關(guān)于5G雙域?qū)＞W(wǎng)的應(yīng)用研究

劉嵐 徐建林

中國移動通信集團(tuán)貴州有限公司 貴州 貴陽 550002

1 5G雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)能力輸出要點(diǎn)

在當(dāng)前的技術(shù)背景下，針對5G專網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用方向，可大概被分為如下幾種類型：一般性網(wǎng)絡(luò)連接類、對安全性于控制力有較高要求類、對時延敏感類、上述類別混合需求類。而5G專網(wǎng)現(xiàn)存的服務(wù)類型包括兩方面，其一為向?qū)ｉT的網(wǎng)絡(luò)提供連接，這一服務(wù)內(nèi)容與5G網(wǎng)絡(luò)自身具備的功能特征相關(guān)，主要體現(xiàn)為覆蓋面積廣、帶寬較大、連接范圍較為廣闊、網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)較為穩(wěn)定。其二為邊緣算力，這一特征關(guān)乎5G網(wǎng)絡(luò)自身的融合功能，具體表現(xiàn)為時延較低、數(shù)據(jù)表現(xiàn)能力較低、網(wǎng)絡(luò)總體開放、安全性較強(qiáng)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與技術(shù)性的日漸提升，以上幾種功能也在逐漸交融發(fā)展。

1.1 差異化連接水平

由于客戶身處不同的行業(yè)與崗位，其對于5G雙域?qū)＞W(wǎng)應(yīng)用業(yè)務(wù)的實際需求也存在差異。其中對差異化連接能力需求較大的應(yīng)用方向就是在5G公網(wǎng)的技術(shù)支撐之下，達(dá)到生成5G專網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用場景的目的。這里可以以車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為示范舉例說明：車聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)應(yīng)用場景包括：車內(nèi)多媒體運(yùn)行、5G專網(wǎng)是否覆蓋全車、車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的上行速率與下行速率、車輛行駛過程中車內(nèi)5G業(yè)務(wù)的連續(xù)性，以及車路協(xié)同場景的創(chuàng)設(shè)、5G專網(wǎng)的時延、抖動，最后還包括整體業(yè)務(wù)的是否可靠。

1.2 確定性連接水平

在確認(rèn)使用場景的前提下，具體應(yīng)用對5G雙域?qū)＞W(wǎng)提出的具體需求為帶寬、速率、抖動、時延、可用性等網(wǎng)絡(luò)性能以及安全隔離能力[1]。當(dāng)需要在5G公網(wǎng)的基礎(chǔ)之上搭建起5G專網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用場景時，最主要也最迫切的需求內(nèi)容就是對確定性連接能力的實際需求。這是由于判斷業(yè)務(wù)開展是否具有充分的可用性，其最主要的判斷標(biāo)準(zhǔn)就是確定性的連接能力高低。這里可以以智慧醫(yī)療業(yè)務(wù)為示范舉例說明：在實際的使用過程中，應(yīng)用于院前急救場景的數(shù)據(jù)回傳，其速率要求大于等于30Mbp每秒的上行帶寬，以及低于50m/s的網(wǎng)絡(luò)時延。

1.3 邊緣計算功能

為了有效地控制網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷量，盡量減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷帶來的負(fù)擔(dān)，并且充分提升數(shù)據(jù)處理的時效性與質(zhì)量水準(zhǔn)，提升用戶對實際開展業(yè)務(wù)的體驗感，5G專網(wǎng)邊緣計算力要做到下沉用戶側(cè)，這樣才能貼近用戶需求，提升與行業(yè)應(yīng)用的貼合性。而5G專網(wǎng)下沉的能力大概可被分為控制面與用戶面兩方面。而為了客戶行業(yè)能夠降低管理成本，提升管理水平，縮減部署工作開展的工作量，就要求5G雙域?qū)＞W(wǎng)要做到以邊緣計算為技術(shù)基礎(chǔ)，促進(jìn)5G專網(wǎng)與行業(yè)應(yīng)用相適配，為行業(yè)用戶按需參與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)輔助生產(chǎn)奠定開展基礎(chǔ)。這里可以以智慧園區(qū)業(yè)務(wù)為示范舉例說明，出于對管理者管控數(shù)據(jù)的安全因素考慮，系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)應(yīng)往往不會離開本園區(qū)，而監(jiān)控類視頻數(shù)據(jù)對較大上行帶寬的需求較大，且要具備實時分析以及根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行預(yù)警的功能，基于這種情況，可以看出智慧園區(qū)產(chǎn)生的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對時延性的要求較位顯著。

1.4 高性價比

除了要滿足客戶的具體需求以及客戶對網(wǎng)絡(luò)的能力要求，為客戶節(jié)約運(yùn)行成本也是5G雙域?qū)＞W(wǎng)運(yùn)行的主要能力之一。基于這種需求，就應(yīng)該將已投入商用的2C（to Customer，面向個人用戶）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于5G雙域?qū)＞W(wǎng)中，并在其中系統(tǒng)地運(yùn)維5G網(wǎng)絡(luò)，使其達(dá)到分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和運(yùn)維成本的目的，進(jìn)而達(dá)到客戶的高性價比需求。

2 5G雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)需求分析

2.1 教育行業(yè)

5G雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)的主要需求群體就是我國國內(nèi)的各大高校。而基于這種情況，就要對校園客戶具體需求進(jìn)行掌控。校園客戶的實際需求主要體現(xiàn)為以下幾點(diǎn)內(nèi)容。首先，本校的師生在本校的地域范圍內(nèi)應(yīng)該能在5G網(wǎng)絡(luò)的支撐之下實現(xiàn)對校園內(nèi)網(wǎng)的訪問，訪問的全程都應(yīng)嚴(yán)格遵守當(dāng)前校內(nèi)校園網(wǎng)的運(yùn)營原則，且其中將會產(chǎn)生的具體業(yè)務(wù)資費(fèi)應(yīng)由校方獨(dú)立承擔(dān)。其次，本校的師生在訪問外部網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)該借助各自選擇的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)完成疏導(dǎo)，其中會產(chǎn)生的具體業(yè)務(wù)資費(fèi)應(yīng)以2C資費(fèi)為標(biāo)準(zhǔn)由本校師生自行承擔(dān)。然后，本校師生無論處于我國境內(nèi)的任何角落，都應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)對校園內(nèi)網(wǎng)的訪問，其中將會產(chǎn)生的具體業(yè)務(wù)資費(fèi)應(yīng)該統(tǒng)一計費(fèi)。最后，我國范圍內(nèi)不屬于本省的外省用戶師生，一旦來到校園內(nèi)部，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)漫游也要可以實現(xiàn)對校園內(nèi)網(wǎng)的訪問，其中將會產(chǎn)生的具體業(yè)務(wù)資費(fèi)也應(yīng)該統(tǒng)一計費(fèi)。

2.2 文旅行業(yè)

所謂的文旅行業(yè)，其主要是以劇院、博物館、科技館、體育場、文化館等客戶為代表。這一類客戶的主要需求體現(xiàn)為期望能夠基于5G技術(shù)中大帶寬、低時延及邊緣計算能力等功能的支持，再加之使用AR（Augmented Reality）、VR（Virtual Reality）等技術(shù)，為前往參觀游玩的旅客充實游玩內(nèi)容，使之更加沉浸投入，提升體驗感。例如在博物館內(nèi)借助全息投影、AR等技術(shù)實現(xiàn)對展品信息的普及。這樣的需求使得5G雙域?qū)＞W(wǎng)應(yīng)該保證在一定的場館限制范圍之內(nèi)，參觀的游客應(yīng)該能夠使用手機(jī)平板等終端實現(xiàn)對該場館內(nèi)部網(wǎng)址的訪問以及進(jìn)一步操作，其中產(chǎn)生的流量資費(fèi)應(yīng)該由該場館或者說文旅行業(yè)客戶統(tǒng)一支付。從文旅行業(yè)的實際情況出發(fā)，訪問點(diǎn)擊內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的用戶應(yīng)該來自不同的運(yùn)營商和不同的地域省份，并不局限于本省用戶。

2.3 政務(wù)行業(yè)

5G雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)還會迎來相關(guān)企事業(yè)單位的實際需求，在這一類用戶的使用需求中，會涉及許多不同的辦公場景，也因此應(yīng)該對相關(guān)從業(yè)者的辦公需求日常各場景的實際通信需求進(jìn)行滿足。

2.4 需求要素分析

針對如上幾方面行業(yè)的具體使用場景的細(xì)致化分析能夠觀察到，使用者的職業(yè)類型與身份特征、訪問目的不同，直接導(dǎo)致了5G雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)所要提供的業(yè)務(wù)開展范圍、用戶終端可控性、費(fèi)用結(jié)算方式等方面內(nèi)容也不盡相同[2]。

從訪問人群的角度出發(fā)服務(wù)，高校內(nèi)的各師生等用戶群體具有明顯的固定性，但文旅場景中，由于其場所性質(zhì)的特殊性，來訪的游客可能來自于全國各地甚至世界各地，這一用戶群體就具有明顯的流動性以及不確定性，那就要求5G雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)該保證能滿足所有區(qū)域內(nèi)游客的訪問需求。

從業(yè)務(wù)開展的角度出發(fā)，高校方希望但凡是在本省范圍內(nèi)本校師生都可以隨時實現(xiàn)對校園網(wǎng)的訪問，而在文旅場館，則希望游客一旦不處于本場館之中，就無法實現(xiàn)對場館內(nèi)網(wǎng)的訪問。

從用戶終端可控性的角度出發(fā)，部分政務(wù)機(jī)關(guān)會為工作人員統(tǒng)一配發(fā)終端。但在高校內(nèi)，師生的終端設(shè)備均自行購買，不能實現(xiàn)對訪問終端的指定性管理。

從費(fèi)用結(jié)算的角度出發(fā)，同樣都是訪問網(wǎng)絡(luò)這一行為，高校師生與游覽游客的結(jié)算標(biāo)準(zhǔn)存在差異，而訪問內(nèi)網(wǎng)的流量，在指定區(qū)域內(nèi)及本地市內(nèi)優(yōu)惠計費(fèi)均存在需求。

3 5G雙域?qū)＞W(wǎng)的應(yīng)用方案

3.1 單DNN

單DNN方案即只為園區(qū)用戶簽約園區(qū)專用DNN，所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量均匯聚至支持專用DNN的UPF。在用戶簽約上，只為用戶簽約專用DNN，通過糾錯機(jī)制為用戶建立專用DNN會話，承載所有流量。

3.2 多DNN

多DNN方案即除通用DNN外，為園區(qū)用戶新增簽約園區(qū)專用DNN，互聯(lián)網(wǎng)流量從地市通用UPF出口，園區(qū)流量匯聚至支持專用DNN的UPF在用戶簽約上，用戶需要簽約CMNET及專用DNN。

3.3 基于ULCL分流的雙域?qū)＞W(wǎng)方案

該方案是利用ULCL本地分流技術(shù)，即ULCLUPF識別出訪問園區(qū)的業(yè)務(wù)并通過邊緣輔錨點(diǎn)UPF進(jìn)行流量本地疏導(dǎo)，其他訪問公網(wǎng)的流量仍從主錨點(diǎn)UPF出口。

4 5G雙域?qū)＞W(wǎng)的部署模式

4.1 DNN方案部署模式

4.1.1 共享模式。復(fù)用地市UPF作為支持專用DNN的UPF，并與園區(qū)專網(wǎng)通過隧道連接。

4.1.2 專享模式。新建園區(qū)UPF作為專用DNN的UPF。在時延體驗方面，由于UPF部署在園區(qū)，業(yè)務(wù)時延較小。在維護(hù)難度方面，園區(qū)級UPF維護(hù)難度較大，成本較高。

4.2 ULCL方案部署模式

當(dāng)使用基于ULCL分流的方案時，ULCLUPF存在地市分流、園區(qū)分流兩種部署模式。

4.2.1 地市分流模式。選取專用地市UPF或者復(fù)用地市UPF作為園區(qū)分流專用的ULCL+PSA1 UPF，并與園區(qū)專網(wǎng)通過隧道連接。

4.2.2 園區(qū)分流模式。園區(qū)新建2C邊緣UPF作為ULCL+PSA1UPF用于疏導(dǎo)園區(qū)用戶的公網(wǎng)流量，地市級UPF作為PSA0UPF。

5 實際應(yīng)用建議

在目前的技術(shù)前提下，雙域?qū)＞W(wǎng)暫無能夠適用于上述一切場景的統(tǒng)一化完備方案，但可以根據(jù)客戶行業(yè)區(qū)別，以及技術(shù)匹配程度，高校、政務(wù)、文旅等行業(yè)的業(yè)務(wù)內(nèi)容，可以依據(jù)需求的差異，對其采取不同的雙域?qū)＞W(wǎng)技術(shù)方案。下面基于具體的技術(shù)方案及行業(yè)應(yīng)用的典型性體現(xiàn)，對時下不同行業(yè)的方案選擇展開分析

5.1 政務(wù)

由于工作內(nèi)容以及行業(yè)從事的特殊性，部分職業(yè)的政務(wù)客戶會存在單位統(tǒng)一配發(fā)網(wǎng)絡(luò)訪問終端的情況，一旦該行業(yè)客戶可能夠使用統(tǒng)一定制的終端設(shè)備，就可以借助專用于DNN的雙域?qū)＞W(wǎng)方案。例如警務(wù)通的使用，使用定制的終端實現(xiàn)對警務(wù)通的訪問時，客戶可以借助手動切換的方式完成對通用和專用DNN的隨時切換，而具體地市也應(yīng)與之對應(yīng)地分別部署2B及2C的UPF。在利用統(tǒng)一的終端設(shè)備訪問互聯(lián)網(wǎng)時，2CUPF能夠把業(yè)務(wù)流量疏導(dǎo)至互聯(lián)網(wǎng)，而當(dāng)切換回內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行訪問時，2BUPF就會將業(yè)務(wù)流量疏導(dǎo)至警務(wù)內(nèi)網(wǎng)中[3]。

5.2 教育

教育行業(yè)的使用還是以我國各地高校較為典型，這是因為這一部分客戶群體穩(wěn)定性較強(qiáng)，使用目標(biāo)相對明確，而且高校師生訪問網(wǎng)絡(luò)時采用的終端均為商用手機(jī)?；谶@種情況，可以采用特定用戶分流的ULCL雙域?qū)＞W(wǎng)方案，并以此來迎合本地市需要分流的具體需要?；赨LCL的方案，運(yùn)營商部署邊緣UPF作為ULCL及輔錨點(diǎn)UPF連接校園內(nèi)網(wǎng)，再利用用2C地市UPF做為主錨點(diǎn)連接互聯(lián)網(wǎng)。在訪問互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時，業(yè)務(wù)流量經(jīng)由邊緣UPF（作為ULCLUPF）及2C地市UPF疏導(dǎo)至互聯(lián)網(wǎng)。而當(dāng)本校師生訪問內(nèi)網(wǎng)時，業(yè)務(wù)流量通過邊緣UPF（作為ULCLUPF及輔錨點(diǎn)UPF）疏導(dǎo)至校園網(wǎng)絡(luò)?；贒NN的方案在高校也有相應(yīng)案例的業(yè)務(wù)探索，運(yùn)營商為高校師生開新的SIM卡并簽約專用DNN，復(fù)用地市UPF連接互聯(lián)網(wǎng)和校園網(wǎng)絡(luò)。訪問校園網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)均由地市UPF疏導(dǎo)[4]。

5.3 文旅

針對文旅場所的實際使用情況分析，這一類的客戶群體的靈活性較強(qiáng)，流動性較大，與之對應(yīng)隨機(jī)性于不確定性也就相對較強(qiáng)，基于這種情況，可以使用將場館區(qū)域內(nèi)所以用戶進(jìn)行分流的ULCL雙域?qū)＞W(wǎng)方案，這樣就能充分迎合本場館內(nèi)分流的業(yè)務(wù)需求。同運(yùn)營商部署邊緣UPF作為ULCL及輔錨點(diǎn)UPF連接場館網(wǎng)絡(luò)，復(fù)用2C地市UPF做為主錨點(diǎn)連接互聯(lián)網(wǎng)。在訪問互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時，業(yè)務(wù)流量經(jīng)由邊緣UPF及2C地市UPF疏導(dǎo)至互聯(lián)網(wǎng)，在訪問內(nèi)網(wǎng)業(yè)務(wù)時，業(yè)務(wù)流量通過邊緣UPF疏導(dǎo)至場館網(wǎng)絡(luò)。

6 結(jié)束語

伴隨著5G技術(shù)同各行業(yè)發(fā)展的深入融合，我國各地都在對雙域?qū)＞W(wǎng)業(yè)務(wù)展開探索和實施，為了滿足行業(yè)內(nèi)外的更多需求，運(yùn)營商仍需積極完善技術(shù)方案，為5G技術(shù)的不斷升級與融入行業(yè)持續(xù)助力。