5G 移动网络中关键通信技术的演进探讨

◆娄勇

（陕西机电职业技术学院电子工程学院 陕西 721001）

在社会不断发展下，专业无线通信发生了巨大改变，从以往的模拟转变到数字技术，经过不断变革后，其网络突显出了一定的安全性和稳定性，同时极大地提升了可靠性，促使网络功能方面更加多样化。在移动宽带不断发展下，人们会充分应用数据，使得数据可以真正发挥出作用，促使关键通信行业用户的需求不断增多，数据和信息量也会逐渐增多，这便进一步推进了窄带向宽带专业通信的发展。

1 5G 移动网络的特点

5G 移动网络与4G 移动网络相比，其最为明显的特点就是提升了传输速度功耗，也极大地减少了时间延长的情况，而将移动互联网融合到智能互联网中，5G 移动网络具备的业务功能也在不断丰富和多样化[1]。

5G 移动网络具体应用场景主要分为三大类，分别为：（1）“eMBB”，即增强型移动宽带，eMBB 主要应用到3D 或者超高清视频这一类需要大流量移动宽带业务中；（2）“mMTC”，即大规模机器类通信，所以mMTC 通常情况下主要应用到大规模物联网业务中；（3）“URLLC”，即超高可靠与低延迟通信，目前URLLC 适用于高可靠连接、需要低时延的业务中，比如工业自动化、无人驾驶等。

5G 移动网络可以有效运用网络切片技术，结合应用的特点，并满足应用的需求，在此基础上实现了对网络的分流管理，所以可以在不同场景中实现较好的应用。在网络切片技术的应用下，可以实现对运营商的物理网络的划分，将存在的物理网络分解为多个虚拟网络，而后在根据服务需求的不同将对每个虚拟网络进行划分，比如对时延的需求，对带宽的需求以及在安全性、可靠性等方面的需求，最终可以其利用到不同的应用场景中，形成了自己的运作模式。因此，5G移动网络的网络切片技术的应用，进一步促进了关键通信技术的演进，使得不同的运营商网络能够结合用户组织和应用场景不同情况，全面提升服务质量，为用户提供更有保障的服务，成为关键通信中真正的专用网络[2]。

2 宽带关键通信演进的模式分析

在宽带关键通信演进的模式中，少部国家会选用独立建网模式建设宽带专网，而结合公网模式则是大多数国家的首选。

2.1 独立建网模式

对于关键通信运营商或者用户，在建设宽带专网时多数会采用独立建网模式。但建设基础是要建立一个独立的专用通信网络[3]。

在独立建网模式的网络架构中，其中“AS”代表应用服务单元，AS 主要作用是提供关键通信服务；“HSS”为归属签约用户服务器，其主要作用是存储用户签约信息的相关数据；“MME”为移动管理设备，其负责信令处理；“S/P-GW”为服务/分组数据网关，主要职责传输业务面数据，并与外部网络接口；“eNB”为LTE 无线基站，提供宽带无线接入网络。宽带核心网主要是由MME 和S/P-GW 所构成。在AS、HSS、MME、S/P-GW、eNB[4]这些网元的共同组合下构建了独立建网模式。

在独立建网模式网络架构中，所以的网元都需要关键通信运营商或用户自行建立，此种方式不仅需要较高的网络建设成本，并且在建设过程中需要较长的周期。在网络覆盖范围方面，若想将宽带专网的网络覆盖范围达到与窄带专网一样的情况，那么在建立宽带专网过程中，无论是基站数量、建设周期还是建设成本，都需要远远高于窄带专网。如果想要用5G 完全覆盖4G 的区域，则需要高于4G 移动网络基站数量几倍的5G 基站，同样地，如果想要在配备相应的维护设备，也需要在数量上不断增加，这就会导致组网后的维护成本也会严重增加。总的来说，搭建宽带专网，无论是在建设初期还是在后期维护，所需成本都要高出现有窄带专网的建设和维护成本[5]。

2.2 结合公网模式

结合公网模式是公众移动通信网络承载关键通信业务。长与公网结合的程度判断，结合公网模式可分为：（MVNO）虚拟运营商、VPN/VPDN 联网以及共享运营商无线接入三种模式。

（1）VPN/VPDN 联网模式

在VPN/VPDN 联网模式中，关键通信服务提供商与运营商只负责关键通信的应用服务单元（AS）即可，而对于其他的宽带关键通信网络网元，如HSS/MME/eNB 等网元，则可以通过一家或者多家移动运营商来实现[6]。

借助应用服务单元（AS），与运营商的VPN/VPDN 进行连接，以此来为专业用户提供关键通信服务。此外，AS 还可以与现有的窄带专网进行互相连接，构建成统一的宽窄带融合的专业通信网。VPN/VPDN 联网模式的应用，可以充分利用关键通信服务商自带的窄带专网具备的稳定性、可靠性，与此同时，也可以通过移动运营商宽带移动网络具备的高带宽以及全覆盖优点，实现更好又全面的融合通信服务。

（2）虚拟运营商（MVNO）模式

关键通信服务提供商与运营商，可以通过多家运营商的宽带网络的无线功能实现网络的接入，而后对应用服务单元（AS）、归属签约用户服务器（HSS）、分组数据网关（P-GW）进行部署及即可，在此基础上利用运营商开放的接口，将移动运营商的宽带网络接入其中，行成组网。

虚拟运营商（MVNO）模式的应用，可以在很大程度上降低网络部署成本输出，缩短建设周期，同时还可以将多家运营商的网络覆盖优势利用到实际建设过程中，为用户提供更加精准的安全通信服务。此外，在5G 移动网络中，同样可以实现利用网络切片技术为特定场景应用提供关键通信服务的目标。

（3）共享运营商无线接入模式

关键通信服务提供商与运营商独立建设宽带核心网络和部分基站，其中包括AS、HSS、MME、S/P-GW 网元，进而提供关键通信服务，而后利用运营商开放的接口，构建组网。

在共享运营商无线接入模式中，是基于宽带网络建设而成，所以成本高、建设周期长，关键通信服务商可以在专用宽带频率资源范围内，可以分别在热点地区以及非热点地区单独建立无线接入基站以及网络覆盖，从而建构出完整的宽带覆盖网络。

3 结语

综上所述，在5G 移动网络的建设过程中，在宽窄带不断融合、过渡的趋势下，充分利用宽带以及窄带关键通信技术的优势，在现有网络投资基础上，可以较好规划措施方法，有效控制存在的风险，在操作方面突显了巨大优势。可见，本文对5G 网络中关键通信网络演进研究，具有十分重要的意义。