5G移动通信网络架构在校园中的应用研究

白鸽

摘要：在我国信息技术与互联网技术不断发展的当下，5G移动通信网络积极发展，成为当前社会最为先进的网络技术之一，为社会各个领域发展进步做出强大基础保障。信息技术促使大数据、人工智能、云计算、虚拟现实等诸多技术，在我国教育领域应用范围日渐广泛，为智慧校园建设带来了技术层次上的支撑。在信息技术与互联网技术的支持下，无论是学校教学方式还是教学模式，都有了前所未有的创新。5G移动通信网络作为当前信息技术发展最为前沿的领域，可以有效促进智慧校园建设，为数字校园发展做出贡献。本文将针对5G技术内涵以及5G移动通信网络架构设计进行详细分析，提出5G移动通信网络架构在校园中的应用优势，其目的是研究出5G移动通信网络架构在校园中的应用途径。

关键词：5G;移动通信技术;网络架构;智慧校园

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）34-0064-02

5G移动通信网络技术当前已经积极运用到社会各个领域，为社会发展助力。在信息化时代下，高校教学管理工作实现了信息化发展，学校教学管理人员已经认识到信息化建设的紧迫性，力求利用物联网、云计算、物联网、智能化、信息化技术，构建面向师生的个性化服务体系。在智慧校园建设风潮的引领之下，智慧校园注重借助互联网技术手段来进行教学管理工作，以便于构建开放性、全过程、具备便捷性的教学管理环境，为学生学习、教师教学、师生日常生活带来便利。5G移动通信网络作为当前最为先进性的信息技术手段，可以有针对性地结合智慧校园管理要求，构建独特的5G移动通信网络系统，以便于促进智慧校园建设与发展。本文将针对5G移动通信网络架构在校园中的应用进行详细分析。

1 5G技术内涵概述

5G移动通信技术是在4G移动通信技术基础上进行的升级与更新，在开展5G移动通信技术设计的过程中，考虑到了环境的变化与未来人们对通信技术的需求，所以5G移动通信技术具备超高速、超大容量、低延迟等3大特征。5G移动通信技术的发展具备创新优化性，可以实现4K传输、虚拟现实，并且还能够切实有效的提升互联网传输速度。相比4G移动通信技术来说，具备超大宽带、超大容量、高安全性高等优势。5G作为一种安全、高效、快速的信息技术手段，还能够有效提升客户之间的互联网传输速度，有效为用户们提供全方位的服务，满足用户们的实际需求。

2 5G移动通信网络架构

5G移动通信网络是在3G技术、4G技术基础上，创新出来的第五代移动通信网络。5G移动通信网络促进了社会各个领域的发展，相比4G网络，5G移动通信网络的速度比4G网络快20倍，不仅提升了人们的上网体验，而且还有效为人们解决了诸多网络传输困惑。在5G移动通信网络当中，最为重要的部分便是网络切片，为了让5G技术充分融入社会不同环境当中，可以将5G移动通信网络切开，按照应用环境划分成若干个逻辑网络，不同逻辑网络可以应用到各种网络环境当中。

网络构架一般可以分成2个部分，分别是5G接入网与核心网，另一部分是中心介入层。在接入网与核心网当中，最为重要的内容便是核心云和边缘云。在核心云当中，作用是存储5G用户的核心数据，核心控制系统的作用是发布指令，控制着5G网络当中各项服务系统运行。针对边缘云来说，边缘云当中涵盖了MEC和CU，边缘云会将数据传递到DU当中，再经过DU传输到AU当中，最后AU便可以通过基站连接到规模MIMO，在400MHz宽带毫米波作用下，5G移动通信网络传输速度可以达到20Gb/s。针对中心介入层次来说，AU可以通过基站介入到中心交换机当中。中心交换机相当于5G应用平台的中心结构，中心平台可以直接介入到邮件服务器、OA服务器、VOD服务器中。这些服务器在运行的过程中，可以接发邮件，并且促使办公自动化，还能够实现视频点播服务。中心交换机可以通过路由器转换的方式，在防火墙当中引入DNS服务器，获取网络中主机的地域名与IP地址，在防火墙当中引入校园局域网，以便于有效服务教学楼、办公楼、实验室、图书馆、信息楼等不同环境。在实际开展学校5G移动通信网络架构时，5G移动通信网络系统模型如图1所示。

3 5G移动通信网络架构在校园中的应用优势

3.1 超高速率

5G移动通信网络最为明显的优势便是超高速率，这也是移动通信行业发展的主要因素之一。5G移动通信网络发展呈现出了前所未有的超高率效率，相比传统4G网络来说，5G移动通信网络最高速度可以高达20Git/s，是4G网络的20倍。5G移动通信网络可以最大程度上带动教学效率，让庞大的教学数据资源都在互联网当中传输交互。

3.2 超低延时

在智慧校园的建设当中，自动化建设是最为关键的内容之一。在理想的情况之下，5G的时间延迟情况几乎是毫秒级别。相对于传统4G网络来说，5G移动通信网络切实将延时缩短，切实有效的为智慧校园建设打下良好基础保障。

3.3 3Dmimo技术

3Dmimo技术也是5G移动通信网络运行过程中另一个技术优势，该技术可以通过大规模阵列天线、波束赋形算法应用，动态整合SDMA技术，实现多场景覆盖模式。该项技术的引入可以最大程度上打破现有网络局限，灵活地应用到多个互联网场景当中，实现互联网的高楼覆盖、热点覆盖、体育场覆盖、最后一公里教师覆盖等，切实为智慧校园建设打下良好基础保障。

4 5G移动通信网络架构在校园中的应用途径

4.1 5G+高清视频

5G+高清視频技术可以借助超高网络传输速度，为智慧校园的高清视频业务提供技术保障，让高清视频引入到校园各个环节当中，为智慧校园建设打下良好基础保障。5G+高清视频技术可以引入到“网络教学、智慧双师课堂、平安校园”等各个环节当中。针对网络教学课堂来说，借助5G+高清视频技术能够实现在线教学直播、在线学习互动、互联网留言实时化等，有效打破时间空间的限制，让学生和教师们在互联网平台上便可以实现交流互动。学生们只要借助互联网便可以随时随地实现现在课堂听讲，让学生们感受到身临其境的课堂学习效果。针对智慧双师课堂来说，双师课堂能够将名师教学内容，借助直播视频的手段进行数据信息传输，实现教学信息传播。尤其是针对教学资源匮乏的地区，借助资源互动与资源共享，能够让学生们第一时间享受到最好的教学资源。引入高清视频与AI技术，更加便捷地开展教学互动、在线评估，有效促进教学工作创新优化，增强教学质量。针对平安校园来说，可以促进校园监控系统全面覆盖，通过动态化视频监控，对学校每一个角落进行监控，杜绝学校出现潜在的安全威胁，5G+高清视频技术可以切实有效的助力安全校园工作，让视频画面更加清晰。

4.2 5G+AR/VR

5G移动通信网络具备高速率、低延时等诸多特点，可以有效与AR/VR技术相融合，为智慧校园构建打下良好基础保障，有效提升用户们的体验感。AR/VR技术可以应用三维图像开展数据传输，增强视频的分辨率，并且降低视频延迟。借助5G技术，构建AR/VR实训实验室，可以真切地将知识与实训内容联系，构建出虚拟工程实验室、医学手术实验室、模拟场景实验室，让学生们在学习的过程中体验实践，强化学生们的实践动手能力，让课堂教学更加真实有趣。

4.3 5G+物联网

5G移动通信网络可以支持100万/平方公里设备接入，真切为智慧校园互联网发展打下良好基础保障。5G+物联网技术可以引入到智慧教室当中，借助5G技术手段，对教室当中的光感、空气湿度与温度、空气质量、能耗、摄像机、教学设备等诸多内容进行合理把控，支持各项教学工作状态，对历史数据进行集中监控分析。5G+物联网技术还能够对教室环境进行控制，管控教室中各个设备状态，确保教室能耗系统、实时影像系统、录播系统高效运行，切实促进智慧课堂的发展。

5 结束语

总而言之，5G移动通信网络作为当前最为先进的通信网络技术，在学校当中应用可以最大程度上促进智慧校园建设。在实际开展智慧校园建设的过程中，應该结合学校自身实际情况和发展方向，科学开展5G高速移动通信网络架构，将借助5G+高清视频技术、5G+物联网技术、5G+AR/VR技术，为智慧校园发展提供技术支撑。

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