5G移動通信技術和軟交換技術在通信工程中的應用

白皓文　林君

摘 要：5G移動通信技術和軟交換技術將成為未來通信工程建設的核心技術，目前仍處在研發和初步應用階段。本文首先對5G移動通信技術和軟交換技術進行概述，然后探討其在通信工程中的應用，并總結5G移動通信技術在網絡通信傳輸方面的優勢。

關鍵詞：5G移動通信技術;軟交換技術;通信工程;網絡通信傳輸

Abstract： 5G mobile communication technology and soft switch technology will become the core technology of future communication engineering construction， which is still in the stage of research and development and preliminary application. Firstly， this paper summarized 5G mobile communication technology and soft switch technology， then discussed its application in communication engineering， and summarized the advantages of 5G mobile communication technology in network communication and transmission.

Keywords： 5G mobile communication technology;soft switch technology;communication engineering;network communication and transmission

5G（第五代移動通信）技術是建立在4G（第四代移動通信）技術基礎之上的，屬于4G技術的優化和延伸。本文在對5G移動通信技術和軟交換技術展開分析的基礎上，探討5G移動通信技術和軟交換技術在通信工程中的應用。

1 移動通信技術和軟交換技術概述

1.1 5G移動通信技術

5G移動通信技術是在4G移動通信技術的基礎上發展起來的新技術[1]，目前仍處于研發和初步應用階段。5G技術是4G技術的升級，將在4G網絡的基礎上，帶來更高網速的提升。此外，5G網絡不僅傳輸速度快，而且在傳輸過程中呈現低時延、高可靠和低功耗的特點，低功耗能更好地支持未來物聯網應用。

從相關技術參數可以看出，5G移動通信頻譜在中高頻段集中，相較于前幾代移動通信技術，傳播損耗更大，網絡覆蓋所需的成本較高。其在上下行解耦、大規模MIMO、波束聚合、波束賦形等方面需要更多的關鍵技術支撐[2]。從2018年全球移動設備供應商協會發布的報告可知，全球計劃或發布5G商用牌照的國家已經有17個。在通信傳輸標準中，毫米波是主要的傳輸手段，其波長為1～10mm，其頻率較寬，具有大量的連續頻譜，可支持的接入速率也可超過10GPbs，但是毫米波的繞射和衍射能力不足，覆蓋面積較小[3]。所以，需要利用大規模MIMO等技術提高天線增益，擴大網絡覆蓋面積。在技術性能指標上，5G技術要求更高，靈活性更強，因此能給用戶帶來更好的使用體驗，未來將取得較好發展。圖1展現了5G的十大應用場景。

1.2 軟交換技術

軟交換技術是下一代通信網絡的核心技術之一，在通信工程中占據重要地位。采用該技術，能利用計算機軟件分離呼叫控制功能實現通信網絡控制，利用開放的業務接口實現網絡能力和資源封存，為信息用戶提供新業務。在通信工程中，采用軟交換技術需要應用相應的軟交換設備，能夠通過核心分組網實現多種通信業務同時進行，所以能滿足用戶的基本要求，提高用戶使用率。在通信網絡中，軟交換技術的主要特點是分層，可以將網絡分成接入層、承載層、控制層和應用層。其中，接入層為基礎，能實現網關、綜合設備等各種設備的接入，為網絡用戶提供可選擇的網絡接入方式，在網絡線路交換中發揮著重要作用。承載層采用分組技術，負責將軟交換網絡內各類信息流傳送至目的地。控制層是提供呼叫控制和承載控制功能，其核心技術就是軟交換技術。應用層由多個服務器構成，主要用來為用戶提供不同類型服務[4]。相較于一般的網絡通信技術，軟交換技術能使通信業務保持獨立，同時提供豐富的通信接口，因此在網絡技術服務上具有廣泛性優勢。圖2是軟交換技術涉及的領域。

軟交換技術涉及的領域

2.1 5G移動通信技術的應用

2.1.1 在通信工程建設中的應用。當前的無線通信網絡拓撲結構主要為星型結構，即以基站為中心，向網絡覆蓋范圍輻射。網絡覆蓋范圍內的終端需要通信時，必須先與基站建立連接關系，設備之間的通信，需要經過基站的轉發。由于所有的通信都經過基站，因此，基站的容量決定了工程通信容量的上限，基站的輻射范圍限制了網絡的覆蓋范圍。5G通信網絡能實現終端間點對點通信，無需通過轉接，使得網絡通信擺脫基站容量和覆蓋范圍的束縛，可以極大地提高用戶體驗度。另外，傳統的無線通信對運營商依賴度較高，無論是設備的配置還是網絡的組建，都需要運營商投入大量的人力和物力成本。而5G技術支持用戶自由地對網絡進行設置和組建，可以大幅降低網絡運營成本，并提升通信效率。采用5G技術也為未來復雜網絡投運提供了技術基礎，有效推動了網絡技術的發展。

2.1.2 在智能通信領域的應用。5G通信技術實現了智能化傳輸，相較于4G通信，能更廣泛地應用在智能通信領域。在4G通信的基礎上，5G通信速率得到了極大提升，能滿足不斷發展的各種高新技術對網絡速率的要求。隨著大數據、物聯網、移動互聯網等新技術的發展，5G通信技術能支持數據快速傳輸、異地存儲、遠端計算，能推動“互聯網+”的高速發展。對于物聯網領域，5G通信的出現，可以實現物與物之間的互聯，進而實現高速通信，可以廣泛應用在智慧城市建設工作中，實現各種市政設施及基礎設備之間的通信。此外，5G通信技術還可以應用在VR技術中，實現數據信息的高速、穩定及實時同步傳輸;也可以應用在汽車自動駕駛、無人倉庫建設等領域。5G技術基于其高速、穩定的通信特點，可以在智能化領域發揮巨大作用。

2.2 軟交換技術的應用

2.2.1 在固話網通信領域的應用。在通信工程建設的初期階段，通常運用電話網絡來提供有限業務。在該時期，軟交換技術主要用于構建實現由點到面的通信設備網絡，實現電話網絡和交換網絡的相互連通，在通信工程建設中發揮了硬件支撐的作用。隨著通信技術的日益發展，網絡業務逐漸增多并占據主導地位，采用軟交換技術的交換網取代了原有電話網絡，有效擴大了通信網絡的覆蓋范圍。目前，軟交換技術已日趨成熟，并廣泛運用于固話網通信領域，可以結合用戶的實際需求搭建交換設備，實現跨區域間的通信。在固話網通信領域應用軟交換技術，需要對網絡終端進行改造，并促使現有網絡形態發生相應變化，實現通信速度的優化提升，降低網絡的運行風險。針對網絡局端，采用軟交換設備改善本地網絡的運行，結合實際情況提高本地網絡整體運行速度，同時注意避免干擾主控系統。針對匯接局端，則可以通過改造交換機的接入，調整相應用戶的聯網方式，使通信系統的運行安全性得到顯著提升。

2.2.2 在移動通信領域的應用。目前，隨著移動通信技術的快速發展，軟交換技術在該領域也得到廣泛應用。在移動長途網絡中，通過設置軟交換設備，可以實現移動通信網絡中各個區域的全面覆蓋，保證通信高效暢通。此外，通過同時啟動兩個軟設備，能對通信工程數據進行備份，避免數據丟失后難以恢復的問題，提高網絡運行的安全性。采用軟交換技術可以實現對通信工程基礎網、移動長途網以及媒體網關中繼站的整合，提高整個網絡傳輸的安全性。在目前普遍應用的3G和4G通信網絡中，可以采用軟交換技術在TMG和TMSC1機設備間設置過橋電路，從而實現網絡的合理鏈接、信息的高效傳輸。

3 結語

5G技術雖然還未真正成型，但在部分發達國家已經逐漸開始應用，而其發展也呈現出以下幾方面的趨勢：一是各國在對5G技術的研究上會不斷加大力度，以為本國通信技術事業的發展提供助推力;二是5G技術的性能將會不斷優化，比當前廣泛使用的4G技術更具使用體驗;三是5G技術的用戶會不斷增多，移動通信設備使用者不斷增加的同時，源于5G技術自身的優勢特征帶來更大吸引力。此外，軟交換技術也在逐步發展，其本身體系結構清晰，層次分明，便于不同網絡之間的融合，便于快速生成業務，優化了通信體系結構。因此，5G移動通信技術和軟交換技術在通信領域都會有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]盛旭然.軟交換技術在通信工程中的應用及發展方向[J].通訊世界，2018（12）：46-47.

[2]猶陸科，朱祥，侯應鼎，等.淺談軟交換技術在通信工程中的應用及發展方向[J].電子世界，2018（11）：97.

[3]李業田.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].電子技術與軟件工程，2017（21）：42.

[4]楊凌，高楠.5G移動通信關鍵技術及應用趨勢[J].電信技術，2017（5）：30.