5g无线通信的特点和关键技术

中国已建成规模最大、技术最先进的5G网络，5G发展走在世界前列。

根据介绍，基础设施方面，中国已建成超234万个5G基站。应用方面，5G移动电话用户已超5.75亿，而国民经济有97个大类，一半以上用了5G，要扩大5G应用，实施“5G+”行动计划。除了上述在国民经济的大类中要扩大应用规模，还要在制造业上下更大功夫。“5G+工业互联网”的赋能对制造业跨越式发展非常重要，计划“十四五”期间建1万个以上的5G工厂。

从1G到4G，移动通信的核心是人与人之间的通信，个人的通信是移动通信的核心业务。但是5G的通信不仅仅是人的通信，而是物联网、工业自动化、无人驾驶被引入，通信从人与人之间通信开始转向人与物的通信，直至机器与机器的通信。

5G核心网构架主要包含三大关键技术：SBA、CUPS和网络切片

什么是SBA?

SBA(Service Based Architecture)，即基于服务的架构。它基于云原生构架设计，借鉴了IT领域的“微服务”理念。

众所周知，传统网元是一种紧耦合的黑盒设计，NFV(网络功能虚拟化)从黑盒设备中解耦出网络功能软件，但解耦后的软件依然是“大块头”的单体式构架，需进一步分解为细粒度化的模块化组件，并通过开放API接口来实现集成，以提升应用开发的整体敏捷性和弹性。

CUPS

CUPS(Control and User Plane Separation)，即控制与用户面分离。目的是让网络用户面功能摆脱“中心化”的囚禁，使其既可灵活部署于核心网(中心数据中心)，也可部署于接入网(边缘数据中心)，最终实现可分布式部署。

事实上，核心网一直沿着控制面和用户面分离的方向演进。比如，从R7开始，通过Direct Tunnel技术将控制面和用户面分离，在3G RNC和GGSN之间建立了直连用户面隧道，用户面数据流量直接绕过SGSN在RNC和GGSN之间传输。到了 R8，出现了MME这样的纯信令节点。

网络切片

5G服务是多样化的，包括车联网、大规模物联网、工业自动化、远程医疗、VR/AR等等。

这些服务对网络的要求是不一样的，比如工业自动化要求低时延、高可靠但对数据速率要求不高;高清视频无需超低时延但要求超高速率;一些大规模物联网不需要切换，部分移动性管理对之而言是信令浪费等等，为此5G要像一把瑞士军刀一样，多功能满足差异化的网络服务。

于是，我们就要把网络切成多个虚拟且相互隔离的子网络，分别应对不同的服务。

当然，这么灵活的切片工作岂是传统大块头的黑盒设备能担当的，自然要虚拟化、软件化，再将网络功能进一步细粒度模块化，才能实现灵活组装业务应用。

传统的互联网要解决的是信息速度、无障碍的传输，自由、开放、共享是互联网的基本精神，但是在5G基础上建立的是智能互联网。智能互联网不仅是要实现信息传输，还要建立起一个社会和生活的新机制与新体系。智能互联网的基本精神是安全、管理、高效、方便。安全是5G之后的智能互联网第一位的要求。假设5G建设起来却无法重新构建安全体系，那么会产生巨大的破坏力。

因此，3GPP就确认了由中国移动牵头26家公司提出的SBA构架为5G核心网基础构架。

在5G的网络构建中，在底层就应该解决安全问题，从网络建设之初，就应该加入安全机制，信息应该加密，网络并不应该是开放的，对于特殊的服务需要建立起专门的安全机制。网络不是完全中立、公平的。举一个简单的例子：网络保证上，普通用户上网，可能只有一套系统保证其网络畅通，用户可能会面临拥堵。但是智能交通体系，需要多套系统保证其安全运行，保证其网络品质，在网络出现拥堵时，必须保证智能交通体系的网络畅通。而这个体系也不是一般终端可以接入实现管理与控制的。