5G anahtar teknolojileri-Süper yoğun heterojen ağ

- Mar 10, 2020-

5G key technologies-Super dense heterogeneous network

5G ağları, ağ çeşitlendirme, geniş bantlama, entegrasyon ve zeka yönünde ilerliyor. Çeşitli akıllı terminallerin yaygınlaşmasıyla, mobil veri trafiği 2020 ve ötesine patlayıcı bir büyüme gösterecektir. Gelecekteki 5G ağında, hücre yarıçapını azaltmak ve düşük güç düğümü sayısını artırmak, gelecekteki 5G ağının 1000 kat trafik büyümesini desteklemesini sağlayan temel teknolojilerden biridir. Bu nedenle, ultra-yoğun heterojen ağlar, gelecekteki 5G ağlarında veri trafiğini iyileştirmek için anahtar bir teknoloji haline gelmiştir.

Gelecekte kablosuz ağlar, mevcut sitelerden 10 kat daha büyük çeşitli kablosuz düğümlerle dağıtılacaktır. Makro istasyonu kapsama alanı içinde, siteler arasındaki mesafe 10m içinde kalacaktır ve 1km2 başına 25.000 kullanıcı desteği olacaktır. Aynı zamanda, aktif kullanıcı sayısının site sayısına oranı 1: 1'e, yani kullanıcılar ve hizmet düğümleri arasındaki birebir yazışmalara ulaşabilir. Yoğun bir şekilde dağıtılan ağ, ağın güç ve spektrum verimliliğini büyük ölçüde geliştiren terminaller ve düğümler arasındaki mesafeyi kısalttı.Aynı zamanda ağ kapsamını genişletti, sistem kapasitesini genişletti ve farklı erişimdeki hizmetleri geliştirdi. teknolojiler ve çeşitli kapsamlar. Seviyeler arası esneklik. Ultra yoğun heterojen ağ mimarisi 5G'de büyük gelişme beklentilerine sahip olsa da, düğümler arasındaki mesafenin azalması ve giderek yoğunlaşan ağ dağıtımı, ağ topolojisini daha karmaşık hale getirecek ve bu da mevcut mobil iletişim sistemleriyle uyumsuzluk sorunlarına eğilimli olacaktır. 5G mobil iletişim ağlarında girişim, çözülmesi gereken bir sorundur. Ağdaki parazit temel olarak aşağıdakileri içerir: ortak kanal paraziti, paylaşılan spektrum kaynaklarından parazit ve farklı kapsama seviyeleri arasındaki parazit. Mevcut iletişim sistemlerinin girişim koordinasyon algoritmaları sadece tek bir girişim kaynağı sorununu çözebilir. 5G şebekelerinde, bitişik düğümlerin iletim kaybı genellikle çok farklı değildir, bu da çoklu girişim kaynaklarının gücünün benzer olmasına neden olur, bu da ağ performansını daha da düşürür, akımı yapar Koordinasyon algoritmalarıyla baş etmek zordur.

Komşu düğümlerin hassas ve etkili bir şekilde algılanması, büyük ölçekli düğüm işbirliği için bir ön koşuldur. Çok yoğun bir ağda, yoğun uygulama, düzensiz şekillerle birleştiğinde hücre sınırlarının sayısında keskin bir artışa neden olur ve bu da sık ve karmaşık aktarımlara yol açar. Hareketlilik ihtiyaçlarını karşılamak için yeni aktarım algoritmaları ortaya çıkmaya mahkumdur; ayrıca dinamik ağ dağıtım teknolojileri de araştırmanın odak noktasıdır. Kullanıcılar tarafından konuşlandırılan çok sayıda düğümün ani ve rasgele açılması ve kapanması nedeniyle, ağ topolojisi ve parazitinin çok çeşitli dinamik değişiklikleri vardır; ve her küçük istasyondaki az sayıdaki hizmet kullanıcısı da kolayca işletmenin mekansal ve zamansal dağılımına yol açar. Dramatik dinamik değişiklikler meydana gelir.

Geçici ağ

Geleneksel mobil iletişim ağlarında, manuel dağıtım esas olarak çok fazla insan kaynağı tüketen ve işletme maliyetlerini artıran ağ dağıtım ve işletim ve bakımını tamamlamak için kullanılır ve ağ optimizasyonu ideal değildir. Gelecekteki 5G ağlarında ağ dağıtım, işletim ve bakım zorluklarıyla karşılaşılacaktır. Bunun başlıca nedeni, ağdaki çeşitli kablosuz erişim teknolojilerinin ve farklı ağ düğümü kapsama yeteneklerinin olmasıdır. Aralarındaki ilişki karmaşıktır. Bu nedenle, kendi kendini düzenleyen ağın (SON) zekası 5G ağları için önemli bir anahtar teknoloji haline gelecektir.

Kendi kendini düzenleyen ağ teknolojisinin çözdüğü temel problemler temel olarak aşağıdaki iki noktayı içerir: (1) ağ dağıtım aşamasında kendi kendini planlama ve kendi kendini yapılandırma; (2) kendi kendini iyileştirme ve kendi kendini iyileştirme ağ bakım aşaması. -Yapılandırma, yeni ağ düğümlerinin yapılandırması, düşük maliyetli, kurulumu kolay ve diğer avantajları ile tak ve çalıştır olabilir.Kendi optimizasyonunun amacı, iş geliştirme yükünü azaltmak, kaliteyi iyileştirme etkisi elde etmek ve performans, yöntem yerel eNB veya ağ yönetimi parametreleri kendi kendine optimizasyon UE ve eNB üzerinden ölçmek olduğunu.Kendini iyileştirme, sistemin sorunları otomatik olarak tespit edebileceği, bulabileceği ve sorunlarını giderebileceği, bakım maliyetlerini büyük ölçüde azaltabileceği ve etkiyi önleyebileceği anlamına gelir. Kendi kendine programlamanın amacı, sistem kapasitesi genişletme, iş izleme veya optimizasyon ihtiyaçlarını karşılarken ağı dinamik olarak planlamak ve yürütmektir. izlenme sonuçları

İçerik dağıtım ağı

5G'de, büyük ölçekli kullanıcılar için ses, video ve görüntü hizmetleri gibi hizmetler dramatik bir şekilde büyüdü ve ağ trafiğinin patlayıcı büyümesi, İnternet'e erişen kullanıcılar için hizmetlerin kalitesini büyük ölçüde etkileyecektir. Yüksek trafikli iş içeriğinin etkili bir şekilde nasıl dağıtılacağı ve kullanıcıların bilgi edinme gecikmesinin nasıl azaltılacağı, şebeke operatörleri ve içerik sağlayıcıları için önemli bir sorun haline gelmiştir. Yalnızca artan bant genişliğine güvenmek sorunu çözmez. Yönlendirme sıkışıklığı ve iletimde gecikme, web sitesi sunucusunun işleme kapasitesi ve benzerleri gibi faktörlerden de etkilenir. Bu sorunların ortaya çıkması kullanıcı sunucuları arasındaki mesafeyle yakından ilişkilidir. İçerik dağıtım ağı (CDN), gelecekteki 5G ağ kapasitesini ve kullanıcı erişimini desteklemede önemli bir rol oynayacak

İçerik dağıtım ağı, geleneksel ağa, yani akıllı sanal ağa eklenen yeni bir katmandır. CDN sistemi, her bir düğümün bağlantı durumunu, yük durumunu ve kullanıcı mesafesini kapsamlı bir şekilde ele alır. İlgili içeriği kullanıcının yakınındaki CDN proxy sunucusuna dağıtarak, kullanıcılar yakınlarda ihtiyaç duydukları bilgileri edinebilir, bu da ağ tıkanıklığını azaltabilir ve yanıt süresini azaltabilir Yanıt hızını artırmak için. CDN ağ mimarisi, kullanıcı tarafı ile kaynak sunucu arasında birden fazla CDN proxy sunucusu oluşturur, bu da gecikmeyi azaltabilir ve QoS'yi (hizmet kalitesi) artırabilir. Kullanıcı gerekli içerik için bir istek gönderdiğinde, kaynak sunucu daha önce aynı içerik için bir istek aldıysa, istek DNS tarafından kullanıcıya en yakın CDN proxy sunucusuna yönlendirilir ve proxy sunucusu ilgili içeriği adresine gönderir. Kullanıcı. Bu nedenle, kaynak sunucunun içeriği her proxy sunucusuna göndermesi yeterlidir; bu, kullanıcıların yakın bant proxy'sinden yeterli bant genişliğine sahip içerik alması, ağ gecikmesini azaltması ve kullanıcı deneyimini iyileştirmesi için uygundur. Bulut bilişim, mobil İnternet ve dinamik ağ içerik teknolojilerinin ilerlemesi ile içerik dağıtım teknolojileri giderek daha özel ve özelleştirilmiş hale geliyor ve içerik yönlendirme, yönetim, push ve güvenlik açısından yeni zorluklarla karşı karşıya kalıyorlar.

D2D iletişimi

5G şebekelerinde, ağ kapasitesinin ve spektrum verimliliğinin daha da geliştirilmesi gerekmektedir. Daha zengin iletişim modları ve daha iyi son kullanıcı deneyimi de 5G'nin evrim yönleridir. Cihazdan cihaza iletişim (D2D), sistem performansını iyileştirme, kullanıcı deneyimini geliştirme, baz istasyonu basıncını azaltma ve spektrum kullanımını iyileştirme potansiyeline sahiptir. D2D, gelecekteki 5G ağındaki kilit teknolojilerden biridir.

D2D iletişimi, hücresel sisteme dayalı doğrudan bir veri iletim teknolojisidir.D2D oturumunun verileri, baz istasyonu üzerinden iletilmeden doğrudan terminaller arasında ve oturum oluşturma, bakım, kablosuz kaynak tahsisi, faturalandırma, kimlik doğrulama gibi ilgili kontrol sinyalleri arasında iletilir. , tanımlama ve hareketlilik yönetimi, hala hücresel ağın sorumluluğundadır. Hücresel ağda D2D iletişiminin tanıtımı, baz istasyonunun yükünü azaltabilir, uçtan uca iletim gecikmesini azaltabilir, spektrum verimliliğini artırabilir ve terminali azaltabilir Kablosuz iletişim altyapısı hasar gördüğünde veya kablosuz ağ kapsama alanının kör alanında, terminal uçtan uca iletişim gerçekleştirebilir ve hatta D2D ile hücresel ağa erişebilir. 5G ağlarında, D2D iletişimleri devreye alınabilir hem yetkili hem de yetkisiz bantlar.

M2M iletişimi

Nesnelerin İnterneti'nin en yaygın başvuru formu olan M2M (makineli makine, M2M) akıllı şebekeler, güvenlik izleme, kentsel bilgilendirme ve çevresel izleme alanlarında ticari uygulamalar elde etti. 3GPP, M2M ağları için bazı standartlar formüle etti ve önemli M2M teknolojilerini araştırmaya başladı. M2M temel olarak iki geniş ve dar anlamda tanımlanır. Geniş anlamda M2M esas olarak makineden makineye, insandan makineye ve mobil ağ ve makineden makineye iletişim anlamına gelir. İnsanlar, makineler ve sistemler arasında iletişimi sağlayan tüm teknolojileri kapsar. Dar anlamda M2M sadece makineler ve makineler arasındaki iletişim anlamına gelir. Akıllı ve etkileşimli, M2M'nin diğer uygulamalardan farklı olan tipik bir özelliğidir. Bu özellik altındaki makinelere daha fazla "bilgelik" verilir.

Bilgi Merkezi Ağı

Gerçek zamanlı ses ve yüksek tanımlı video gibi hizmetlerin çoğalmasıyla, konum iletişimine dayalı geleneksel TCP / IP ağı veri trafiği dağıtımı gereksinimlerini karşılayamaz. Ağ, bilgiye dayalı bir gelişme eğilimi göstermektedir. Bilgi merkezli ağ (ICN) fikri ilk olarak 1979'da Nelson tarafından önerilmiş ve daha sonra Baccala tarafından güçlendirilmiştir. Yeni bir ağ mimarisi olarak ICN, mevcut IP'nin yerini almayı hedefliyor.

ICN tarafından atıfta bulunulan bilgiler, gerçek zamanlı medya akışı, web hizmetleri, multimedya iletişimi vb. İçerir ve bilgi merkezi ağı, bu bilgi parçalarının toplamıdır. Bu nedenle, ICN'nin ana konsepti bilginin dağıtımı, aranması ve iletilmesidir ve artık hedef ana bilgisayarın bağlantısını sürdürmemektedir. Ana bilgisayar adresi üzerinde merkezlenen geleneksel TCP / IP ağ mimarisinden farklı olarak ICN, IP adresinin rolünü yok sayarak veya hatta bir iletim tanımlayıcısı olarak kullanarak bilgi merkezli bir ağ iletişim modeli kullanır. Yeni ağ protokolü yığını, ağ katmanında bilgi adı çözümlemesi, yol önbellek bilgisi verisi ve çok noktaya yayın dağıtım bilgileri gibi işlevleri uygulayabilir ve bu da bilgisayar ağlarındaki ölçeklenebilirlik, gerçek zamanlı ve dinamik sorunlarını daha iyi çözebilir. ICN bilgi aktarım işlemi, bir yayınla-abone olma yöntemine dayanan bir bilgi aktarım işlemidir. İlk olarak, içerik sağlayıcı kendi içeriğini ağda yayınlar ve ağdaki düğümler ilgili içerik talebine nasıl yanıt verileceğini anlar. Daha sonra, ilk abonelik ağa bir içerik isteği gönderdiğinde, düğüm isteği içerik yayıncısına iletir, içerik yayıncısı karşılık gelen içeriği aboneye gönderir ve önbelleğe sahip düğüm geçen içeriği önbelleğe alır. Diğer aboneler aynı içerik için istek gönderdiğinde, komşu önbelleğe alınan düğümler doğrudan ilgili içeriğe yanıt verir. Bu nedenle, bilgi merkezi ağının iletişim süreci istenen içeriğin eşleşme sürecidir. Geleneksel IP ağında, "push" iletim modu benimsenir, yani sunucu tüm iletim sürecine hükmeder ve kullanıcının durumunu göz ardı ederek kullanıcının çok fazla spam almasına neden olur. ICN ağı tam tersidir. "Çekme" modunu kullanır. Tüm iletim süreci, kullanıcının gerçek zamanlı bilgi talebi tarafından tetiklenir ve ağ, kullanıcılara hızlı yanıt vermek için bilgi önbelleğini kullanır. Ayrıca, bilgi güvenliği saklama kabı ile değil, sadece bilginin kendisiyle ilgilidir. Bilginin bu özelliğine yanıt olarak ICN ağları, geleneksel ağ güvenliği mekanizmalarından farklı bilgi tabanlı güvenlik mekanizmaları kullanır. Geleneksel IP ağlarıyla karşılaştırıldığında ICN, yüksek verimlilik, yüksek güvenlik ve istemci mobilitesi için destek avantajlarına sahiptir.

Bir çift:FTTH için Büyük Gelişmeler ve Beklentiler Sunun Sonraki:Fiber Optik Transponderleri biliyor musunuz?