5g通信论文引言

作者 | 高飞 编辑 | 周雅来源 | 赛博故事（cybergushi）引言：预言未来的一个好方法是回顾历史。对于通信产业内的人来说，其实是不太敢说5G重要在哪的。因为很多人都在3G/4G时代预言错了。中国5G牌照的发放，是2019年值得记录的一刻。未来回顾技术发展史，中国5G牌照的发放也必然载入史书。本次牌照发放，有两件事情特别值得讨论，第一个是时间，为什么是现在发放5G牌照；第二个词是应用，它将说明5G将创造何种价值。时间移动通信技术的发展，差不多每隔10年更新一代，2010年，讨论的是4G，2000年，热议的是3G。离2020还有半年，我们迎来了5G。技术虽然每十年一代，但是牌照的发放确不一定完全按照这个时间表来。这是通信技术的特质要求所致。我们经常会说技术（Technology）这个词，但是背后其实包了两种技术，一种技术叫做信息技术（IT），一种技术叫做通信技术（CT）。虽然后缀相同，但是这两种技术的发展路径是不同的。信息技术主要关注计算，小到我们用的办公电脑，大到用于做天气预测的高性能计算机。而通信技术主要关注连接，小到日常用的蓝牙耳机，大到随时在线的整个互联网。两种技术信仰的力量也不尽相同。IT技术信仰市场力量，拿建立标准来说。在IT产业，哪家公司的力量强，哪家公司就可以建立标准。比如微软打造了PC操作系统的标准，英特尔建立了个人电脑、服务器的CPU标准；苹果和安卓则建立智能手机的操作系统标准。IT公司发布新产品、新技术，一般是不需要其他人同意的。多数情况下，政府也不干预的IT市场的标准。相比而言，通信技术就不同。它要尊重两种力量，一个是市场力量，一个是政府力量。每一代通信技术的发展背后，也是无数通信公司研发、开发的成果，这是市场力量的部分。但是每一代通信技术的更迭，往往也包含了政府参与和政府间的博弈。这其中一个关键，是通信技术要使用政府所管理的资源，叫做频谱。无线通信技术，就是将我们要传递的信息编码之后，通过无线电波传输的技术，而无线电波是有频率的不同的，在不同的国家，不同的频率又有不同的用途。所以移动通信技术要想升级换代，必须要得到政府的频谱资源配合才行。下边这张图来自维基百科，说明了不同频率的不同用途，其中超高频，就是移动通信技术常使用的频段。这也说明了为什么频率规划需要政府同意，否则不同的服务，缺乏规划的跑在同一个频段上，就像马路上挤满了车辆一样，会塞车，容易出事故。牌照我们现在听的政府发放牌照，某种程度上，就可以大致理解为，政府同意你在某个频段开始建设、运营无线网络了。正因为政府掌管频率的使用，掌控牌照的发放，考虑一下本国产业利益也是难免的。比如在5G之前，3G/4G是非统一标准。不同标准，不同国家的产业资源和产业能力不同，这样政府就会倾向发放、或者倾向更早发放本国实力更强的通信牌照。我们以ABC三国举例。如果A国政府在任何标准能力都不强，就会相对推迟移动牌照的发放，给本国企业一点发展的时间。如果B国在某一项标准能力很强，那么该国可能会较早发放此标准的牌照；如果C国，在所有标准中所占的技术成分都比较高，或者在一个统一的标准中占的比例比较高，那么政府就会相对早发放（所有）移动牌照。对中国来说，在3G时代，我们是A国的情况，我们在所有标准的话语权都不太足；在4G时代，我们是B国的情况，因为咱们国家支持的是一个发展相对较慢的TD-LTE标准；在5G时代，我们现在是就C国的情况，相信原因大家都懂。但是通信技术，又不是纯粹的竞争关系，而竞争又合作。因为通信技术的本质是连接。既然是连接，就要考虑不同国家、不同地区、不同设备的连接，所以互操作性特别重要。由于形成国际标准，需要不同国家的参与讨论，所以知识产权也相对分散，技术使用是你中有我，我中有你的关系。工信部的5G牌照预公告也说，咱们的5G是自主创新加开放合作，就是这个道理。应用因为贸易战的关系，和3G/4G时更多是通信产业内的人关心牌照发放不同，现在全社会都在关注这项技术进步，而且说起来5G好像是一场革命一样，谁能掌握先机，就能领先一个时代。5G为什么这么重要呢？大概是这么三个原因：1、特朗普说它重要全球知名推特博主特朗普无数次将5G作为国家竞争要素去定义，这让人不得不觉得它重要。2、历史证明它会很重要预言未来的一个好方法是回顾历史。对于通信产业内的人来说，其实是不太敢说5G重要在哪的。因为很多人都在3G/4G时代预言错了。当年3G/4G出现的时候，很多人说它很重要，因为当时好像意味着手机可以看电视或者打视频电话了，听起来很革命的样子；很多人又说它不重要，因为拿手机看电视或者打视频电话可能会撞到电线杆。最后这两拨人都预言错了，3G/4G之所以重要，是因为之后的iPhone开启了移动互联网时代，重新用智能手机定义了手机。尽管预测很难，但是大家都对一件事有共识，既然3G/4G能催生出一个移动互联网产业，5G肯定也能催生出一个新产业，虽然这个所谓的“新产业”是什么很难说，但它一定能催生“新产业”毫无疑问。3、有个定律证明它必然很重要第2个理由虽然论据很充分，但是证明逻辑不完整。不过有一个定律似乎可以证明5G必然有价值，那就是麦特卡夫定律（Metcalfe's law，或者叫梅特卡夫定律）。维基百科是这样定义的，它是一个关于网络的价值和网络技术的发展的定律，由乔治·吉尔德于1993年提出，但以计算机网络先驱、3Com公司的创始人罗伯特·梅特卡夫的姓氏命名，以表彰他在以太网上的贡献。内容是：一个网络的价值等于该网络内的节点数的平方，而且该网络的价值与联网的用户数的平方成正比。听起来有点绕口，但是意思其实很简单，就是一个网络的用户越多，那么这个网络和网络个体价值就越大。大家可以看下便这张图加深理解：当网络节点越多，它们互相之间的连接数量会成几何基数上升。比如两台设备，会有一种连接方式，5台电话就有10种互联方式，12个电话就有66种连接方式。而2/3/4G的发展，也充分证明了我们的连接数越多，网络价值确实越大。2G时代，网络还要靠拨号，那时候上网设备是PC，每年几千万台的出货量，连接了每一个办公室，当时是互联网经济；3G/4G时代，有了智能手机，每年上亿的出货量，连接了地球上的所有人，就衍生了市场价值更大的移动互联网经济。而在5G时代，一个很重要的技术特性就是能够以高带宽、低延时，连接可能千百亿数量计算的万物，这里的万物包括一部汽车、一台电灯，一个钥匙，一幢大楼，甚至通过“智能指环”连接一头牛，一只羊。有了这样的网络，我们将会看见什么样的未来？1G时代的人很难预言iPhone，2/3G时代的人，也无法预言微信/抖音，但是我们知道，必然会有未知的杀手级应用在5G时代等着我们，因为网络规模决定一切！问题尽管5G意义重大，但是我们也不能对5G过于乐观。因为前途光明，道路曲折。移动互联网时代，发轫3G，但是大成于4G。建设新一代移动通信网络也耗资巨大，动辄以千亿计算，5G的技术复杂性，让它的实施成本也更高了。5G的发展，需要运营商网络。但是历史同样告诉我们，虽然运营商建设了网络，但是受益每一次移动通信技术红利最大的并不是运营商，微信属于腾讯，抖音属于字节跳动。建设者，未必是收获者，甚至一旦财务平衡不好，成为殉道者也未尝可知。机遇但是历史同样告诉我们，这些问题，与新一代通信技术所能创造的机遇比起来，一切都是值得的投入。5G就像我们物理世界的公路、桥梁、水利、电网一样，建设它可能成本巨大，但是一旦这个新的数字基础设施建成，整个社会都将受益于它的网络效应。就像3G/4G而来的微信已经改变了我们的工作，沟通方式。海外的IHS Markit和高通的一份《5G经济》报告预测，到2035年，5G将在全球创造万亿美元经济产出，创造2200万个工作岗位。中国的中国信通院报告说，从2020到2025年，5G商用将直接带动中国万亿元人民币的经济总产出，间接带动经济总产出约万亿元人民币。更重要的是，到2025年，5G将直接为中国创造超过300万个新的就业岗位。这些数字无疑将覆盖和超越网络建设的巨大成本。5G的真正意义就在于此，它不止是技术的升级换代，它还将决定我们未来10年的生活、工作。5G会创造新世界。

引言：数据传输的速度和效率以及数据传输的考虑范围，对于科技的发展是非常重要的，而不同的数据传输技能所带来的影响也能够促进其他行业的发展，5G时代降临对社会会带来哪些影响呢？

5G时代来临之后，数据传输的速度会更快，传输的方式会更好，而且传输的范围也会更广一些。比如说自己以前的山区是很难接受到高质量的传输的，但是有了5G 之后，自己就算在偏远地区，但是依旧能够很快的接收到信号，而且也不会有什么阻碍，那么就必然是扩大了人类活动的范围，促进了经济的增长。另外的话有很多新兴的技术，比如说VR技术AR技术这些技术都是需要一定的数据传输性能来支撑的，而5G时代就是这样的一个很好的支撑工具，所以说就能够促进更多行业的发展，自己也可以在这个过程中享受到更好的体验。这也就说明了人类在未来的一段时间里面，5G时代的降临都能够让自己的生活变得更加的便利。

虽然说线上经济和虚拟经济确实给人们带来了很多的变异，但是实体经济才是支撑，所以说一定要促进实体经济的发展。而且对于虚拟经济所创造的财富应该适当的控制泡沫和溢价，并且及时的增加税收，这样的话才能够让实体经济做起来更加好一些，从而能够进行调和。如果每一个人都放弃实体经济在线上做一些事情的话，因为成本的大幅度降低，所以说自己也会感觉到收益是很高的，那么就会导致资金大量的涌入，所以说这也不利于一个社会经济发展的后续动力。

人们在选择自己未来发展方向的时候，一定要有前瞻性，而且才能够更好的规划自己的人生道路。所以还是建议更多的人能够想一想自己未来到底需要什么，在这样的情况之下，才能够让自己更好的发展。

SDN的主要技术特点

SDN的应用场景与SDN技术本身的特点有很大的相关性，下面是我带来的SDN的主要技术特点。供大家参考。

SDN的主要技术特点体现在3方面：

● 转发与控制分离。SDN具有转发与控制分离的特点，采用SDN控制器实现网络拓扑的收集、路由的计算、流表的生成及下发、网络的管理与控制等功能;而网络层设备仅负责流量的转发及策略的执行。通过这种方式可使得网络系统的转发面和控制面独立发展，转发面向通用化、简单化发展，成本可逐步降低;控制面可向集中化、统一化发展，具有更强的性能和容量。

● 控制逻辑集中。转发与控制分离之后，使得控制面向集中化发展。控制面的集中化，使得SDN控制器拥有网络的全局静态拓扑，全网的动态转发表信息，全网络的资源利用率，故障状态等。因此，SDN控制器可实现基于网络级别的统一管理、控制和优化，更可依托全局的拓扑的动态转发信息帮助实现快速的故障定位和排除，提高运营效率。

● 网络能力开放化。SDN还有一个重要特征是支持网络能力开放化。通过集中的SDN控制器实现网络资源的统一管理、整合以及虚拟化后，采用规范化的北向接口为上层应用提供按需分配的网络资源及服务，进而实现网络能力开放。这样的方式打破了现有网络对业务封闭的问题，是一种突破性的创新。

SDN控制与转发分离的特点，使得设备的硬件通用化、简单化，设备的硬件成本可大幅降低，可促进SDN的应用;但由于设备硬件的变化，转发流表的变化也存在SDN设备与现有网络设备的兼容问题，在一定时期内可能限制SDN在大规模网络中的应用。

SDN控制逻辑集中的特点，使得SDN控制器拥有网络全局拓扑和状态，可实施全局优化，提供网络端到端的部署、保障、检测等手段;同时，SDN控制器可集中控制不同层次的网络，实现网络的多层多域协同与优化，如：分组网络与光网络的联合调度。

SDN网络能力开放化的特点，使得网络可编程，易快捷提供的应用服务，网络不再仅仅是基础设施，更是一种服务，SDN的应用范围得到了进一步的拓展。

关于5G移动通信网络架构中SDN与NFV技术的应用论文

【摘要】

在当前的移动通信网络之中，关键在于突破软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的相关技术难题。在此之前，我们了解到如果在5G网络架构中运用SDN和NFV技术，将产生很大程度上的便利；再者，对国际上SDN与NFV技术最前沿的研究状况进行了阐述，对以SDN/NFV的网络架构为基础的设计理念进行了探究；最后，综合各种因素对在SDN/NFV技术之上的5G网络架构展开了试探性的探讨，并且对其中技术上的重难点进行了剖析，提出了相应的解决方案，希望能够为行业发展做出一定的贡献。

关键词

软件定义网络；网络功能虚拟化；5G网络架构

一些市场研究机构经过调研得出这样一个结论，第五代移动通信（以下简称为5G）网络大概会在2017年左右把相关协议确立下来，实现商业化的时间暂定为2020年。然而，近年来互联网流量消耗量不断升高，市场方面需求紧迫，再加之第五代移动通信技术在未来战略中占据着重要的位置，因此，市场上早已开始了对5G网络技术的研究，5G网络的需求正变得越来越迫切。

在国内市场，部分企业和组织也顺应时代的发展，接连开启了对5G网络的技术攻关。国际上更是如此，各国电信运营商争相提出自己的5G设想，并且都在对自己的方案进行技术论证。显然，不管是国外还是国内，无论是运营商还是设备商，都开始了对5G技术研究的漫漫长路。各组织之间的较量对达成行业内的技术共识是十分重要的，对于行业巨头来说，这是获取专利抢占技术高地，决胜未来的关键时期。现在的5G技术，还没有在关键领域达成技术共识。也正因如此，移动通信领域将迎来巨大的变革，这也将带来前所未有的机遇和挑战。

一、将SDN和NFV引入5G网络架构所带来的好处

SDN严格来说是一种网络创新架构，它有一些明显的特点：

1）控制部分与转发部分是隔离开的；

2）控制集中化；

3）用到的软件接口都是被广泛定义的。

核心要点在于，把控制面与数据面隔开，转发的功能仅由硬件设备的下层实现，其上层则分离，用于集中实现控制，从而实现网络应用与功能的可编程性。在集中化的控制系统中，可以掌握所有用户的网络使用情况，进而在全局上对网络流量进行宏观调控，合理配制网络资源，提高对资源的利用率。

在未来的网络中可以科学合理的利用SDN的这些优势，使其可以在网络通信行业大展拳脚。正是由于SDN技术的合理运用，才使得移动网络的基本功能得到更加有效地发挥，这也使其纵向融合变成现实，简化网络的同时可以适应逐渐增长的接入速率。追根溯源，SDN首创于斯坦福大学，而NFV的概念则来源于运营商联盟，他们的目的在于处理硬件设施笨重、传统与难以拓展等问题的同时，可以更好地使用现有的网络，使得投资利益最大化。

在不久前发布的NFV白皮书中可以了解到，他们对于SDN与NFV的关系是这样定义的：首先，这两者有着一种互补关系，他们是可以实现融合的，不过两者并没有依赖关系，换句话说，也就是NFV可以实现独立的布置，而不用考虑SDN的影响。但是两者是存在互补性的，其主要表现在SDN能使NFV具有更大的兼容性和操作简便的特点，反过来，NFV的虚拟化等技术则可以提升SDN的灵活性。

二、目标网络架构初探

就目前市场现状来看，阿朗及中国的华为、中兴等信息通讯公司、各大主要研究机构与论坛等争相提出自己设想的5G白皮书，这些白皮书分别承载了各大公司对5G网络时代的展望，对市场供需关系的理解。当今世界的5G网络架构并不成熟，几乎所有构想都处于刚刚提出，正在进行技术认证的阶段。

在SDN与NFV等基础思想的指导下，设计的5G移动通信网络架构主要有以下三种设计思路：

（1）对网元功能采用划分处理

当前的网络有着封闭且无序的特点，甚至部分功能存在相互冲突的情况，这就需要重新定义网络功能，进行更加清晰地梳理和划分。第一步要做的就是将控制端与转发端进行分离，以及实现软件与硬件的解耦。通过分离可以实现将控制功能全部置于SDN控制器之上的目的，在转发面使用合适的转发设备，一般都是标准件，其优势在于成本低廉，他们在同一接口实现连接。在控制面和转发面上均可以实现扩容或升级功能，这就使得设备愈发便捷高效。

（2）网络功能抽象

在对各部分网元功能进行分开处理之后，还需要做共性提取的工作，经过一定规律的封装，将具有不同功能的模块分离出来，对各模块之间使用的连接口均采用标准件。对比于未划分之前的网络功能，经过分解的网络功能模块将变得越来越多，这就将使得接口和协议变得极为复杂。

经过抽象处理实现网络功能的模块化，在各功能模块之间使用API接口，使得他们更加具有开放性，在相关标准的基础上对其进行重组，让重组后的网元功能具有全网视图，同时尽量满足用户的需求，为客户带来最佳的业务数据流传送与整合方法，进而实现网络资源的合理利用，强化互联网的服务能力。

当今的互联网技术发展日新月异，基于互联网行业的创新实践多如牛毛，这一切的一切都与其使用公共硬件平台，让客户使用开放的API接口，简化民众创新环节，减少创新要求有着极为重要的联系。故而，将API公布给开发者，使其随意使用，互联网的设计与开发突破传统的只针对运营商，转变为面向更为广大的用户群体，让运营商有着更加灵便的网络能力，进而解决已有的.因硬件问题而引发的升级困难、扩展性差等缺点。

（3）网络功能重构

将已经开放接口的各功能子模块分选出来，按照一定的需求进行组合使用，这样一来不但可以拥有基础的现有网络的基本功能，更重要的是可以让各组件相互独立，甚至实现动态性的伸缩，与此同时，可以结合未来的发展趋势进行快速研发、调试和合理布置，体现全新的功能。因此，在这个基础之上网络资源就能够实现共享，而且还能在实际业务的要求下进行按需编排和故障隔离等。这其实也就是进行重新划分并抽象的目的所在。

众所周知，IT技术具有灵活快速的优点，这一点也被电信网络所学习，在即将到来的5G时代，其网络架构将不可能是以往的固定、封闭的架构，取而代之的将是一个全新的依托于虚拟化技术的构架。对现有的模块进行划分及重组之后，不但可以实现最为基本的现有的网络功能，而且更重要的是可以减持冗余。举例说明，比如一些模块的功能或业务已然超过了使用寿命，而且也达到了退出市场的条件。但实际真的如此吗？根据测算其现有电路交换机的两千余个功能使用率甚至不超过百分之一，在模块化的基础之上，运营商就能够根据自己的实际需求进行选择，在最大限度利用投资资源的同时做到省去无用花费的目标。

三、结束语

文章在SDN和NFV技术的基础上，实现现有网络的解耦、抽象和重构，提出了一些创造性的使用设想，比如控制面与转发面实现分离、控制集中化、可编程的未来移动通信网络架构，并对未来移动通信的网络架构采取了试探性的摸索。经过总结分析可以知道，基于SDN和NFV的新型网络架构，不但能解决传统架构固有的一些缺点，还能够满足未来不断增多的新业务对网络可编程和快速响应的要求。

我们国家准备2020年商用5G，而从全球范围来看，竞争比较激烈，美国也是2018年部分商用，这背后是产业的竞争，国内厂商在全球竞争力的提升需要技术的积累和飞跃，还有产业的投资在背后。相对3G、4G而言，国内在5G的参与度和话语权在不断提升：3G时代是高通一家独大，4G包括华为、中兴等网络设备厂商有很大进步，到了5G不光华为、中兴、大唐有投入，其他很多厂商特别是芯片厂商也做了很大的投入，都带动了我国的产业力量，包括专利数量，相比4G有比较大的提高。2016年，根据联合国世界知识产权组织的统计：2016年中兴通讯以4123项已公开PCT申请数排名世界第一，华为以3692项专利申请排名第二，并远领先于高通、爱立信，诺基亚等欧美通信巨头。5G和物联网的浪潮将开启新一轮投资机会。据港媒称，中国三大电信运营商在5G基础设施上的总投入在七年内预计将达到1800亿美元，远超其2013-2020年在4G网络上估计1170亿美元的投入。5G是通信行业最确定的方向之一，大概率带来全球主设备商的又一轮份额的洗牌。华为和中兴在5G技术上全球布局领先，目前在行业中的地位相比2G、3G、4G时代不可同日而语。

1.首先网速特别快；2.互联网下的移动通信；3.智能家居的使用；4.推动无人驾驶的普及率；5.大大减少道路拥挤、降低交通事故；6.无人车物流的普及；和AR大面积普及，8实现工业互联。

可以推动社会进步发展，可以让人们上网的时候速度越来越快，可以让人们接受新鲜的资讯，可以带动基建设备的发展。可以带动新兴产业的发展。