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1、数智创新数智创新 变革未来变革未来移动通信网络演进及挑战1.移动通信网络发展历程1.移动通信网络关键技术演进1.移动通信网络面临的挑战1.5G网络特点及优势1.5G网络安全挑战1.6G网络的潜在技术1.移动网络自动化与人工智能1.绿色移动网络和可持续发展Contents Page目录页 移动通信网络发展历程移移动动通信网通信网络络演演进进及挑及挑战战 移动通信网络发展历程第一代移动通信网络(1G)1.1G网络于20世纪80年代问世，使用模拟信号进行通信，主要用于语音通话。2.1G网络具有覆盖范围广、信道质量好的优点，但也存在着频谱利用率低、容量有限、安全性差等缺点。3.1G网络的出现标志着移动
2、通信网络的诞生，为后续移动通信网络的发展奠定了基础。第二代移动通信网络(2G)1.2G网络于20世纪90年代初问世，使用数字信号进行通信，支持语音、短信和低速数据业务。2.2G网络具有通话质量好、安全性高、成本低的优点，但也存在着带宽有限、功耗大、网络容量低的缺点。3.2G网络的出现标志着移动通信网络从模拟时代进入数字时代，为移动通信网络的普及和发展起到了重要的作用。移动通信网络发展历程1.3G网络于20世纪末21世纪初问世，使用宽带码分多址(WCDMA)技术，支持语音、短信、数据和多媒体业务。2.3G网络具有传输速率高、吞吐量大、覆盖范围广的优点，但也存在着成本高、功耗大、复杂度高的缺点。3
3、.3G网络的出现标志着移动通信网络进入高速发展阶段，为智能手机和平板电脑的普及和应用奠定了基础。第四代移动通信网络(4G)1.4G网络于2010年左右问世，使用正交频分多址(OFDM)和多输入多输出(MIMO)技术，支持语音、短信、数据和视频业务。2.4G网络具有传输速率高、延迟低、可靠性高的优点，但也存在着功耗大、复杂度高、成本高的缺点。3.4G网络的出现标志着移动通信网络进入一个新的时代，为移动互联网的普及和发展提供了基础。第三代移动通信网络(3G)移动通信网络发展历程1.5G网络于2020年左右问世，使用毫米波技术、大规模多输入多输出(Massive MIMO)技术和网络切片技术，支持超
4、高速数据传输、低延迟、高可靠性和广连接。2.5G网络具有传输速率高、延迟低、容量大、安全性高的优点，但也存在着覆盖范围有限、功耗大、成本高的缺点。3.5G网络的出现标志着移动通信网络进入一个智能化、万物互联的新时代，为智慧城市、物联网、工业互联网等新兴领域的应用提供了基础。第六代移动通信网络(6G)1.6G网络预计于2030年左右问世，将使用太赫兹技术、人工智能技术和区块链技术，支持超高速数据传输、极低延迟、超高可靠性和极致容量。2.6G网络将具有传输速率高、延迟低、容量大、安全性高、智能化程度高等优点，但同时也存在着覆盖范围有限、功耗大、成本高的缺点。3.6G网络的出现将标志着移动通信网络进
5、入一个新的高度，为数字经济、智慧社会和元宇宙等新领域的应用提供了基础。第五代移动通信网络(5G)移动通信网络关键技术演进移移动动通信网通信网络络演演进进及挑及挑战战 移动通信网络关键技术演进1.从集中式网络架构向分布式网络架构演进，提高网络灵活性、可靠性和可扩展性。2.网络切片技术，实现网络资源动态分配和隔离，支持不同类型业务差异化需求。3.边缘计算和MEC（移动边缘计算），将计算和存储资源部署在网络边缘，降低时延并提高网络性能。4.软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV），实现网络控制和数据转发分离，增强网络的可编程性和灵活性。无线接入技术演进，1.从单天线技术向多天线技术演进，提高
6、空间复用度和频谱效率。2.从单载波技术向多载波技术演进，提高带宽和抗干扰能力。3.从固定频谱分配向动态频谱分配演进，提高频谱利用率。4.从单一制式向多制式演进，支持不同场景和业务需求。5.从传统调制技术向新型调制技术演进，提高传输速率和抗干扰性能。5G网络架构演进，移动通信网络关键技术演进核心网技术演进，1.从电路交换核心网向分组交换核心网演进，提高网络吞吐量和灵活性。2.从传统路由协议向软件定义路由协议演进，增强网络的可编程性和灵活性。3.从传统寻址协议向移动IPv6协议演进，实现移动终端无缝漫游和地址转换。4.从传统信令协议向下一代信令协议演进，简化信令流程并提高信令可靠性。安全技术演进，
7、1.从传统安全技术向新型安全技术演进，增强网络和数据安全。2.从单一安全协议向多层次安全协议演进，构建纵深防御体系。3.从被动安全防护向主动安全防护演进，增强网络的主动防御能力。4.从单一安全模式向多模态安全模式演进，适应不同场景和业务需求。移动通信网络关键技术演进网络管理和运维技术演进，1.从传统网络管理和运维技术向智能化网络管理和运维技术演进，提高网络管理和运维效率。2.从人工运维向自动化运维演进，降低运营成本并提高网络可靠性。3.从本地化管理和运维向集中化管理和运维演进，实现网络统一管理和控制。4.从传统故障处理模式向主动故障预测和预防模式演进，提高网络可用性和可靠性。移动通信网络能源效
8、率技术演进，1.从传统能源技术向新型能源技术演进，提高网络能源效率。2.从集中式供电向分布式供电演进，降低能耗并提高网络可靠性。3.从传统节能技术向智能节能技术演进，提高网络节能效果。4.从单一节能模式向多模态节能模式演进，适应不同场景和业务需求。移动通信网络面临的挑战移移动动通信网通信网络络演演进进及挑及挑战战 移动通信网络面临的挑战用户需求不断增长：1.移动数据流量呈爆炸式增长：随着智能手机、平板电脑和其他移动设备的普及，对移动数据流量的需求正在快速增长。2021年，全球移动数据流量达到138exabytes（EB）/月，预计到2026年将增长到281EB/月。2.新应用和服务对网络容量和
9、性能提出更高要求：随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和云游戏的兴起，对网络容量和性能的需求正在不断提高。这些应用需要高带宽、低延迟和高可靠性，这对移动通信网络提出了巨大的挑战。3.移动设备数量不断增加：随着智能手机、平板电脑和其他移动设备的普及，移动设备的数量正在不断增加。2021年，全球移动设备数量达到132亿台，预计到2026年将增长到163亿台。移动通信网络面临的挑战移动网络安全威胁日益严峻：1.移动恶意软件和网络钓鱼攻击日益增多：随着移动设备的普及，移动恶意软件和网络钓鱼攻击也日益增多。这些攻击可能导致用户个人信息、财务信息和设备控制权被盗。2.移动设备更容易受到物理攻击：移动设备
10、通常比固定设备更容易受到物理攻击。例如，移动设备可能被丢失、被盗或被损坏。这可能导致用户个人信息、财务信息和设备控制权被盗。3.移动网络基础设施更容易受到攻击：移动网络基础设施通常比固定网络基础设施更容易受到攻击。例如，移动网络基站可能被物理攻击或电子攻击。这可能导致移动网络中断、数据泄露或其他安全问题。网络能效亟需提高：1.移动网络能耗巨大：移动网络是全球最大的能源消耗行业之一。2021年，全球移动网络能耗达到150TWh，预计到2026年将增长到200TWh。2.移动设备能耗高：移动设备也是全球最大的能源消耗行业之一。2021年，全球移动设备能耗达到120TWh，预计到2026年将增长到1
11、60TWh。3.绿色通信技术迫切需要：为了减少移动网络和设备的能耗，需要开发和部署绿色通信技术。绿色通信技术可以降低移动网络和设备的功耗，提高网络和设备的能效。移动通信网络面临的挑战频谱资源有限且昂贵：1.频谱资源有限：频谱资源是移动通信网络的稀缺资源。随着移动数据流量的快速增长，对频谱资源的需求也正在快速增长。2.频谱资源昂贵：频谱资源通常价格昂贵。运营商需要花费大量资金来购买频谱资源。3.频谱政策和监管需要优化：为了合理分配和管理频谱资源，需要优化频谱政策和监管。频谱政策和监管应该促进频谱资源的有效利用，并防止频谱资源的垄断。电磁辐射对健康的影响：1.电磁辐射对健康的影响不确定：移动通信网
12、络使用的电磁辐射可能会对人类健康产生不良影响。然而，目前的科学共识是，移动通信网络产生的电磁辐射水平很低，不足以对人类健康造成明显的影响。2.公众对电磁辐射的担忧：尽管目前的科学证据表明移动通信网络产生的电磁辐射水平很低，但公众仍然对电磁辐射对健康的影响感到担忧。这种担忧可能会影响移动通信网络的部署和使用。3.需要加强研究和教育：为了解决公众对电磁辐射的担忧，需要加强研究和教育。研究可以帮助我们更好地了解电磁辐射对健康的影响，教育可以帮助公众更好地理解电磁辐射的科学知识。移动通信网络面临的挑战网络部署和维护成本高：1.移动通信网络的部署和维护成本高：移动通信网络的部署和维护成本很高。运营商需要
13、花费大量资金来建设和维护移动通信网络。2.网络部署和维护的复杂性高：移动通信网络的部署和维护很复杂。运营商需要考虑多种因素，包括网络架构、网络技术、网络设备、网络安全和网络管理。5G网络特点及优势移移动动通信网通信网络络演演进进及挑及挑战战 5G网络特点及优势5G网络的高速率，1.峰值速率高达10Gbps，比4G快100倍，支持高速下载和上传，满足用户对超高清视频、AR/VR等高带宽应用的需求。2.大容量，支持海量连接，可同时连接数百万台设备，为物联网、智慧城市等应用提供强大的网络支持。3.低时延，时延可低至1毫秒，满足自动驾驶、远程手术等对时延要求极高的应用。5G网络的低时延，1.时延可低至
14、1毫秒，是4G网络的1/10，满足自动驾驶、远程手术等对时延要求极高的应用。2.5G网络的低时延特性使得实时交互成为可能，例如远程教育、远程医疗等应用可以得到大幅提升。3.5G网络的低时延特性还能够支持工业互联网的发展，实现机器与机器之间的实时通信，提高生产效率。5G网络特点及优势1.99.999%的可用性，即使在恶劣的环境条件下也能稳定运行，满足关键任务应用的需求。2.多种多样化的网络架构，以便在网络出现故障时可自动切换网络，为用户提供可靠而稳定的通信服务。3.5G网络的高可靠性特性使其成为自动驾驶、远程手术等对可靠性要求极高的应用的理想选择。5G网络的安全性，1.采用多种安全技术，例如端到
15、端的加密、身份认证和访问控制，保障数据的安全性和隐私性。2.网络切片：使运营商能够为不同类型和需求的应用提供独立的网络，实现资源隔离和安全保障。3.基于人工智能的安全机制：能够实时检测和阻止安全威胁，保护网络和用户免受攻击。5G网络的高可靠性，5G网络特点及优势5G网络的节能性，1.采用先进的节能技术，如睡眠模式、载波聚合和多天线技术，可有效降低能耗。2.网络切片：使运营商能够为不同类型的应用提供独立的网络，可以根据应用的实际需求分配资源，提高资源利用率，节约能耗。3.绿色基站：采用绿色能源，如太陽能和风能，减少碳排放。5G网络的智能化，1.采用人工智能、机器学习等先进技术，实现网络的自主管理
16、和优化。2.网络切片：使运营商能够为不同类型的应用提供独立的网络，可以根据应用的实际需求分配资源，提高网络利用率，降低成本。3.云计算技术支持：使运营商能够按需分配资源，实现网络资源的弹性扩展，满足不同应用的动态变化需求。5G网络安全挑战移移动动通信网通信网络络演演进进及挑及挑战战 5G网络安全挑战5G网络分片安全挑战1.5G网络分片涉及多种技术，如网络虚拟化、软件定义网络、切片管理和编排等，这些技术带来新的安全风险，如虚拟基础设施的安全、切片间安全隔离、切片资源分配的安全、切片管理和编排的安全等；2.5G网络分片中的安全机制应考虑以下原则：最小权限原则、最少暴露原则、纵深防御原则、持续监控原则、安全审计原则等；3.5G网络分片中的安全防护措施包括：身份认证和授权、切片间安全隔离、切片资源分配的安全、切片管理和编排的安全、网络入侵检测和防御、安全审计等。5G网络边缘计算安全挑战1.5G网络边缘计算将数据和计算任务从云端下沉到网络边缘，这可能会带来新的安全风险，如边缘节点的安全、边缘数据安全、边缘计算平台的安全等；2.5G网络边缘计算中的安全机制应考虑以下原则：最小权限原则、最少暴露原则
