1、基于5G的大数据网络架构监控技术基于5G的大数据网络架构监控技术现如今，人们对通信技术和监控技术的要求越来越高，并且在该领域也获取了高层次的研究与成就。5G技术是无线通信技术的这一领域的重大突破。大数据网络能良好的处理监控产生的视频和语音数据。5G移动通信技术和监控系统，他们交互在一起时的工作效率明显提高。本文主要对基于5G大数据时代下的监控技术进行研究，分析了5G移动通信系统的发展和监控技术原理。从而得出基于5G的大数据网络架构监控技术相比于传统监控技术的优点和良好的发展前景。经过40年时光的发展，移动通信已经逐渐的趋于成熟，给人们行为习惯、工作状态以及政治、经济等方面带来了深远的影响，我们
2、都在追求更高性能的移动通信网络。5g比传统的4G移动通信具有更高的速度和带宽，极大地提高了无线覆盖率和传输时延。拓展综合产业发展空间，在社会经济发展中发挥重要作用。5g移动通信技术更为先进，这使得用户在网络运行过程中能够更好地显示自己的速率更高，5g移动通信环境更具适应性和有效性。在继承现有技术的基础上，构建了一个覆盖范围更广、覆盖范围更广的5g移动通信网络。1.2 课题要求和任务本论文的目的就是探讨5G环境下的大数据网络监控技术的设计原理和结构框架，分析大数据技术在5G通信网络中的具体应用，并结合实习实践工作，详细了解5G环境下的大数据网络监控技术的工作原理、结构框架和相关工作流程，分析基于
3、5G环境之下的大数据网络监控技术中的技术难点。观察5G大数据下的网络监控技术给人们带来的便捷。该课题的主要内容包括：了解5G环境下的无线通信网络构架，探讨网络构架的重要性，分析5G大数据下的网络监控技术的结构、相关工作原理和流程；分析5G大数据下的网络监控技术在监督管理方面给人们带来的便捷。2 5G移动通信系统概述我国目前一直在用的还是基于有线网络的4G，但是随着我国网络需求的增大，需求的覆盖面积的增加，原本的4G渐渐的不能满足生活需求。所以5G孕育而出，打破了4G网络的垄断。我们以1G通信技术作为起点，经过了多次对通信技术的改良，如现在更是把无线通信技术作为发展的方向。5G之所以优于4G其主
4、要原因有两高：可靠性高、传输速率高。我国计划两年之内完成5G通信设备的部署，目前移动、联通等公司都在安装5G设备。但是目前人们生活中出现的5G更多的是虚假的5G，是试运行的。但即便这样的5G仍然能相比于4G更好的满足用户的需要，人民的生活。2.1 通信系统的发展历程通信系统经过了1G、2G、3G、4G的发展5G缓缓成型。1G被称为语音时代，采用的是模拟信号传输，信号容易受到干扰。1G技术的最高速度是2.4Kbps。2G被称为文本时代，采用数字调制技术。与1G相比最直观的优点就是芯片变小手机薄了。2G技术的最高速率是1Mbps。2001年3G正式登上历史的舞台。3G是我国加入世界移动通信的标志，
5、因为我国也开发了自己的3G标准。3G被称为图片时代，采用更宽更稳定的频带，与2G相比3G让传输变得简单而又多样化。4G是移动互联网时代。2008年4G面世，我国成为其标椎的制定者之一。网络的最大速度为100Mbps，对于低移动性通信速度则达到了1Gbps。如果说3G催生了苹果等多家巨头，那么4G的问世又给了很多新兴公司发展的机会，支付宝、美团、滴滴打车等。4G相比于3G网络更快了，越发趋于稳定，人们的距离真的能通过网络变得更近了。5G被称为万物互联的时代。4G网络有一个非常大的缺点那就是网络卡顿，人多的地方网络卡顿严重甚至会崩溃。而针对4G网络阻塞的原因就是因为信息容量太小而上传的数据过多，5
6、G技术用的的解决方案就是加大带宽，利用毫米波，大规模多输入多输出，3D波束成形，等技术，实现比4G更快的速度，更低的时延和更大的带宽，可以同时链接千亿个设备。5G的发展历程中有很多重要的标志重要的阶段，标准化工作是其中最重要的一个。它是由国际电信联盟发起的，是由工商业和通信运营商来共同制定的一个标准。5G的标准计划有三个阶段。第一阶段，用户的需求和要求决定了信息系统的发展方向。第二阶段是我们要对关键技术的可行性进行测评，然后进行筛选和标椎化工作。第三阶段，确认关键技术研究的必要性。将我们通过实验得到的数据与之前预想得到的结果来进行对比。5G指端标准测试项目的提出，同时也通过5G加速的提案，这让
7、5G标椎化取得实质性进展成为了可能。5G是4G网络的一种演进，但是也可以当它当做一种全新的技术。因为5G和43包括3G所根本的技术原理和部署方法都是不同的。虽然5G技术目前还没有全面代替4G但是5G在各个领域的表现都远远好于4G。我国成立的5G研究组将5G的过程分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证这三个阶段。2.2 5G移动通信系统的特点 5G移动通信系统相比于4G是青出于蓝而胜于蓝。5G的注意特点包括以下几方面：（1）安全性提升。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。智能互联网的基本精神是安全、管
8、理、高效、方便。在5G的网络构建中，下级应处理安全问题。网络建设初期应与安全部门的加密信息相结合。网络不应向特别安全机构开放。我们要建造的专门的安全的机制。（2）网络速度快。这也是我们最能感受到的变化，有了高速的网络我们才能面对VR超高清业务时不受限制。当然这个速度是峰值速度，不是每一个用户的体验。随着新技术使用，这个速度还有提升的空间。在传统网络系统中，人们的终端是非常有限的，固定电话、手机等。而到了5G时代终端不会按人来定义，因为每个人都会有很多终端。5G比4G承担了更多的网络传输压力，低功耗就显得尤为重要。低功耗能使设备使用时间变长也能让用户拥有更好的使用体验。5G对最低延时的要求很高要
9、求不高就承载不起现如今大数量的数据。这就对网络提出严酷的要求。传统的4G满足补不了这些需求那么5G就必须达到要求。科技随着时代在进步，网络业务技术也需要进步。支持多彩的业务，才能在复杂的场景上使用。我们社会生活的各个地方，都需要广覆盖，以前深山老林、冰潭峡谷不需要覆盖那是因为我们的技术不够。但是我们如果也用5G将其覆盖那么我们可能会得到气温的变化、岩石植被的变化甚至能够用来检测地震，这就非常有价值能够避免提前知道和避免自然灾害。5G可以提供一个网络来满足这些额外的需求。我们已经在生活的深度和宽度上建立了一个网络，但我们需要获得更高的覆盖率。如今，家里有4G网络，然而，家里封闭式局域网的质量可能
10、很差。局域网在封闭式更衣室、卫生间、地下停车场运转不良这是不可避免的。但是我们如果用了5G，那么不管是地下车库还是狭小逼仄的角落我们都能很好的运行。2.3.1基于OFDM优化的波形和多址接入。目前5G移动通信系统中最重要的一项技术也是比较具有难度的，就是OFDM优化的波形和多址接入技术这两个。OFDM技术在现在用在4G上多一点，他和4G技术能够配合的很好。但是OFDM技术不急能够扩展大宽带应用，他还具有高频谱效率和较低的复杂性，所以能较好的满足5G网络的要求。2.3.2先进的新型无线技术。如果说OFDM技术是5G通信系统中最重要的技术那么MIMO技术就是另一个方面重要的创新研究项目，MIMO技
11、术是用众多不同的智能天线来发射信号，以此来扩大信道容量。这种方法能极大地信道容量；而通过智能天线收集信号将其集中在一个点上，这样就能增加5G通信系统的覆盖范围。对无线通信来说，频率和传输的信息量成正比。因此我们选取高频率的毫米波来应用到5G技术中为了获得更多的信息量。但是毫米波的应用也不是一件简单的事，通常它甚至不能穿过墙壁甚至会面临能量消耗过大的难题。现在我们也做出了一些成绩，比如通过收集大量的天线，固定的算法公式，就可以大幅度提升5G毫米波覆盖范围，最终达到减少甚至排除干扰的目的。如果使用这种方法，能够让移动频谱运营商获得更多的收益，也可以为没有授权频谱的制造商提供发展的机会。使他们能够充
12、分利用 5G NR 技术。使用共享频谱和非授权频谱，可将 5G 扩展到多个维度，实现更大容量、使用更多频谱、支持新的部署场景。先进的信道编码技术。目前LTE网络的编码还不够成熟不能满足未来的数据传输要求，所以我们需要一种更加快速更加稳定的编码，以提高数据传输速率，并利用更大的编码信息块契合移动宽带流量配置，同时，还要继续提高现有信道编码技术的性能极限。2.3.3 超密集异构网络网络的多元化、宽带化、集成化、智能化正是为爱的5G信息网络技术持续不断发展的根本方向。移动数据的业务会伴随着普及各种各类的智能化的终端的进程而实现飞速发展。在5G网络的未来发展之中，小区的半径在缩减，低效率的节点的数目在
13、增加，而这些现象是未来的5G网络能够实现一千倍流量增加的不可或缺的核心技术。所以，若是想要改善未来的5G的网络，进而将数据的流量有所提高，构建超级迷异构的网络是极为关键的技术。未来，无线网络打范围肯定是现在的数倍。在宏站的覆盖范围内，站间的距离维持在10米以内，每1平方千米可以支持服务25000个用户。与此同时，主动用户数目与台站数的比例维持在1:1的比例左右，即实现用户与服务节点一对一服务。密集的部署的网络缩短了终端与各个节点之间的距离，大大提升了网络的功率和频谱的效率，进一步扩大了网络的覆盖面，扩大了容量，提高了服务在不同的技术和覆盖水平上的灵敏度。在5G的时代背景之下，超密集的异构网络框
14、架虽然具有较为明亮的发展前景，可是当缩短了节点之间的距离之后，网络部署地越密集，网络拓扑便越复杂，易与目前所存在的移动通信的系统发生不兼容的情况。在5G的移动的网络中，不得不解决的难题便是干扰。存在于网络中的干扰问题主要包括同频干扰、共享的频谱资源的干扰、不同覆盖的级别之间的干扰等等。现如今的通信系统的干扰的协调的算法仅仅只可以解决个别干扰源所造成的难题，而相邻的节点的传输消耗几乎相差不多，这样将会引起大多数的干扰源具有过近的强度，网络额性能进一步恶化，使得现有的协调算法对处理该问题都难以下手。除此之外，因为不同的业务与不通的用户对于QoS都有着不同的要求，系统的性能需要5G网络来保证正常运行
15、，这其中主要包括:在网络不同业务中的实现、各节点之间的协调方法、网络如何选择以及如何配置节能的方式。能够达成大规模的节点协作的前提是准确无误地感知到相邻的节点。在非常集中的网络中，密集部署的策略使得小区的边界的数目急剧增加，不规则形状导致频繁而复杂的变换。为了适应移动性的要求，新的切换算法必然会出现；此外，研究也将重点放在动态的网络部署的技术上。因为用户部署可以突然或者随机开启或者关闭大量节点，网络拓扑与干扰具有大规模发生动态变化的特点；每个小站的服务用户数量较少也易引起服务的时间与空间的分布的产生剧烈的动态改变。在传统的移动网络之中，人工还是重要的组成部分，网络的运行维护和布置都需要人工完成
16、。这不仅极大的浪费了大量的人力资源，增加了运营成本，并且也没有达到网络优化的目的。未来的5G网络即将面对网络布置、运作保护的机遇与挑战，这主要是由于各种无线接入技术的存在，以及网络节点的普及能力没有相似之处，其中所存在的关系也比较复杂。所以，智能自组织网络将成为5G网络中的一项核心关键技术。2.3.5 内容分发网络综合地来说，内容分发网络就是职能虚拟网络，即在原先的网络中增加一个新型的网络。该系统总体地考虑了各个节点之间的连接情况、负载状况、用户间的距离等。用户在使用CDN的代理服务器来发布有些内容，用户可以在附近获得需要的信息，从而缓解网络的拥挤状况，减少相应的响应的时间，在一定程度上提高反
17、映的速度。CDN网络体系结构在用户端和源服务器之间构建了多个CDN代理服务器，可以减少延迟，提高服务质量。当用户发送所需内容的请求时，若源服务器已经收到相类似的请求，则通过DNS将请求重新绑定到最近的CDN的服务器，再通过代理的服务器向用户发送内容。所以，源头服务器仅仅需要将各个内容传输给代理的服务器，然后从周边具备充分带宽的条件的代理服务器获得相关的内容，减少网络延迟。分容的分发技术也伴随着云计算、移动的互联网和动态的网络的内容技术的发展而逐步专业化，在其他的内容路由、管理、推送和安全等各个方面迎接全新的机会与挑战。用户对移动的业务的要求也随着智能移动终端的大量普及和应用服务的迅速进步而不断
18、增加，而且，也在不断提高自身对于服务的质量的要求。CDN网络技术的优点是能够迅速提供有效的信息服务给需要的客户，解决网络的拥挤问题。所以，目前5G技术中，必不可少的技术便是CDN技术。3 5G大数据网络架构概述如今的4G和5G还是共同存在的，但是5G技术不应该应用于单一的网络通信。它的高效率、超高的稳定性、安全性让它涵盖了生活的方方面面，它所带来的构架模式肯定是要区别于传统4G的网络构架。5G大数据网络构架的组网模式、通信频谱、末端基站、天线技术都会有很大改变。5G大数据网络架构指的就是依赖于大数据技术的一种以数据为核心，还承载了其他业务的网络结构。显而易见的是核心数据在社会的发展中具有十分重
19、要的社会地位，而数据中心在5G大数据时代下同样具有十分重要的作用，因此为了保证在计算机技术以及5G网络技术下，5G大数据网络能够发挥其在网络基础资源中的输入、输出作用，就必須建设以大数据中心条件下的网络架构，而为了使得5G大数据网络构架能够发挥其相应的作用，就必须采取恰当的5G大数据网络架构的设计原则。3.1 大数据网络架构简介大数据技术使用了信息技术处理的方法来处理相关数据，传统数据处理的方法根本不能对数据进行及时的处理。在面前的数据信息中，大数据网络架构技术是一种非常便利的技术，在各种场合各个方面都能看到它的身影，比如数据搜索、管理、存储以及数据分析等。大数据网络架构技术能够很快地提取出你
20、想得到的数据，极大地减少了使用者的实践，信息处理效率有明显提高。虽然大数据网络构架技术具有非常重要的意义，但是目前的大数据网络构架技术在我国的应用还不够成熟，且在视频监控技术领域中还存在一些问题，分析这些问题，加强大数据网络架构技术的应用投入显得尤为重要。5G大数据技术的飞速发展，带来的难题是运营的管理难度增大，所以需要增强可控性建设，为了能保证5G大数据网络架构的先进性，那就必须保证可拓展性，而网络数据中最大的一个特点就是实时性，所以，必须保证大数据网络架构设计的实效性，那么建立更加完善的5G大数据网络结构体系，从而使得网络数据中心的信息传输更加稳定久是环环相扣的缺一不可。3.2 大数据网络
21、架构组网模式现阶段4G与5G处于共存模式，所以5G通信网络的组网模式必须采用独立组网（SA）和非独立组网（NSA）这两种模式。其中独立组网直接采用下一代核心网（NGC），它的优点是能支持5G的全部功能和应用的同时也支持5G和4G无线传输网络同时并行，它的缺点是组网初期建设成本高。非独立组网由双连接、主基站控制，核心网采用的是4G EPC或NGC，它的优点是可以通过已有的通讯基础设施建设5G通信网络，能加快5G技术的商业部署进程，并且前期投资少，其缺点是非独立组网设备性能并不能完全满足5G通信技术的需求，在小范围内效果很好，但是不适合大范围使用。4 5G大数据网络架构监控技术视频监控具有悠久的历
22、史，在传统上广泛应用于安防领域，是协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。随着宽带的普及，计算机技术的发展，图像处理技术的提高，视频监控正越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。定义利用视频监控技术探测、监视设防区域，实时显示、记录现场图像，检索和显示历史图像的电子系统或网络系统。发展过程 视频监控技术按照设备发展过程分为三个阶段：模拟视频监控、数字视频监控、智能视频监控。第一代视频监控系统也叫做闭路电视监控系统产生于20世纪70年代。由视频采集设备、信号传输设备、切换控制设备、显示与记录设备。第二代监控系统是数字化监控时代产生于20世纪90年代。标志性产
23、品是DVR。其特点是录像时间长、功能更加丰富、联网能力强。第三代监控系统是智能视频监控时代在近几年兴起。主要设备有智能视频分析服务器、智能监控管理主机。4.1 大数据监控技术特点 大数据网络监控技术比传统的监控技术更为先进，更能提高工作效率。它大数据网络监控主要包括以下三个方面的特点：（1）数据的存储。生活用监控系统存储最多的数据就是视频和音频，这些都要在高清的视频监控下才能完成，现在采用的数据存储方式，基本上都是采用单一落后的文件存储方式。当数据超过一定数量时这种方式会造成数据崩溃甚至影响整个数据系统。在恢复崩溃数据时还会出现错误的信息，需要筛选判别这样严重的降低了工作效率导致恢复阶段持续很
24、长时间，且在这个过程中也会引起数据丢失。（2）数据的安全性。违密码管理局需要对数据认证加密和解密。但是传统的方式容易造成数据的丢失，所以要想提高监控的安全性，也保证数据的安全，这样用户的权益曹辉不受侵害。（3）平台的规模性。至于平台的规模，首先要了解接入需求，管理无限增长，扩展平台，保证其灵活性。同时，我们可以同时识别多个设备的平台，或者管理不同的摄像头等。所有客户也可以通过一个平台进行监控和维护，以促进平台容量的扩展。相对来说，5G是一个新颖的词汇，尽管它已经有人提出好几年了。我们可以将互联网作为媒介去理解。理解过程中不可避免的会遇到到很多专业词汇，我们在搜索、浏览和学习的时候也要学会识别信
25、息。其中内含了一些基础知识。在经过基础理解之后，应该对5G有一个初步的理解。目前，我国广泛应用的4G网络技术仍是有线的网络的技术。原先的国内通信技术被有线网络所垄断的死锁已经随着无线网络的大范围的普及而有所破坏，相反，属于无线通信的技术的时代正在到来。在我国，LG时代的模拟通信技术是一个起点，经过几代通信技术的变革，现在无线通信技术被认为是其自身发展的一个契机。无线的通信技术正是凭借其自身所具有的较为更快速的传输信号的速及可靠性，从而在国内的市场上谋取了属于自己的一席之地。此外，曾经在我国市场非常流行的5G的无线移动的网络，实际上是基于5G时代的网络标准的试运营网络。在网络传输速率和网络容量方
26、面，该试验网络都优于传统的4G网络。此外，全体用户在传输速率方面的要求都可以被较好地满足。它既可以提供给每一个用户超过10gbps的速率，还可以以非常快的速度容纳1000亿台设备。而且，基于云计算的5G通信的技术，可以在一定程度上开拓单人与多设备之间的通信技术，因而带领中国的城市迈入一个具有智能的新时代。然而，现如今，因为在组织零件方面依旧存在缺陷，所以还未能全面并且充分地去发挥它的大部分优点。4.2 5G大数据网络架构监控原理最近这些年中，我国的视频监控系统智能化、高清化发展迅猛，活跃在诸多不同的领域。5G大数据网络架构监控系统需要对大量的数据进行整理归纳，结合视频监控体系理论还说，这些信息
27、对工作人员和安保人员具有很大的价值。但是在实际的工作中，大量的数据信息还是依赖人工来进行处理，浪费时间的同时还无法保证工作的质量。我们的5G大数据网络架构监控系统基本上都被闲置，被使用的频率非常低。所以，学会用5G大数据网络架构监控系统来处理信息是很正要的。第一，随着视频监控技术的进步和创新，视频数据的存储量和增长速度都有显著的增高，5G大数据网络架构监控系统存储空间必须要大。第二，收集来的数据分为多种。监控系统中，需要数据编码格式，所以会用到较多不同类型的编码就行区别、分类。此外，目前的物联网种类也一直在不断的增加，视频体系数据呈现多元化趋势。第三，时间增长，数据信息量也随之增长。视频监控数
28、据发生了很大的变化。以前的数据处理计算速度远远达不到现在的数据上传速度。在这种情况下，采用5G大数据网络架构监控系统不仅能提高数据信息处理速度，还能保持较高的工作质量。第四，数据价值密度低但是效率高。我们国家的数据传输量一直以来都是巨大的，高效率的处理方法就会造成数据的丢失、人员的疲惫。第五，对于每个组织来说，它们之所以能够运作是因为数据中心的存在。存储在数据中心中的一部分客户的资料和组织操作的数据能否被保护，将影响到整个组织的生存和发展。所以，应该进一步稳定数据中心，并且建立一个更为周全的资料系统去保护它。其日常工作的效率将为本组织的工作制造更高的效率。基于此背景，怎么样去保护数据中心就变得
29、极其重要。无线传感器的技术作为其中的关键技术，在数据中心的监控过程中发挥着重要作用。与以往有限的监控设备相比，既能更好地对硬件进行保护，又能保持数据中心运行的稳定水平。然而，目前的无线技术仍然存在着响应速度慢、远程实时报警困难等问题，限制了其为代理数据中心带来的好处。但是，在5G时代之后，这些难题都可以被一一解决。尤其是在扩容和提高传输速度这两方面，5G时代将带来翻天覆地的变化。 4.3 大数据网络架构监控发展前景5G技术作为一种新型的无线传输的技术，其数据传输上行和下行带宽足以满足4K和8K的高清的信号的传输的需求，它高效的通信频率可以极大地提高无线的通信的信号的普及率，与此同时，在5G时代
30、，其使用流量的成本输出将大幅度减少。在上述5G技术带来的方便性的基础之上，高清的监控的设备的终端可以通过加载5G的通信模块来进一步进行传输无线的高清视频的信号的行为，减少传输视频数据的中间的环节，达成监控中心的两级分层的模式的目标，实现无线高清视频信号的传输。终端的视频监控的信号将与中央机房直接对接，然后，分析数据，从而直接获取有用的信息，这样做不仅仅确保了该数据的实时性和有效性，还大幅度节省了对所有的监控的网络的资金投资。国内5G大数据下的视频监控技术目前还还处在发展阶段，在应用的过程中需要对产品进行创新对原有的模式进行改良。联系现实，筛选产品，不能受传统因素的影响让自己思维僵化。该需要结合
31、国外等产品进行总结和创新，综合考察新技术和新产品，使基于5G的大数据网络架构监控技术早日成熟更好的服务人民。传统的4G时代的工作频率已不能满足5G时代的高要求。为了构建适应5G时代网络信息高需求的大型的数据化网络的架构，中国电信的运营商不得不尽自己所能去提高自己的工作频带，持续打破超越4G时代的障碍。然而，提高工作频带也存在一个瓶颈，即高频段的无线电波无法在遇到障碍物时依旧保持原先的能力，与此同时，在远距离进行传输的时候，它的传输速度也会有所降低。为了应对这一难题，在5G技术的开发的过程之中，技术性的工作人员与专家们都努力钻研于开发天线技术这一课题，该技术可以打破之前的无线电的阻碍，提高能量的
32、集中能力，使能量的传输向保持了一定的方向。与此同时，时代因为信息的快速发展而持续繁荣，大多数的行业都会选择跟精通通信的企业进行深层次的协作，将更先进的网络设备集成到自己的工作系统中，这样不仅仅能够稳步提高自己的工作的效率，还可以为5G通信技术提供更宽阔的世界。构建数据化的网络框架的重点内容依旧是如何选择合适的互联方式。在这中间，科学化地认识5G技术是关键一环。在5G时代，无线的通信的技术获得了极大的发展，而其对容量和速度的要求也越来越高，如何更全面地认识5G时代，了解主要的技术问题并逐一解决，是突破以往的通信产业阻碍的关键环节。5G通信技术发展的关键是大数据网络结构问题和相应的无线监控技术能否有效地提高。
