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澳门太阳集团|白石瞳|全球5G发展趋势 5G网络安全发展趋势

发布日期:22026-03-20    来源:太阳成集团tyc234cc职业技术大学   

  移动通讯技术约以10 年为一个演进周期ღ★★ღ✿,若从2009年全球第一个4G网络推出的时间点来推估ღ★★ღ✿,5G网络将有可能在2019年前推出ღ★★ღ✿;且自2015年起ღ★★ღ✿,ITUღ★★ღ✿、3GPP等国际电信组织分别针对5G进行需求ღ★★ღ✿、标准等时程制定ღ★★ღ✿,加上全球领导电信业者也纷纷对外宣布将于2016年开始投入5G网络试验ღ★★ღ✿,更计划于2017~2020年推出5G商用服务ღ★★ღ✿,故以市场上主要电信业者的规划来看ღ★★ღ✿,预估2017年将会抢先出现Early 5G(以LTE-A技术为基础ღ★★ღ✿,且至少达到一项5G需求指标)网络ღ★★ღ✿,且在经过3-4年的不断试验ღ★★ღ✿, 2021年将出现Fully 5G(以3GPP 5G标准技术所建置的5G网络)ღ★★ღ✿,全球正式进入5G服务时代太阳成tyc集团ღ★★ღ✿,ღ★★ღ✿,预估2025年Fully 5G网络将可达到270案ღ★★ღ✿。

  ITU-R设定IMT 2020/beyond 使用情境主要可分为增强行动宽带服务ღ★★ღ✿、多机器型态通讯ღ★★ღ✿、超高可靠和超低延迟通讯三大方向ღ★★ღ✿,此三大使用情境主要是为了满足各种应用服务的需求ღ★★ღ✿。

  在增强行动宽带服务部分太阳成集团tyc234ccღ★★ღ✿,ღ★★ღ✿,主要是以人为出发点的使用情境ღ★★ღ✿,让用户可以有效连结到多媒体内容ღ★★ღ✿、服务和数据ღ★★ღ✿。随着新应用和需求的出现ღ★★ღ✿,影像画质的增进对于传输速度的需求也跟着提升ღ★★ღ✿,目前3D影像至少要10Mbps才可以顺畅的传输ღ★★ღ✿,超高画质影像需要32Mbpsღ★★ღ✿,虚拟实境和扩增实境至少要80Mbps和120Mbpsღ★★ღ✿。在使用场域上ღ★★ღ✿,超高密度用户的地区需要非常高的传输容量ღ★★ღ✿,但对于移动速度的需求相对较低ღ★★ღ✿;反观在超广覆盖区域里ღ★★ღ✿,无缝的覆盖率和中等的移动速度则较为重要ღ★★ღ✿,整体来看ღ★★ღ✿,不同场域对于传输速率的需求会有所差异ღ★★ღ✿。

  在多机器型态通讯方面ღ★★ღ✿,主要的诉求在于满足大量连结的终端ღ★★ღ✿,而这些终端对于数据传输量的需求非常小ღ★★ღ✿,且终端必须是低成本ღ★★ღ✿、电池寿命长的ღ★★ღ✿。以灾害救援预防服务来看ღ★★ღ✿,必须在每个地方布署传感器ღ★★ღ✿,并与基础建设做连结ღ★★ღ✿,将搜集到的资料回传到后端网络ღ★★ღ✿,快速做出判断与回应ღ★★ღ✿,以避免灾害发生时无法紧急应对处理ღ★★ღ✿,故对于5G行动网络来说ღ★★ღ✿,如何处理大量数据流量ღ★★ღ✿,稳定地回传到后端网络ღ★★ღ✿、并做出回应将为一大重点ღ★★ღ✿。

  在超高可靠和超低延迟通讯方面ღ★★ღ✿,不同的个案对于网络的需求有所不同ღ★★ღ✿,主要的需求指标与传输速率ღ★★ღ✿、延迟性ღ★★ღ✿、可靠度相关ღ★★ღ✿,相关的应用包括工业生产和生产流程的无线控制ღ★★ღ✿、远端医疗手术ღ★★ღ✿、智慧电网ღ★★ღ✿、运输安全等ღ★★ღ✿。以车联网为例ღ★★ღ✿,车子必须和行动终端ღ★★ღ✿、其他车子ღ★★ღ✿、基础建设随时保持互联ღ★★ღ✿,而车子里的雷达ღ★★ღ✿、相机ღ★★ღ✿、卫星定位ღ★★ღ✿、传感器等皆需要和网络相连ღ★★ღ✿,透过高可靠度网络将资料随时回传并快速做出判断ღ★★ღ✿, 让车子可以随时与周边环境的传感器ღ★★ღ✿、基础建设相连ღ★★ღ✿,不会因为高网络流量而延迟了资料的传输ღ★★ღ✿,并朝安全ღ★★ღ✿、节能驾驶发展ღ★★ღ✿,以达到无人驾驶的目标ღ★★ღ✿。

  5G技术范畴主要可分为九个面向进行说明ღ★★ღ✿,分别为增强空口技术ღ★★ღ✿、网络层技术ღ★★ღ✿、增强行动宽带情境的技术ღ★★ღ✿、增强大量机器型态通讯的技术ღ★★ღ✿、增强超高可靠度/低延迟通讯的技术ღ★★ღ✿、改善网络能源效率的技术ღ★★ღ✿、终端技术ღ★★ღ✿、强化隐私和安全性的技术ღ★★ღ✿、以及提高速率的技术ღ★★ღ✿。

  (2)网络层技术ღ★★ღ✿:未来的IMT系统将需要更弹性的网络ღ★★ღ✿,例如以SDNღ★★ღ✿、NFV的网络架构ღ★★ღ✿,此可以让各节点的处理过程最佳化并改善网络操作效率ღ★★ღ✿。另外还包括集中化ღ★★ღ✿、合作式系统ღ★★ღ✿,例如C-RANღ★★ღ✿。而无线接取网络架构也需要支援基地台之间的协调排程ღ★★ღ✿, 相关技术如SONღ★★ღ✿。

  (3)增强行动宽带情境的技术ღ★★ღ✿:相关的技术包括以中继技术为基础的多重跳接式网络ღ★★ღ✿,其可以有效增强各节点用户的服务质量ღ★★ღ✿; 透过建置Small cell改善用户的服务质量ღ★★ღ✿;强化适应性媒体串流标准ღ★★ღ✿,除了可以改善用户者的体验ღ★★ღ✿,也可以因应更多的影音串流需求ღ★★ღ✿;eMBMS可以节省频宽ღ★★ღ✿、改善频谱效率ღ★★ღ✿;IMT系统和WLAN间的协调ღ★★ღ✿,可以将流量从行动网络卸载到不需要频谱的网络ღ★★ღ✿。

  (4)增强大量机器型态通讯的技术ღ★★ღ✿:未来的IMT系统必须要能连接上大量的M2M终端ღ★★ღ✿,且必须持续朝向低成本ღ★★ღ✿、低复杂度终端型态ღ★★ღ✿、高覆盖范围精进ღ★★ღ✿。

  (5)增强超高可靠度/低延迟通讯的技术ღ★★ღ✿:为了达到超低延迟性ღ★★ღ✿,资料层和控制层需要明显的强化(如透过SDNღ★★ღ✿、NFV等技术让资料层和控制层能彼此沟通)ღ★★ღ✿,空中介面和网络架构也需要新的技术解决方案(如CP-OFDM/OFDMAღ★★ღ✿、UFMCღ★★ღ✿、FBMC ღ★★ღ✿、GFDM ღ★★ღ✿、SC-FDM/SC-FDMA等)ღ★★ღ✿,未来相关的服务如智慧电表ღ★★ღ✿、智慧医疗ღ★★ღ✿、无线工业自动化ღ★★ღ✿、AR等都需要超高可靠度的技术ღ★★ღ✿。

  (6)改善网络能源效率的技术ღ★★ღ✿:能源的耗用主要和通讯协定(protocol)相关ღ★★ღ✿, 可藉由降低RF传输功耗ღ★★ღ✿、节省电路电源来改善网络能源效率ღ★★ღ✿;藉由资源管理来分配不同使用者的流量ღ★★ღ✿,如不连续传输(DTX/discontinuous transmission)ღ★★ღ✿、基地台和天线的静置(base station and antenna muting)ღ★★ღ✿、多接取技术(如3Gღ★★ღ✿、4Gღ★★ღ✿、WiFi等)间的流量调节ღ★★ღ✿。

  (7)终端技术ღ★★ღ✿:行动终端将变得更人性化ღ★★ღ✿,可做为个人办公室ღ★★ღ✿、娱乐等多用途ღ★★ღ✿,且芯片ღ★★ღ✿、电池ღ★★ღ✿、显示器都会有更精进的突破ღ★★ღ✿,且可以同时连上一个或多个在网络覆盖范围下的基地台ღ★★ღ✿。

  (8)强化隐私和安全性的技术ღ★★ღ✿:强大且安全的解决方案来反击新通讯技术ღ★★ღ✿、新服务等所造成的安全和隐私问题ღ★★ღ✿。

  (9)提高速率的技术ღ★★ღ✿:主要是为了达到更高的速率ღ★★ღ✿、并改善网络容量白石瞳ღ★★ღ✿,其中与频谱相关的主要技术包括载波聚合(Carrier aggregation)ღ★★ღ✿、使用高频段技术(mmWave)ღ★★ღ✿;与实体层相关的技术包括提升频谱效率ღ★★ღ✿,如更进一步的实体层技术(调变技术如FOFDMღ★★ღ✿、编码技术如叠加式编码)ღ★★ღ✿、更进一步的空间处理(network MIMOღ★★ღ✿、Massive MIMOღ★★ღ✿,将天线 根以上澳门太阳集团ღ★★ღ✿,目前Release 13已可以到16根天线根天线)ღ★★ღ✿;与网络相关的技术如网络密集化(如Small Cell优化)ღ★★ღ✿。

  在非向下兼容技术讨论上ღ★★ღ✿,Release 14会先进行5G情境和需求ღ★★ღ✿、5G新的无线接取技术ღ★★ღ✿、空中界面架构的研究项目讨论ღ★★ღ✿,以及高频的通道模型ღ★★ღ✿。Release 15将以其他项目ღ★★ღ✿、高频技术的研究项目ღ★★ღ✿,以及第一阶段5G新的无线GHz以下的增强行动宽带技术和非单独存在/non-standalone)工作项目讨论为主ღ★★ღ✿。

  Release 16则进入第二阶段5G新的无线接取技术工作项目讨论ღ★★ღ✿,以6GHz以上的增强行动宽带技术白石瞳ღ★★ღ✿、Massive MTCღ★★ღ✿、Critical MTC为主ღ★★ღ✿。5G微信公众平台(IDღ★★ღ✿:angmobile)了解到ღ★★ღ✿,作者进一步指出ღ★★ღ✿,观察国际其他重要5G组织和厂商对于5G技术布局的方向来看ღ★★ღ✿,基于行动数据流量将成长1000倍的趋势来看ღ★★ღ✿,营运商为了确保基地台的覆盖率ღ★★ღ✿、提升用户的使用经验下ღ★★ღ✿,无线通讯技术和接取网络技术发展重心将放在mmWaveღ★★ღ✿、Massive MIMOღ★★ღ✿、Adv. Multi accessღ★★ღ✿、Flexible spectrum usage ღ★★ღ✿、UDNღ★★ღ✿、D2D等上ღ★★ღ✿,这些技术发展方向大致与3GPP所讨论的方向一致ღ★★ღ✿。

  另外ღ★★ღ✿,虚拟化技术可以有效的分配资源与共享ღ★★ღ✿,故5G行动通讯网路将会把SDNღ★★ღ✿、NFV纳入ღ★★ღ✿,提出如C-RANღ★★ღ✿、virtualized EPC等ღ★★ღ✿,其可以依照应用环境进行更加弹性之布建与更实时之优化ღ★★ღ✿,为即将到来的5G服务提供更具弹性与效率的网络架构ღ★★ღ✿, 进而为更多的行动用户提供更高频宽ღ★★ღ✿、更佳传输效能ღ★★ღ✿、支援更快移动速率的网络服务ღ★★ღ✿, 此与ITU-R所认为的网络层技术重点发展方向一致ღ★★ღ✿。

  自2014年起ღ★★ღ✿,亚洲NTT DoCoMo开始投入5G网络布局ღ★★ღ✿,南韩ღ★★ღ✿、俄罗斯电信业者也跟着加入ღ★★ღ✿, 这三个国家的电信业者分别希望透过国际重要赛事展示5G服务ღ★★ღ✿,而近期美国电信业者也纷纷投入5G网络试验ღ★★ღ✿,故以下将以亚洲和美国领导电信业者对于5G网络的规划观测为主ღ★★ღ✿。

  2016年2月ღ★★ღ✿,NTT DoCoMo持续与Ericsson在日本横须贺市的研发中心ღ★★ღ✿, 在15GHz频段上利用multi-beamღ★★ღ✿、MIMOღ★★ღ✿、beamforming技术ღ★★ღ✿,同步连结两台行动装置ღ★★ღ✿,单一行动装置传输容量达到10Gbpsღ★★ღ✿,累积两台行动装置传输容量则为20Gbpsღ★★ღ✿。另外ღ★★ღ✿,也在距离基地台77公尺的地方ღ★★ღ✿, 测试最高传输速度达到10.1Gbpsღ★★ღ✿; 在距离基地台120公尺的地方ღ★★ღ✿,测试最高传输速度达到9.3Gbps ღ★★ღ✿。

  NTT DoCoMo也与NEC进行主动式天线系统(AAS)试验ღ★★ღ✿,提供A4大小的原型主动式天线G Small Cell上ღ★★ღ✿,透过该天线系统可以有效改善beamforming的精确度和频谱使用效率ღ★★ღ✿。

  NTT DoCoMo 除了与芯片厂商Qualcomm(5G空中界面的试验和创新)和Intel(5G手持芯片开发)进行5G技术合作外ღ★★ღ✿,近期更新增了合作厂商- 联发科技ღ★★ღ✿, 两者将就5G空中界面和芯片解决方案进行开发ღ★★ღ✿, 计划2017年在室内和户外进行传输试验ღ★★ღ✿,并于2018年启动5G新空中界面与芯片的开发ღ★★ღ✿。另外ღ★★ღ✿, 2017年也将开发一套通讯系统ღ★★ღ✿,此将结合NTT DoCoMo 的NOMA和联发科技的MUIC技术ღ★★ღ✿,显示NTT DoCoMo希望借由多家芯片厂商的研发能量寻找合适的5G空中界面ღ★★ღ✿。

  南韩未来创造科学部 计划投资682亿韩元ღ★★ღ✿,以确保2020年南韩有电信业者可以提供5G商用化服务ღ★★ღ✿,其中2017年将先进行5G服务的试验ღ★★ღ✿, 并在2018年平昌冬季奥运上进行展示ღ★★ღ✿,故目前南韩三大电信业者皆积极投入5G网络的测试ღ★★ღ✿,其中又以SK Telecom最为积极ღ★★ღ✿。

  SK Telecom为了能够顺利在2018年冬季奥运推出全球第一个商用化5G服务ღ★★ღ✿,已陆续和许多厂商合作ღ★★ღ✿。目前与Nokia合作进度上ღ★★ღ✿,已经透过256QAMღ★★ღ✿、8x8 MIMO和400MHz的频宽ღ★★ღ✿,成功达到20.5Gbps的速度ღ★★ღ✿,未来两家公司将持续透过Channel Coding(通道编码)技术增进传输速度ღ★★ღ✿。

  在与Ericsson合作上ღ★★ღ✿,已在瑞典斯德哥尔摩达到25Gbps的传输速度ღ★★ღ✿,此为SK Telecom第一次从实验室转移到户外所达到的5G速度ღ★★ღ✿;且SK Telecom也与Ericsson在MWC 2016合作展示网路切片技术白石瞳ღ★★ღ✿,对于5G核心网路基础设备来说ღ★★ღ✿, 网络切片技术可以让单一物理层网络切分成多个虚拟行动网络ღ★★ღ✿,以提供各种不同服务的最佳化支援ღ★★ღ✿。

  在与Samsung合作上则以mmWave为主ღ★★ღ✿,且在MWC 2016成功展示mmWave的讯号换手澳门太阳集团ღ★★ღ✿,让多个基地台可以无缝提供5G服务ღ★★ღ✿。另外ღ★★ღ✿,为了让手持产品也可以在各种网络环境下运作ღ★★ღ✿,SKTelecom和Intel合作5G mobile trial platformღ★★ღ✿,此平台除了可以支援6GHz以下的频段ღ★★ღ✿,还可以支援6GHz以上的频段ღ★★ღ✿,日前也在MWC 2016展示该原型产品澳门太阳集团ღ★★ღ✿,从基地台到终端可以达到1.5Gbps的传输速度ღ★★ღ✿。

  继MegaFon宣布与Huawei进行5G网络合作(计划5G实验网覆盖俄罗斯11个主办城市内的比赛场馆和周边地区)后白石瞳ღ★★ღ✿, 俄罗斯第一大电信业者MTS也宣布将于2018年世界杯足球赛推出5G试验服务ღ★★ღ✿,并选择与Ericsson进行合作ღ★★ღ✿。MTS计划先于2016年布署LTE-U/LAA网络ღ★★ღ✿, 进行覆盖率和容量的提升ღ★★ღ✿。另外ღ★★ღ✿,也将进行Ericsson的极简载波技术测试ღ★★ღ✿, 这个技术将可以让基地台间的流量达到最佳化ღ★★ღ✿、消除干扰ღ★★ღ✿、简化网络规划ღ★★ღ✿、增加数据传输速度ღ★★ღ✿、改善覆盖率等ღ★★ღ✿。

  在物联网布署上ღ★★ღ✿,MTS将展示新的M2M通讯无线界面ღ★★ღ✿,包括EC-GSMღ★★ღ✿、LTE-Mღ★★ღ✿、NB-IoTღ★★ღ✿,此将可以改善覆盖率ღ★★ღ✿、降低能耗ღ★★ღ✿、降低物联网终端成本ღ★★ღ✿。另外ღ★★ღ✿,在超高速网络布局上ღ★★ღ✿,MTS计划2017年利用15GHz频段展示5G网络ღ★★ღ✿。

  在主要竞争对手Verizon Wireless宣布进行5G网络测试后ღ★★ღ✿,AT&T也发布了下世代超高速弹性网络的5G蓝图ღ★★ღ✿,相关技术如mmWaveღ★★ღ✿、NFVღ★★ღ✿、SDNღ★★ღ✿。5G微信公众平台(IDღ★★ღ✿:angmobile)了解到ღ★★ღ✿,作者进一步介绍ღ★★ღ✿,这几年AT&T实验室已针对这些技术进行研发工作ღ★★ღ✿、专利布局ღ★★ღ✿,预计2016年第二季将会和Ericsson和Intel在实验室里进行5G解决方案测试合作ღ★★ღ✿,第三季则会到户外进行测试和试验ღ★★ღ✿,可望2016年底前ღ★★ღ✿, 美国奥斯丁的某些特定地区将可以连接到5G无线网络ღ★★ღ✿。

  AT&T预期5G网络速度将为现有4G LTE的10-100倍ღ★★ღ✿, 用户将会看到Gbps等级的速度ღ★★ღ✿,而不是Mbps等级的速度澳门太阳集团ღ★★ღ✿, 这样才可以在少于3秒内完成电视节目的下载ღ★★ღ✿;在延迟性上ღ★★ღ✿,希望用户在按下影音app后ღ★★ღ✿, 1-5ms便可以开始收看影音串流ღ★★ღ✿。另外ღ★★ღ✿,有鉴于VRღ★★ღ✿、自动驾驶车ღ★★ღ✿、机器人ღ★★ღ✿、智慧城市等新体验服务ღ★★ღ✿,5G网络也将针对这些服务进行测试ღ★★ღ✿,将建构一个以软件为核心的网络ღ★★ღ✿, 以快速满足新的服务ღ★★ღ✿、并给予用户更多网络服务的控制权ღ★★ღ✿, 故AT&T将会透过5Gღ★★ღ✿、SDN白石瞳ღ★★ღ✿、大数据ღ★★ღ✿、安全性ღ★★ღ✿、开放源码软件等技术提供一个完整的体验服务ღ★★ღ✿。

  对于AT&T来说ღ★★ღ✿,2007到2015年AT&T的行动网络数据流量增长了1,500倍ღ★★ღ✿,其中主要是由影音所造成ღ★★ღ✿,2015年约有60%的行动网络数据流量用在影音上ღ★★ღ✿,而4K影音ღ★★ღ✿、VRღ★★ღ✿、物联网又将会造成行动数据流量新一波的快速成长ღ★★ღ✿,故5G必须要能支援多种空中界面ღ★★ღ✿、提高频谱效率ღ★★ღ✿、善用SDN和NFVღ★★ღ✿,以满足这些大频宽的应用ღ★★ღ✿。

  虽然3GPP于2016年初才开始进行5G标准讨论ღ★★ღ✿,而最终版5G标准最快于2019年底定ღ★★ღ✿,商用化网络则于2020年实现ღ★★ღ✿,但5G行动通讯技术的发展已有初步的雏型ღ★★ღ✿。目前5G行动通讯技术主要以满足三大使用情境为发展重点ღ★★ღ✿,分别为增强行动宽带服务ღ★★ღ✿、多机器型态通讯ღ★★ღ✿、超高可靠和超低延迟通讯ღ★★ღ✿,根据不同的情境分别朝向大频宽ღ★★ღ✿、大连结ღ★★ღ✿、高传输ღ★★ღ✿、高容量ღ★★ღ✿、低延迟ღ★★ღ✿、低功耗等六大需求目标发展ღ★★ღ✿。

  从5G技术发展方向来看澳门太阳集团ღ★★ღ✿,主要可归纳出下列重点发展项目ღ★★ღ✿, 第一ღ★★ღ✿、以新兴无线G的高传输ღ★★ღ✿、高容量ღ★★ღ✿、大频宽的技术需求ღ★★ღ✿,例如多天线技术Massive MIMOღ★★ღ✿、高频技术mmWaveღ★★ღ✿、超高密度网络UDNღ★★ღ✿、频谱分享技术等ღ★★ღ✿。第二ღ★★ღ✿、满足物联网应用时代ღ★★ღ✿,对于巨量ღ★★ღ✿、多目的装置的大连结需求ღ★★ღ✿,且能够达到关键性任务的控制及自动化ღ★★ღ✿,主要发展技术如MTCღ★★ღ✿、D2Dღ★★ღ✿、低功耗装置设计ღ★★ღ✿、高可靠度之通讯技术ღ★★ღ✿。第三ღ★★ღ✿、透过网络虚拟化技术如C-RANღ★★ღ✿、SDNღ★★ღ✿、NFV以及网络自动化技术(如SON) 等来提升整体网络性能ღ★★ღ✿, 以达到网络效能优化ღ★★ღ✿,透过提高网络资源分配效益ღ★★ღ✿,以增进网络传输速率ღ★★ღ✿、可扩充性及降低能源使用ღ★★ღ✿。

  从各大电信业者对于5G网络的规划ღ★★ღ✿,预估5G网络最快于2017-2020年推出ღ★★ღ✿,商业运营时程则预估于2020年陆续实现ღ★★ღ✿,其中日韩俄电信业者因举办国际重要体育赛事ღ★★ღ✿,可望于活动上展示最新5G行动通讯技术ღ★★ღ✿, 目前又以NTT DoCoMoღ★★ღ✿、SKT较为积极ღ★★ღ✿;另外ღ★★ღ✿,美国电信业者Verizon Wirelessღ★★ღ✿、AT&T也于近期积极加入5G网络试验建置ღ★★ღ✿, 其皆希望透过实验网的建置ღ★★ღ✿,掌握网络特性ღ★★ღ✿、技术ღ★★ღ✿、服务需求等ღ★★ღ✿,抢先推出5G服务ღ★★ღ✿、拉大与竞争者的差距ღ★★ღ✿,以稳固自己在电信服务市场的地位ღ★★ღ✿。

  从日韩俄美电信业者在5G网络的建置规划上ღ★★ღ✿, 主要投入的技术包括天线MIMOღ★★ღ✿、cmWaveღ★★ღ✿、mmWaveღ★★ღ✿、beamformingღ★★ღ✿、beam trackingღ★★ღ✿、SDNღ★★ღ✿、NFVღ★★ღ✿、网络切片ღ★★ღ✿、空中界面等ღ★★ღ✿,以满足大频宽ღ★★ღ✿、大数据连结等应用服务ღ★★ღ✿, 如ARღ★★ღ✿、VRღ★★ღ✿、物联网ღ★★ღ✿、自动驾驶车ღ★★ღ✿、机器人ღ★★ღ✿、智慧城市等ღ★★ღ✿。由于5G才刚进入标准讨论ღ★★ღ✿,在5G技术尚未明确前ღ★★ღ✿, 目前电信业者大多选择与多家设备ღ★★ღ✿、芯片ღ★★ღ✿、软件等业者进行多项技术合作ღ★★ღ✿,从中可以发现ღ★★ღ✿,如何满足各种服务需求将为5G技术发展重点ღ★★ღ✿。

  当然ღ★★ღ✿,发展下一代互联网是一个长期ღ★★ღ✿、复杂的过程ღ★★ღ✿,是一项系统工程ღ★★ღ✿,涉及技术ღ★★ღ✿、网络ღ★★ღ✿、应用ღ★★ღ✿、用户ღ★★ღ✿、终端以及政策环境等多方面ღ★★ღ✿,其影响因素也是复杂的ღ★★ღ✿、多方面的ღ★★ღ✿。“十三五”时期ღ★★ღ✿,我国政府仍高度重视下一代互联网的发展ღ★★ღ✿,在规划纲要中明确“超前布局下一代互联网ღ★★ღ✿,全面向互联网协议第6版(IPv6)演进升级”ღ★★ღ✿,同时在《国家信息化发展战略纲要》也明确“加快下一代互联网大规模部署和商用”ღ★★ღ✿。

  因此白石瞳ღ★★ღ✿,在当前全球IPv6快速发展的新时期ღ★★ღ✿,我国发展下一代互联网ღ★★ღ✿,一方面要积极发挥市场驱动作用ღ★★ღ✿,另一方面也需要政府通过营造良好环境ღ★★ღ✿,加大投入ღ★★ღ✿,充分调动社会各方资源ღ★★ღ✿,打破产业发展的临界点ღ★★ღ✿。要积极引导运营商ღ★★ღ✿、互联网公司ღ★★ღ✿、终端制造商等产业链各环节协调推进ღ★★ღ✿,共同解决下一代互联网网络建设ღ★★ღ✿、演进过渡ღ★★ღ✿、业务迁移ღ★★ღ✿、标准制定ღ★★ღ✿、技术研发ღ★★ღ✿、设备制造等重大问题ღ★★ღ✿。

  经过三十多年的飞速发展ღ★★ღ✿,移动通信已成为应用最为普及的信息通信技术ღ★★ღ✿。移动通信融入至社会生活的每个角落ღ★★ღ✿,深刻地改变了人们的沟通ღ★★ღ✿、交流乃至整个生活方式ღ★★ღ✿。

  当前ღ★★ღ✿,全球新一轮科技革命和产业变革正孕育兴起,跨行业ღ★★ღ✿、跨领域的融合创新不断深入ღ★★ღ✿,将产生大量新应用ღ★★ღ✿、新业态ღ★★ღ✿、新模式ღ★★ღ✿,对移动通信技术也提出了更高要求ღ★★ღ✿。随着移动互联网应用的进一步发展ღ★★ღ✿,以及智慧城市ღ★★ღ✿、车联网ღ★★ღ✿、工业互联网等物联网及行业应用的爆发式增长ღ★★ღ✿,2020 及未来移动通信将面临千倍数据流量增长和千亿设备联网需求ღ★★ღ✿。

  现有移动通信系统面临巨大挑战ღ★★ღ✿,迫切需要研发第五代移动通信(5G)以满足各种移动互联网和物联网场景的多样化极致业务需求ღ★★ღ✿。5G作为新一代移动通信技术发展的方向ღ★★ღ✿,将在提升移动互联网用户业务体验的基础上ღ★★ღ✿,进一步满足未来物联网应用的海量需求ღ★★ღ✿,与工业ღ★★ღ✿、医疗白石瞳ღ★★ღ✿、交通等行业深度融合ღ★★ღ✿,实现真正的“万物互联”ღ★★ღ✿。

  面对5G网络的新发展趋势ღ★★ღ✿,尤其是5G新业务ღ★★ღ✿、新架构suncitygroupღ★★ღ✿,ღ★★ღ✿、新技术ღ★★ღ✿,都会对安全和用户隐私保护提出新的挑战ღ★★ღ✿。5G安全机制除了要满足基本通信安全ღ★★ღ✿,还需要为不同业务场景提供差异化安全服务ღ★★ღ✿,能够适应多种网络接入方式及新型网络架构ღ★★ღ✿,保护用户隐私ღ★★ღ✿,并支持提供开放的安全能力ღ★★ღ✿。

  本文基于5G 需求与愿景研究进展ღ★★ღ✿,分析5G 网络面临的安全问题和发展趋势ღ★★ღ✿,为后续5G安全网络架构的研究和标准化工作提出了建议ღ★★ღ✿。

  与以往移动通信系统相比ღ★★ღ✿,5G需要满足更加多样化的场景和极致的性能挑战ღ★★ღ✿。归纳为移动互联网和物联网两大类业务ღ★★ღ✿,主要包括移动宽带增强(eMBB)ღ★★ღ✿、大规模物联网(mMTC)和低时延高可靠(URLLC)3 个5G主要技术场景ღ★★ღ✿。

  5G的eMBB场景与传统移动互联网场景相比ღ★★ღ✿,主要的区别是为用户提供高速的网络速率和高密度的容量ღ★★ღ✿,因此将出现数量众多的小站(Small Cellღ★★ღ✿、Femtocell)ღ★★ღ✿。小站的部署方式ღ★★ღ✿、部署条件以及功能都存在灵活多样的特点ღ★★ღ✿。传统4G 安全机制未考虑此种密集组网场景下的安全威胁ღ★★ღ✿,因此ღ★★ღ✿,除了传统移动互联网所存在的安全威胁外ღ★★ღ✿,在这种密集组网场景下可能会存在小站接入的安全威胁ღ★★ღ✿。

  针对大规模物联网场景ღ★★ღ✿,预计到2020年ღ★★ღ✿,联网设备达500亿台ღ★★ღ✿。终端包括物联网终端ღ★★ღ✿、RFID标签ღ★★ღ✿、近距离无线通信终端ღ★★ღ✿、移动通信终端ღ★★ღ✿、摄像头以及传感器网络网关等ღ★★ღ✿。由于大部分物联网终端具有资源受限ღ★★ღ✿、拓扑动态变化ღ★★ღ✿、网络环境复杂ღ★★ღ✿、以数据为中心以及与应用密切相关等特点ღ★★ღ✿,与传统的无线网络相比ღ★★ღ✿,更容易受到威胁和攻击ღ★★ღ✿。

  在此海量设备情况下ღ★★ღ✿,为了确保信息的准确有效性ღ★★ღ✿,需要在机器通信中引入安全机制ღ★★ღ✿。而若每个设备的每条消息都需要单独认证ღ★★ღ✿,则网络侧安全信令的验证需要消耗大量资源ღ★★ღ✿。

  在传统4G网络认证机制中没有考虑到这种海量认证信令的问题ღ★★ღ✿,一旦网络收到终端信令请求超过了网络各项信令资源的处理能力ღ★★ღ✿,则会触发信令风暴ღ★★ღ✿,导致网络服务出现问题ღ★★ღ✿。进一步的ღ★★ღ✿,整个移动通信系统可能会因此出现故障ღ★★ღ✿,进而崩溃ღ★★ღ✿。

  而在低时延高可靠场景白石瞳ღ★★ღ✿,尤其针对车联网ღ★★ღ✿、远程实时医疗等时延敏感应用ღ★★ღ✿,提出了低时延高安全性的需要ღ★★ღ✿。在这些场景中ღ★★ღ✿,为避免车辆碰撞ღ★★ღ✿、手术误操作等事故ღ★★ღ✿,要求5G网络能在保证高可靠性的同时提供低至1ms的时延QoS保障ღ★★ღ✿。

  而传统的安全协议ღ★★ღ✿,如认证流程ღ★★ღ✿、加解密流程等ღ★★ღ✿,在设计时未考虑超高可靠低时延的通信场景ღ★★ღ✿。这样可能会带来传统的复杂的安全协议/算法造成的时延无法满足超低时延的需求ღ★★ღ✿。

  同时澳门太阳集团ღ★★ღ✿,5G中超密集部署技术的应用使得单个接入节点覆盖范围很小ღ★★ღ✿,当车辆等终端快速移动时ღ★★ღ✿,网络的移动性管理过程将会非常频繁ღ★★ღ✿,为了低时延的目标ღ★★ღ✿,安全上下文的移动性管理相关的功能单元和流程需要进行优化ღ★★ღ✿。

  安全算法用于在5G 中用于保护终端和网络之间的数据传输的机密性和认证性ღ★★ღ✿。数据传输的安全需求从无线网络的诞生就一直存在ღ★★ღ✿,例如4G目前就在使用AESღ★★ღ✿、ZUCღ★★ღ✿、Snow3G安全算法ღ★★ღ✿。进入5G时代ღ★★ღ✿,需要在5G安全技术中通过安全性和计算复杂性来研究现有的安全算法是否能满足5G多样化的场景ღ★★ღ✿。

  安全算法的安全性主要体现在算法的体制ღ★★ღ✿、结构ღ★★ღ✿、密钥的随机性和长度ღ★★ღ✿。由于软硬件计算能力以及算法分析技术的不断发展ღ★★ღ✿,原来被认为足够安全的算法也逐渐被攻破而被放弃使用ღ★★ღ✿。因此ღ★★ღ✿,需要谨慎考虑5G中将要采用的安全算法的安全性ღ★★ღ✿。

  安全算法的计算复杂度主要体现在各种软硬件计算平台上的加密ღ★★ღ✿、解密速度ღ★★ღ✿、硬件实现需要的逻辑门数量ღ★★ღ✿。5G提出了更高的数据传输速率ღ★★ღ✿,4G正在使用的那些算法是否能满足高速率的要求?5G 引入的多样化场景包括计算资源有限的设备ღ★★ღ✿,4G现有算法是否能满足这些场景?这些问题都需要针对5G安全技术开展不断深入的研究ღ★★ღ✿。

  未来5G安全将在更加多样化的场景ღ★★ღ✿、多种接入方式以及新型网络架构的基础上ღ★★ღ✿,提供全方位的安全保障ღ★★ღ✿。除满足基本通信安全外ღ★★ღ✿,5G安全机制能够为不同业务场景提供差异化安全服务ღ★★ღ✿,能够适应多种网络接入方式及新型网络架构ღ★★ღ✿,保护用户隐私ღ★★ღ✿,并支持提供开放的安全能力ღ★★ღ✿。

  当前ღ★★ღ✿,5G 标准化工作已经全面启动ღ★★ღ✿,3GPP SA2 在2016 年底完成5G 网络架构的研究工作ღ★★ღ✿,因此亟需尽早明确5G 网络安全需求ღ★★ღ✿,并且在5G 网络的整体架构设计ღ★★ღ✿、业务流程ღ★★ღ✿、算法和后续标准化中综合考虑5G安全要求ღ★★ღ✿,这样才能最终实现构建更加安全可信的5G新型网络的目标ღ★★ღ✿。

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