5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在校園的應(yīng)用

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摘要：在我國信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，5g移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)積極發(fā)展，成為當(dāng)前社會最為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，為社會各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)步做出強(qiáng)大基礎(chǔ)保障。信息技術(shù)促使大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等諸多技術(shù)，在我國教育領(lǐng)域應(yīng)用范圍日漸廣泛，為智慧校園建設(shè)帶來了技術(shù)層次上的支撐。在信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，無論是學(xué)校教學(xué)方式還是教學(xué)模式，都有了前所未有的創(chuàng)新。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展最為前沿的領(lǐng)域，可以有效促進(jìn)智慧校園建設(shè)，為數(shù)字校園發(fā)展做出貢獻(xiàn)。本文將針對5G技術(shù)內(nèi)涵以及5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析，提出5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在校園中的應(yīng)用優(yōu)勢，其目的是研究出5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在校園中的應(yīng)用途徑。

關(guān)鍵詞：5G；移動(dòng)通信技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；智慧校園

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)積極運(yùn)用到社會各個(gè)領(lǐng)域，為社會發(fā)展助力。在信息化時(shí)代下，高校教學(xué)管理工作實(shí)現(xiàn)了信息化發(fā)展，學(xué)校教學(xué)管理人員已經(jīng)認(rèn)識到信息化建設(shè)的緊迫性，力求利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智能化、信息化技術(shù)，構(gòu)建面向師生的個(gè)性化服務(wù)體系。在智慧校園建設(shè)風(fēng)潮的引領(lǐng)之下，智慧校園注重借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段來進(jìn)行教學(xué)管理工作，以便于構(gòu)建開放性、全過程、具備便捷性的教學(xué)管理環(huán)境，為學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、師生日常生活帶來便利。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為當(dāng)前最為先進(jìn)性的信息技術(shù)手段，可以有針對性地結(jié)合智慧校園管理要求，構(gòu)建獨(dú)特的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以便于促進(jìn)智慧校園建設(shè)與發(fā)展。本文將針對5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在校園中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

15G技術(shù)內(nèi)涵概述

5G移動(dòng)通信技術(shù)是在4G移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行的升級與更新，在開展5G移動(dòng)通信技術(shù)設(shè)計(jì)的過程中，考慮到了環(huán)境的變化與未來人們對通信技術(shù)的需求，所以5G移動(dòng)通信技術(shù)具備超高速、超大容量、低延遲等3大特征。5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展具備創(chuàng)新優(yōu)化性，可以實(shí)現(xiàn)4K傳輸、虛擬現(xiàn)實(shí)，并且還能夠切實(shí)有效的提升互聯(lián)網(wǎng)傳輸速度。相比4G移動(dòng)通信技術(shù)來說，具備超大寬帶、超大容量、高安全性高等優(yōu)勢。5G作為一種安全、高效、快速的信息技術(shù)手段，還能夠有效提升客戶之間的互聯(lián)網(wǎng)傳輸速度，有效為用戶們提供全方位的服務(wù)，滿足用戶們的實(shí)際需求。

25G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是在3G技術(shù)、4G技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新出來的第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)了社會各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，相比4G網(wǎng)絡(luò)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的速度比4G網(wǎng)絡(luò)快20倍，不僅提升了人們的上網(wǎng)體驗(yàn)，而且還有效為人們解決了諸多網(wǎng)絡(luò)傳輸困惑。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，最為重要的部分便是網(wǎng)絡(luò)切片，為了讓5G技術(shù)充分融入社會不同環(huán)境當(dāng)中，可以將5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)切開，按照應(yīng)用環(huán)境劃分成若干個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)，不同邏輯網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架一般可以分成2個(gè)部分，分別是5G接入網(wǎng)與核心網(wǎng)，另一部分是中心介入層。在接入網(wǎng)與核心網(wǎng)當(dāng)中，最為重要的內(nèi)容便是核心云和邊緣云。在核心云當(dāng)中，作用是存儲5G用戶的核心數(shù)據(jù)，核心控制系統(tǒng)的作用是發(fā)布指令，控制著5G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中各項(xiàng)服務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行。針對邊緣云來說，邊緣云當(dāng)中涵蓋了MEC和CU，邊緣云會將數(shù)據(jù)傳遞到DU當(dāng)中，再經(jīng)過DU傳輸?shù)紸U當(dāng)中，最后AU便可以通過基站連接到規(guī)模MI⁃MO，在400MHz寬帶毫米波作用下，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸速度可以達(dá)到20Gb/s。針對中心介入層次來說，AU可以通過基站介入到中心交換機(jī)當(dāng)中。中心交換機(jī)相當(dāng)于5G應(yīng)用平臺的中心結(jié)構(gòu)，中心平臺可以直接介入到郵件服務(wù)器、OA服務(wù)器、VOD服務(wù)器中。這些服務(wù)器在運(yùn)行的過程中，可以接發(fā)郵件，并且促使辦公自動(dòng)化，還能夠?qū)崿F(xiàn)視頻點(diǎn)播服務(wù)。中心交換機(jī)可以通過路由器轉(zhuǎn)換的方式，在防火墻當(dāng)中引入DNS服務(wù)器，獲取網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的地域名與IP地址，在防火墻當(dāng)中引入校園局域網(wǎng)，以便于有效服務(wù)教學(xué)樓、辦公樓、實(shí)驗(yàn)室、圖書館、信息樓等不同環(huán)境。在實(shí)際開展學(xué)校5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型如圖1所示。

35G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在校園中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1超高速率

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)最為明顯的優(yōu)勢便是超高速率，這也是移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展的主要因素之一。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展呈現(xiàn)出了前所未有的超高率效率，相比傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)來說，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)最高速度可以高達(dá)20Git/s，是4G網(wǎng)絡(luò)的20倍。5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以最大程度上帶動(dòng)教學(xué)效率，讓龐大的教學(xué)數(shù)據(jù)資源都在互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中傳輸交互。

3.2超低延時(shí)

在智慧校園的建設(shè)當(dāng)中，自動(dòng)化建設(shè)是最為關(guān)鍵的內(nèi)容之一。在理想的情況之下，5G的時(shí)間延遲情況幾乎是毫秒級別。相對于傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)來說，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)切實(shí)將延時(shí)縮短，切實(shí)有效的為智慧校園建設(shè)打下良好基礎(chǔ)保障。

3.33Dmimo技術(shù)

3Dmimo技術(shù)也是5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中另一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢，該技術(shù)可以通過大規(guī)模陣列天線、波束賦形算法應(yīng)用，動(dòng)態(tài)整合SDMA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多場景覆蓋模式。該項(xiàng)技術(shù)的引入可以最大程度上打破現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)局限，靈活地應(yīng)用到多個(gè)互聯(lián)網(wǎng)場景當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的高樓覆蓋、熱點(diǎn)覆蓋、體育場覆蓋、最后一公里教師覆蓋等，切實(shí)為智慧校園建設(shè)打下良好基礎(chǔ)保障。

45G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在校園中的應(yīng)用途徑

4.15G+高清視頻

5G+高清視頻技術(shù)可以借助超高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，為智慧校園的高清視頻業(yè)務(wù)提供技術(shù)保障，讓高清視頻引入到校園各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，為智慧校園建設(shè)打下良好基礎(chǔ)保障。5G+高清視頻技術(shù)可以引入到“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、智慧雙師課堂、平安校園”等各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中。針對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課堂來說，借助5G+高清視頻技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線教學(xué)直播、在線學(xué)習(xí)互動(dòng)、互聯(lián)網(wǎng)留言實(shí)時(shí)化等，有效打破時(shí)間空間的限制，讓學(xué)生和教師們在互聯(lián)網(wǎng)平臺上便可以實(shí)現(xiàn)交流互動(dòng)。學(xué)生們只要借助互聯(lián)網(wǎng)便可以隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在課堂聽講，讓學(xué)生們感受到身臨其境的課堂學(xué)習(xí)效果。針對智慧雙師課堂來說，雙師課堂能夠?qū)⒚麕熃虒W(xué)內(nèi)容，借助直播視頻的手段進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息傳播。尤其是針對教學(xué)資源匱乏的地區(qū)，借助資源互動(dòng)與資源共享，能夠讓學(xué)生們第一時(shí)間享受到最好的教學(xué)資源。引入高清視頻與AI技術(shù)，更加便捷地開展教學(xué)互動(dòng)、在線評估，有效促進(jìn)教學(xué)工作創(chuàng)新優(yōu)化，增強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量。針對平安校園來說，可以促進(jìn)校園監(jiān)控系統(tǒng)全面覆蓋，通過動(dòng)態(tài)化視頻監(jiān)控，對學(xué)校每一個(gè)角落進(jìn)行監(jiān)控，杜絕學(xué)校出現(xiàn)潛在的安全威脅，5G+高清視頻技術(shù)可以切實(shí)有效的助力安全校園工作，讓視頻畫面更加清晰。

4.25G+AR/VR

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具備高速率、低延時(shí)等諸多特點(diǎn)，可以有效與AR/VR技術(shù)相融合，為智慧校園構(gòu)建打下良好基礎(chǔ)保障，有效提升用戶們的體驗(yàn)感。AR/VR技術(shù)可以應(yīng)用三維圖像開展數(shù)據(jù)傳輸，增強(qiáng)視頻的分辨率，并且降低視頻延遲。借助5G技術(shù)，構(gòu)建AR/VR實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，可以真切地將知識與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容聯(lián)系，構(gòu)建出虛擬工程實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)學(xué)手術(shù)實(shí)驗(yàn)室、模擬場景實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生們在學(xué)習(xí)的過程中體驗(yàn)實(shí)踐，強(qiáng)化學(xué)生們的實(shí)踐動(dòng)手能力，讓課堂教學(xué)更加真實(shí)有趣。

4.35G+物聯(lián)網(wǎng)

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以支持100萬/平方公里設(shè)備接入，真切為智慧校園互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)保障。5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以引入到智慧教室當(dāng)中，借助5G技術(shù)手段，對教室當(dāng)中的光感、空氣濕度與溫度、空氣質(zhì)量、能耗、攝像機(jī)、教學(xué)設(shè)備等諸多內(nèi)容進(jìn)行合理把控，支持各項(xiàng)教學(xué)工作狀態(tài)，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控分析。5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能夠?qū)淌噎h(huán)境進(jìn)行控制，管控教室中各個(gè)設(shè)備狀態(tài)，確保教室能耗系統(tǒng)、實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)高效運(yùn)行，切實(shí)促進(jìn)智慧課堂的發(fā)展。

5結(jié)束語

總而言之，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)作為當(dāng)前最為先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在學(xué)校當(dāng)中應(yīng)用可以最大程度上促進(jìn)智慧校園建設(shè)。在實(shí)際開展智慧校園建設(shè)的過程中，應(yīng)該結(jié)合學(xué)校自身實(shí)際情況和發(fā)展方向，科學(xué)開展5G高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，將借助5G+高清視頻技術(shù)、5G+物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、5G+AR/VR技術(shù)，為智慧校園發(fā)展提供技術(shù)支撐。

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作者：白鴿 單位：洛陽科技職業(yè)學(xué)院