Мережі 5G рухаються в напрямку диверсифікації мережі, широкосмугової інтеграції, інтеграції та інтелекту. З популяризацією різних інтелектуальних терміналів мобільний трафік даних демонструватиме вибухонебезпечне зростання до 2020 року та після нього. У майбутній мережі 5G зменшення радіусу стільникового зв’язку та збільшення кількості вузлів малої потужності є однією з основних технологій для забезпечення того, щоб майбутня мережа 5G підтримувала в 1000 разів зростання трафіку. Тому ультра щільні неоднорідні мережі стали ключовою технологією для покращення трафіку даних у майбутніх мережах 5G.
Надалі бездротові мережі будуть розгорнуті з безліччю бездротових вузлів, які більш ніж в 10 разів перевищують існуючі сайти. У межах зони покриття макростанції відстань між сайтами залишатиметься в межах 10 м і підтримуватиме 25 000 користувачів на 1 км2. При цьому співвідношення кількості активних користувачів до кількості сайтів може досягати 1: 1, тобто листування один на один між користувачами та вузлами обслуговування. Густо розгорнута мережа скоротила відстань між терміналами та вузлами, що значно покращило потужність та ефективність спектру мережі. У той же час вона також розширила охоплення мережі, розширила ємність системи та розширила послуги при різному доступі технології та різні покриття. Міжрівнева гнучкість. Хоча надто щільна різнорідна архітектура мережі має великі перспективи розвитку в 5G, зменшення відстані між вузлами та все більш щільне розгортання мережі ускладнить топологію мережі, що схильне до проблем несумісності з існуючими системами мобільного зв'язку. У мобільних мережах зв'язку 5G перешкоди є проблемою, яку необхідно вирішити. Втручання в мережу в основному включає в себе: перешкоди на каналі, інтерференцію з ресурсів спільного спектру та перешкоди між різними рівнями покриття. Алгоритми координації перешкод у існуючих системах зв'язку можуть вирішити лише проблему одного джерела перешкод. У мережах 5G втрати передачі сусідніх вузлів, як правило, не сильно відрізняються, що призведе до того, що сила численних джерел перешкод буде подібною, що ще більше погіршить продуктивність мережі, що робить поточний Важко впоратися з алгоритмами координації.
Точне та ефективне зондування сусідніх вузлів є необхідною умовою для масштабної співпраці вузлів. У надмірно щільній мережі щільне розгортання викликає різке збільшення кількості меж комірок у поєднанні з неправильною формою, що призводить до частих і складних передач. Для задоволення потреб у мобільності повинні з’явитися нові алгоритми передачі; крім того, динамічні технології розгортання мережі також є центром досліджень. Через раптове та випадкове відкриття та закриття великої кількості вузлів, розгорнутих користувачами, топологія та інтерференція мережі мають широкий діапазон динамічних змін; а невелика кількість користувачів послуг на кожній невеликій станції також легко призводить до просторового та часового розподілу бізнесу. Відбуваються різкі динамічні зміни.
Спеціальна мережа
У традиційних мережах мобільного зв'язку ручне розгортання використовується в основному для завершення розгортання мережі та експлуатації та обслуговування, що споживає багато людських ресурсів і збільшує експлуатаційні витрати, а оптимізація мережі не є ідеальною. У майбутніх мережах 5G виникнуть проблеми з розгортанням, експлуатацією та обслуговуванням мережі. В основному це пов'язано з існуванням в мережі різних технологій бездротового доступу та різними можливостями покриття мережевих вузлів. Стосунки між ними складні. Тому інтелект самоорганізуючої мережі (SON) стане важливою ключовою технологією для мереж 5G.
Основні проблеми, що вирішуються за допомогою самоорганізуючої мережевої технології, в основному включають наступні два моменти: (1) самопланування та самоконфігурація на етапі розгортання мережі; (2) фаза обслуговування мережі для самооптимізації та самолікування. -конфігурація, тобто конфігурація нових вузлів мережі може бути підключенням та програванням, з низькою вартістю, простотою установки та іншими перевагами. Метою самооптимізації є зменшення завантаженості бізнесу, досягнення ефекту покращення якості та продуктивність мережі, спосіб полягає в вимірюванні через UE та eNB, в локальній оптимізації параметрів управління eNB або мережею. Самолікування означає, що система може автоматично виявляти, знаходити та вирішувати проблеми, значно скорочуючи витрати на обслуговування та уникаючи впливу про якість мережі та досвід користувачів. Метою самопрограмування є динамічне планування та виконання мережі при задоволенні потреб у розширенні ємності системи, моніторингу бізнесу чи оптимізації результати ізації
Мережа розповсюдження контенту
У 5G такі послуги, як аудіо-, відео- та графічні послуги для великих користувачів, різко зросли, а вибухонебезпечне зростання мережевого трафіку значно вплине на якість послуг для користувачів, які мають доступ до Інтернету. Як ефективно поширювати бізнес-контент з високим трафіком та зменшити затримку для отримання користувачами інформації, стала основною проблемою для операторів мережі та постачальників контенту. Покладаючись лише на збільшення пропускної здатності, проблема не вирішує. На це також впливають такі фактори, як маршрутизація перевантаженості та затримка передачі, потужність обробки сервера веб-сайту тощо. Виникнення цих проблем тісно пов'язане з відстані між серверами користувачів. Мережа розповсюдження контенту (CDN) відіграватиме важливу роль у підтримці майбутніх мереж 5G та доступу користувачів
Мережа розповсюдження контенту - це новий рівень, який додається до традиційної мережі, а саме до інтелектуальної віртуальної мережі. Система CDN всебічно враховує стан з'єднання, стан завантаження та відстань користувача до кожного вузла. Розподіляючи відповідний вміст на проксі-сервері CDN поблизу користувача, користувачі можуть отримати необхідну інформацію поблизу, що може полегшити перевантаження мережі та скоротити час відгуку. Для підвищення швидкості відповіді. Мережева архітектура CDN створює декілька проксі-серверів CDN між користувачем та вихідним сервером, що може зменшити затримку та покращити QoS (якість обслуговування). Коли користувач надсилає запит на необхідний вміст, якщо вихідний сервер раніше отримував запит на той самий вміст, запит перенаправляється DNS на найближчий до користувача проксі-сервер CDN, а проксі-сервер відправляє відповідний вміст на користувач. Отже, вихідному серверу потрібно лише надсилати вміст на кожен проксі-сервер, що зручно для користувачів отримувати вміст із сусіднього проксі-сервера з достатньою пропускною здатністю, зменшуючи затримку в мережі та покращуючи досвід роботи користувачів. З розвитком хмарних обчислень, мобільного Інтернету та динамічних мережевих контент-технологій технології розподілу контенту поступово стають все більш спеціалізованими та налаштованими, і перед ними стоять нові виклики щодо маршрутизації контенту, управління, натискання та безпеки.
D2D-зв’язок
У мережах 5G необхідно покращити ємність мережі та ефективність спектру. Багатіші режими комунікації та кращий досвід кінцевих споживачів - це також напрямки еволюції зв'язку 5G.Device-to-device (D2D) має потенційні перспективи покращити продуктивність системи, підвищити досвід роботи користувачів, знизити тиск на базовій станції та покращити використання спектру. D2D - одна з ключових технологій майбутньої мережі 5G.
D2D-зв'язок - це технологія прямої передачі даних, заснована на стільниковій системі. Дані сеансу D2D передаються безпосередньо між терміналами без пересилання через базову станцію та відповідною керуючою сигналізацією, такою як встановлення сеансу, обслуговування, розподіл бездротових ресурсів, виставлення рахунків, аутентифікація , управління ідентифікацією та мобільністю, як і раніше, несе відповідальність за стільникову мережу. Впровадження зв'язку D2D у стільникову мережу може зменшити навантаження базової станції, зменшити затримку передачі від кінця до кінця, підвищити ефективність спектру та зменшити термінал Потужність передачі.При пошкодженні інфраструктури бездротового зв’язку або в сліпому районі покриття бездротової мережі термінал може реалізувати кінцевий зв'язок і навіть отримати доступ до стільникової мережі за допомогою D2D.У мережах 5G D2D-комунікації можуть бути розгорнуті в як авторизовані, так і несанкціоновані групи.
Зв'язок M2M
M2M (Machinetomachine, M2M), як найпоширеніша форма заявки Інтернету речей, досягла комерційних застосувань у сферах розумних мереж, моніторингу безпеки, інформатизації у містах та моніторингу навколишнього середовища. 3GPP сформулював деякі стандарти для мереж M2M і розпочав дослідження основних технологій M2M. M2M визначається в основному двома широкими та вузькими сенсами. У широкому розумінні M2M в основному відноситься до машини до машини, від людини до машини та мобільної мережі та зв'язку машиною до машини. Він охоплює всі технології, що дозволяють спілкуватися між людьми, машинами та системами. У вузькому розумінні M2M відноситься лише до машин та зв'язку між машинами. Інтелектуальна та інтерактивна - типова особливість M2M, яка відрізняється від інших програм. Машинам за цією функцією також надається більше «мудрості».
Мережа інформаційного центру
Зі збільшенням розповсюдження таких послуг, як аудіо в режимі реального часу та відео високої чіткості, традиційна мережа TCP / IP на основі локальної комунікації не може відповідати вимогам розподілу трафіку даних. Мережа показує тенденцію розвитку, орієнтовану на інформацію. Ідея інформаційно-орієнтованої мережі (ICN) була вперше запропонована Нельсоном у 1979 році, а пізніше зміцнена Баккалою. Як нова мережева архітектура, ICN прагне замінити існуючий IP.
Інформація, на яку посилається ICN, включає потокове передавання медіа в реальному часі, веб-сервіси, мультимедійні комунікації тощо, а мережа інформаційних центрів - це сукупний збір цих фрагментів інформації. Тому основна концепція ICN - це розподіл, пошук та передача інформації, і це вже не підтримує зв’язок цільового хоста. На відміну від традиційної архітектури мережі TCP / IP, орієнтованої на адресу хоста, ICN використовує інформаційно-орієнтовану модель мережевого зв’язку, ігноруючи роль IP-адреси або навіть використовуючи її як ідентифікатор передачі. Новий стек мережевих протоколів може реалізовувати такі функції, як роздільна здатність інформації, інформація про кеш маршруту та інформація про доставку багатоадресної передачі на мережевому рівні, що може краще вирішити проблеми масштабованості, реального часу та динаміки в комп'ютерних мережах. Процес передачі інформації ICN - це процес передачі інформації, заснований на методі публікації-підписки. По-перше, постачальник контенту публікує власний вміст у мережі, і вузли в мережі розуміють, як відповісти на запит щодо пов’язаного вмісту. Потім, коли перша підписка надсилає запит на вміст у мережу, вузол пересилає запит видавцеві вмісту, видавець контенту надсилає відповідний вміст абоненту, а вузол із кешем кешуватиме переданий вміст. Коли інші підписники надсилають запити на той самий вміст, сусідні кешовані вузли безпосередньо відповідають на відповідний вміст. Тому процес зв'язку мережі інформаційного центру - це процес узгодження запитуваного контенту. У традиційній IP-мережі приймається режим "push" передачі, тобто сервер домінує над усім процесом передачі, ігноруючи статус користувача, внаслідок чого користувач отримує занадто багато спаму. Мережа ICN - це якраз навпаки. Він використовує режим "тягнення". Весь процес передачі ініціюється запитом інформації в реальному часі користувача, і мережа використовує кеш інформації, щоб досягти швидкого реагування на користувачів. Крім того, інформаційна безпека пов'язана лише з самою інформацією, а не з контейнером для зберігання. У відповідь на цю характеристику інформації мережі ICN використовують механізми захисту інформації, що відрізняються від традиційних механізмів мережевої безпеки. У порівнянні з традиційними мережами IP, ICN має переваги: висока ефективність, висока безпека та підтримка мобільності клієнтів.
