)接口制式等仍需進(jìn)一步研究。
第三，與其他網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)和互通。5G網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)絡(luò)除了光傳送網(wǎng)之外，還包括IP承載網(wǎng)以及基于其他形式（譬如無(wú)線(xiàn)承載）的承載網(wǎng)。針對(duì)各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)來(lái)講，如果要實(shí)現(xiàn)全方位的互通，那么整體難度仍是較大的。這是由于，各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)都具有各異的承載性能，因此也將面對(duì)突顯的挑戰(zhàn)。未來(lái)在實(shí)踐中，技術(shù)人員還需致力于構(gòu)建全新的5G架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上致力于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一與協(xié)調(diào)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
4 5G開(kāi)啟浸入式體驗(yàn)與連接
下一代無(wú)線(xiàn)寬帶將永久改變?nèi)藗兊耐ㄐ藕瓦B接方式。以AR（擴(kuò)增實(shí)境）和VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）為例，二者將發(fā)生融合，頭戴設(shè)備將能夠根據(jù)所需，支持其中的任一種技術(shù)。智能手機(jī)將變得更加?大，更具吸引力。數(shù)據(jù)傳輸速度將大幅提升，使我們能夠傳輸8K環(huán)繞聲視頻，以打造終極移動(dòng)娛樂(lè)。5G將帶來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)AR和VR所需的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)率和低延遲，VR頭戴設(shè)備讓人們幾乎在任何地方都可以獲得浸入式真實(shí)體驗(yàn)。
為了體現(xiàn)更高層次的傳輸性能，確保符合最根本的傳輸效能要求，有關(guān)部門(mén)及其人員都要致力于全方位的技術(shù)演進(jìn)與技術(shù)更新，在此前提下致力于提升光傳輸?shù)膶?shí)效性。相比于4G或者3G的網(wǎng)絡(luò)，建立于5G前提下的新型網(wǎng)絡(luò)傳輸具備更高層次的綜合效益，因此也有助于提供最根本的技術(shù)保障。未來(lái)在實(shí)踐中，技術(shù)人員還需逐步探求高容量與大帶寬的新型5G網(wǎng)絡(luò)，以此來(lái)應(yīng)對(duì)突顯的技術(shù)挑戰(zhàn)。
這樣的技術(shù)進(jìn)步并非一蹴而就。漸進(jìn)式發(fā)展與細(xì)致的規(guī)劃將為我們多年的創(chuàng)新鋪平道路。為滿(mǎn)足這些傳輸需求并解決技術(shù)挑戰(zhàn)，業(yè)界需要推動(dòng)光傳送網(wǎng)技術(shù)加速革新和演進(jìn)，為5G網(wǎng)絡(luò)未來(lái)快速發(fā)展提供關(guān)鍵的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)保障。
