針對行業(yè)用戶的5G規(guī)劃研究

1 引言

5G網(wǎng)絡(luò)采用了新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、空口技術(shù)、頻譜等，業(yè)務(wù)范圍也從傳統(tǒng)的個(gè)人移動(dòng)通信拓展為個(gè)人業(yè)務(wù)（ToC）和行業(yè)應(yīng)用（ToB）。對個(gè)人業(yè)務(wù)而言，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃類似于傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；但行業(yè)應(yīng)用由于行業(yè)差異較大，導(dǎo)致不同行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的需求不一樣，規(guī)劃也存在差異性。

針對5G行業(yè)應(yīng)用應(yīng)做好需求分析，針對不同的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和承載需求，制定合理的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案。

2 行業(yè)需求分析

行業(yè)用戶與個(gè)人用戶的最大區(qū)別就在于需求不同。不同的行業(yè)有不同的特點(diǎn)，如何識(shí)別行業(yè)應(yīng)用的需求和特點(diǎn)，并將行業(yè)應(yīng)用需求翻譯為客戶對帶寬、時(shí)延、連接數(shù)、可靠性、安全性等指標(biāo)要求，是決定如何規(guī)劃的重要依據(jù)。

分析行業(yè)應(yīng)用的特點(diǎn)和需求，需重點(diǎn)了解以下問題。

2.1 行業(yè)應(yīng)用需求場景

根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的需求情況確定行業(yè)應(yīng)用的場景，將行業(yè)應(yīng)用地理化顯示，確定覆蓋范圍，如主要是分布在園區(qū)還是旅游區(qū)，是醫(yī)院還是大學(xué)，是室外還是室內(nèi)等，如圖1所示。

2.2 行業(yè)應(yīng)用需求類型和指標(biāo)要求

對行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行分類并分析其特點(diǎn)，找出這些行業(yè)應(yīng)用的主要關(guān)鍵指標(biāo)，如無人機(jī)應(yīng)用，對上下行帶寬要求都比較高。不同類型的應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)的指標(biāo)要求差異較大，其中關(guān)鍵指標(biāo)要求有：帶寬、時(shí)延、連接數(shù)、可靠性等。

圖1 行業(yè)場景分類示意圖

5G典型行業(yè)應(yīng)用對應(yīng)的業(yè)務(wù)指標(biāo)需求如表1所示。

表1 5G典型業(yè)務(wù)指標(biāo)需求參考

2.3 其它網(wǎng)絡(luò)需求

部分行業(yè)用戶對網(wǎng)絡(luò)還有一些獨(dú)特需求，如網(wǎng)絡(luò)安全性、信息安全性、網(wǎng)絡(luò)獨(dú)享性等。針對這些需求，要綜合考慮技術(shù)方案的可行性、建設(shè)成本等。

目前5G專網(wǎng)建設(shè)還存在一些頻率許可、核心網(wǎng)投資過大、后期維護(hù)難等問題，在規(guī)劃時(shí)需根據(jù)客戶的需求進(jìn)行綜合考慮。

3 確定網(wǎng)絡(luò)方案

對上述行業(yè)用戶的需求進(jìn)行深入分析，了解客戶的真正訴求，并根據(jù)這種訴求制定與之網(wǎng)絡(luò)能力相匹配的網(wǎng)絡(luò)方案，包含網(wǎng)絡(luò)切片方案、移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）方案、基站建設(shè)方案、室分分布系統(tǒng)建設(shè)方案等，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及切片示意圖

3.1 網(wǎng)絡(luò)切片

網(wǎng)絡(luò)切片可由運(yùn)營商使用，基于同客戶簽訂的Service level Agreement（SLA）業(yè)務(wù)服務(wù)協(xié)議，為不同垂直行業(yè)、不同客戶、不同業(yè)務(wù)提供相互隔離、功能可定制的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，為企業(yè)可管、可控，是一個(gè)提供特定網(wǎng)絡(luò)能力和特性的邏輯網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)切片管理功能需要跨域協(xié)同（接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等）實(shí)現(xiàn)整體端到端切片的管理和編排；但對5G無線網(wǎng)而言，其空口資源是共享且有限的，如果網(wǎng)絡(luò)切片過多將導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)有線化，降低資源利用率和網(wǎng)絡(luò)容量，因此哪些行業(yè)應(yīng)用需要切片，如何進(jìn)行切片，需要幾個(gè)切片是在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)重點(diǎn)要考慮的內(nèi)容。

根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的分類，建議具備以下特質(zhì)的應(yīng)用可以考慮進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片：① 安全隔離要求高；② 成本敏感度低。

典型如遠(yuǎn)程醫(yī)療、電力監(jiān)控、輔助駕駛等。

3.2 MEC（移動(dòng)邊緣計(jì)算）

在5G網(wǎng)絡(luò)高容量熱點(diǎn)場景中，用戶體驗(yàn)速率達(dá)1 Gbit/s，峰值速率達(dá)10 Gbit/s，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求高達(dá)幾十Gbit/s，這將對無線回傳網(wǎng)絡(luò)造成巨大的壓力，因此需要將業(yè)務(wù)向網(wǎng)絡(luò)邊緣盡可能下沉，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的本地分流。此外，在uRLLC低時(shí)延場景中，也需要將業(yè)務(wù)下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸和多級業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)帶來的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。

順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，MEC將內(nèi)容業(yè)務(wù)部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣，可提升用戶體驗(yàn)，降低時(shí)延，節(jié)省帶寬資源，典型應(yīng)用如移動(dòng)辦公、車聯(lián)網(wǎng)、4K視頻、AR/VR業(yè)務(wù)等，如圖3所示。

圖3 大流量業(yè)務(wù)部署MEC本地分流示意圖

確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)是否需要部署MEC，如何部署，部署在什么位置，需要多少服務(wù)器主要依據(jù)以下幾個(gè)因素進(jìn)行考慮：① 時(shí)延要求；② 本地分流要求；

當(dāng)上述指標(biāo)達(dá)到一定門限時(shí)，可考慮部署MEC。

3.3 無線網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃主要根據(jù)覆蓋區(qū)域和上下行速率等關(guān)鍵指標(biāo)要求進(jìn)行設(shè)置，包括：室外需要多少基站才能滿足覆蓋、容量和速率需求，站間距如何設(shè)置；是否需要部署室內(nèi)分布系統(tǒng)，對哪些樓宇進(jìn)行室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)；采用什么樣的設(shè)備類型、技術(shù)方案等。

針對不同的情況可采取不同的無線解決方案，如圖4所示。① 覆蓋不足：增加室外宏基站，增強(qiáng)覆蓋；② 上下行速率不足：進(jìn)行站址加密，可根據(jù)站間距情況綜合考慮宏基站或微基站；③ 容量不足：進(jìn)行多載波疊加；④室分覆蓋不足：如果無法通過室外基站進(jìn)行覆蓋，則應(yīng)增加室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)。根據(jù)室內(nèi)容量要求，選擇有源室分或無源室分。

圖4 無線網(wǎng)覆蓋解決方案示意圖

4 結(jié)論

5G行業(yè)應(yīng)用由于行業(yè)差異較大，導(dǎo)致不同行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的能力需求不一樣，尤其是體現(xiàn)在上下行帶寬、時(shí)延、連接數(shù)、安全性等幾個(gè)方面，需根據(jù)需求有針對性地進(jìn)行規(guī)劃。在進(jìn)行行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃時(shí)，需對行業(yè)需求進(jìn)行深入分析，確定網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，編制網(wǎng)絡(luò)切片、MEC、無線網(wǎng)絡(luò)等規(guī)劃方案。