試分析5G專網(wǎng)及部署策略

摘要：隨著5G的發(fā)展，通信行業(yè)迎來(lái)了新的機(jī)遇。許多運(yùn)營(yíng)商都在積極地探索5G專網(wǎng)模式和相關(guān)方案。故本文主要圍繞5G專網(wǎng)和部署策略進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：5G專網(wǎng)；部署策略

金劍（1977.06-），男，漢族，湖南醴陵，碩士。

5G技術(shù)能夠滿足不同行業(yè)的需求。網(wǎng)絡(luò)也從傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)通信發(fā)展為服務(wù)化框架，5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對(duì)象也發(fā)生了變化，不再局限于個(gè)人用戶，而是面向各行業(yè)領(lǐng)域。在5G時(shí)代，電信傳統(tǒng)業(yè)務(wù)需要以主動(dòng)、積極的態(tài)度，拓寬業(yè)務(wù)發(fā)展范圍，其它主流運(yùn)營(yíng)商也更應(yīng)該將關(guān)注的重點(diǎn)放在垂直行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。基于以上原因，本文將深入探討5G專網(wǎng)及其部署策略。

一、5G行業(yè)專網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)的意義分析

5G技術(shù)發(fā)揮出自己的作用之后，可以提供2C或者是2B服務(wù)。然而，伴隨時(shí)代的發(fā)展，個(gè)人通信消費(fèi)能力趨于飽和狀態(tài)，2C市場(chǎng)發(fā)展的速度非常緩慢，2 B用戶已經(jīng)替代2C個(gè)人消費(fèi)者，成了5G應(yīng)用當(dāng)中的主要角色。將2C與2B網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行結(jié)合建設(shè)，因?yàn)槎叻?wù)的主要對(duì)象、業(yè)務(wù)內(nèi)容之間都有很大的差異和不同，所以在實(shí)際合作建設(shè)期間，也會(huì)有很多不利的地方，以單獨(dú)的方式展開5G 2B行業(yè)專網(wǎng)的建設(shè)，可以為業(yè)務(wù)提供不同的、高質(zhì)量服務(wù)，也使得5G業(yè)務(wù)領(lǐng)域向著更好的方向發(fā)展。運(yùn)營(yíng)商在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也會(huì)應(yīng)用更多技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，滿足傳統(tǒng)業(yè)務(wù)以及互聯(lián)網(wǎng)用戶所提出來(lái)的、具有基礎(chǔ)性特點(diǎn)的通信要求。2G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無(wú)法滿足行業(yè)或企業(yè)專網(wǎng)業(yè)務(wù)所提出的具有多樣化的需求，尤其是在企業(yè)業(yè)務(wù)靈活開通方面與2B網(wǎng)絡(luò)之間存在較大差距。

二、5G專網(wǎng)需求和使用現(xiàn)狀

將5G作為新基建的重點(diǎn)和代表，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)效率向著更高質(zhì)量的發(fā)展和前進(jìn)。人工智能、遠(yuǎn)程醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)都與5G網(wǎng)絡(luò)之間有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。5G網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，其中包括較多內(nèi)容，功能強(qiáng)大，完全可以將多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行融合，從而拓寬通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，也為各個(gè)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供助力?，F(xiàn)如今各個(gè)行業(yè)都加快發(fā)展速度與腳步，例如：電力、交通、制造、金融等，它們對(duì)無(wú)線覆蓋、網(wǎng)絡(luò)安全性、數(shù)據(jù)保密性等多個(gè)方面非常關(guān)注并提出諸多的要求，基于公網(wǎng)的5G網(wǎng)絡(luò)方案，想要滿足相關(guān)行業(yè)提出來(lái)的個(gè)性化要求，還很困難。

三、5G專網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

眾所周知，如今在醫(yī)療行業(yè)、工業(yè)企業(yè)、政務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域中，5G網(wǎng)絡(luò)憑借自身強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，并開始進(jìn)行部署和具體的應(yīng)用。然而，我們不能忽視的是，5G網(wǎng)絡(luò)在滿足特定行業(yè)應(yīng)用中提出的相關(guān)要求，如安全隔離和低時(shí)延等方面仍存在不足。為了彌補(bǔ)這些缺陷，5G與行業(yè)融合的進(jìn)程得到了3G pp標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)，借助網(wǎng)絡(luò)切片等關(guān)鍵技術(shù)為相關(guān)客戶提供具有定制化特點(diǎn)的5G專網(wǎng)，以滿足不同客戶對(duì)專網(wǎng)差異性的需求。

（一）網(wǎng)絡(luò)切片

通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)其是緊緊跟隨時(shí)代發(fā)展腳步，所呈現(xiàn)出來(lái)的一種全新的技術(shù)，也是一種需要主組網(wǎng)的方式。將基礎(chǔ)設(shè)施作為重點(diǎn)，分離出多個(gè)具有虛擬性特點(diǎn)的端到端網(wǎng)絡(luò)，從而滿足不同類型的應(yīng)用。5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，其中包括較多的內(nèi)容，例如核心網(wǎng)切片傳輸切片及無(wú)線切片。每個(gè)子切片都可以采用單獨(dú)的方式進(jìn)行管理，但是無(wú)法提供單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)功能。其中無(wú)線網(wǎng)切片技術(shù)提供基于切片的頻段，優(yōu)先級(jí)配置等隔離保障方法。

（二）MEC邊緣技術(shù)

通過對(duì)多接入邊緣計(jì)算的重點(diǎn)進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)其是具有開放性特點(diǎn)的分布式平臺(tái)，主要在網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源，就近提供相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和存儲(chǔ)等多項(xiàng)高質(zhì)量服務(wù)，從而有效滿足專網(wǎng)的連接、數(shù)據(jù)優(yōu)化等多個(gè)方面所提出來(lái)的相關(guān)要求。5G專網(wǎng)通過在用戶本地園區(qū)、辦公樓等位置設(shè)置MEC邊緣計(jì)算服務(wù)器，并依托本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的作用。敏感數(shù)據(jù)不會(huì)出園區(qū)，秘密數(shù)據(jù)也不會(huì)出大樓，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和安全性，不受到任何因素所帶來(lái)的影響發(fā)生嚴(yán)重問題。MEC技術(shù)結(jié)合無(wú)線數(shù)據(jù)緩存和本地分流技術(shù)，可以提高計(jì)算處理水平和效率，并加快數(shù)據(jù)傳輸速度，縮短終端用戶的響應(yīng)時(shí)間，確保終端用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求連續(xù)性，提供更好的服務(wù)體驗(yàn)。

（三）時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)

通過對(duì)時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)所采用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)識(shí)分析，發(fā)現(xiàn)其主要將以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層二技術(shù)作為依托和重點(diǎn)，確保信息在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中更加的穩(wěn)定可靠，依托集中管理和協(xié)調(diào)調(diào)度， 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)可以保證實(shí)時(shí)應(yīng)用的可靠性。R16 5G標(biāo)準(zhǔn)可以與現(xiàn)有有限時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行交叉工作。5G系統(tǒng)定義了時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行交互工作的適配器，將時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的配置納入5G服務(wù)質(zhì)量框架中。通過依托包頭壓縮等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量傳輸目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。TSN技術(shù)已在航天航空、汽車、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

四、5G專網(wǎng)核心網(wǎng)的部署方案分析

（一）網(wǎng)絡(luò)切片虛擬專網(wǎng)部署方案

設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)切片虛擬專網(wǎng)方案時(shí)，虛擬專網(wǎng)主要將公網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)資源作為基礎(chǔ)，又依托網(wǎng)絡(luò)芯片，隔離出多個(gè)端到端邏輯子網(wǎng)。無(wú)物理資源增加情況下，幫助用戶提供端到端的按需隔離服務(wù)。此方案的重點(diǎn)內(nèi)容就是5G公網(wǎng)部署，在公網(wǎng)實(shí)際范圍覆蓋之內(nèi)，都可以提供虛擬作用服務(wù)，范圍廣是方案的主要特點(diǎn)，需要相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)置，就可以使運(yùn)營(yíng)水平和效率得到明顯的提高，還能夠解決更多運(yùn)營(yíng)過程當(dāng)中所支出的成本，但是基于切片的虛擬專網(wǎng)受到了公網(wǎng)資源配置所帶來(lái)的限制，只能有限定制。之所以網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量會(huì)發(fā)生下降問題，主要是受到公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的波及，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量只能夠有限保障。網(wǎng)絡(luò)芯片虛擬專網(wǎng)使用運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)資源不會(huì)再受到多種因素所帶來(lái)的影響，在正常情況下，應(yīng)用具有廣域特點(diǎn)的行業(yè)，例如電力行業(yè)、智能城市物流等具有大型特點(diǎn)的企業(yè)。

（二）智能定制專網(wǎng)部署方案

通過對(duì)智能定制專網(wǎng)部署方案進(jìn)行認(rèn)真分析和研究，發(fā)現(xiàn)主要內(nèi)容指的是與公網(wǎng)部署相對(duì)獨(dú)立的5G專網(wǎng)方案，核心網(wǎng)主要應(yīng)用的框架為可定制裁剪的輕量化架構(gòu)，在一些大中型企業(yè)當(dāng)中，此類專網(wǎng)方案非常受重視以及得到廣泛的應(yīng)用。因?yàn)榇笾行推髽I(yè)提出數(shù)據(jù)保密性、可靠性等多種要求，例如：礦井、油田等。

此外，專網(wǎng)要求極高情況下，用戶數(shù)據(jù)不可出園區(qū)，網(wǎng)絡(luò)控制指令也不要出園區(qū)，專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的方案作為重點(diǎn)和基礎(chǔ)，信令數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)功能等需要依靠公有網(wǎng)絡(luò)才真正實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量發(fā)生下降的情況，主要是因?yàn)楣W(wǎng)真實(shí)狀況出現(xiàn)問題，所以受到波及，基于公網(wǎng)的專網(wǎng)方案，沒有辦法滿足相關(guān)的要求，但是在行業(yè)的應(yīng)用對(duì)將5GC網(wǎng)元按需整體下沉到園區(qū)特別重視，應(yīng)用網(wǎng)源按需組合定制專網(wǎng)。

經(jīng)過認(rèn)真思考后發(fā)現(xiàn)，智能定制專屬方案，針對(duì)相關(guān)行業(yè)、用戶場(chǎng)景等多個(gè)方面與公網(wǎng)之間存在許多不同點(diǎn)，而且針對(duì)設(shè)備的實(shí)際性能、投入的成本等多個(gè)方面都進(jìn)行深入的思考。公網(wǎng)5GC產(chǎn)品網(wǎng)元眾多，而且功能更具復(fù)雜性的特點(diǎn)，維護(hù)工作經(jīng)常受到阻礙，想要真正實(shí)現(xiàn)向垂直行業(yè)用戶所推廣的目標(biāo)，非常困難。因此，核心網(wǎng)可基于網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)與云化部署能力，應(yīng)用硬件設(shè)施精簡(jiǎn)，設(shè)計(jì)運(yùn)維非常簡(jiǎn)單、輕量化核心網(wǎng)產(chǎn)品，使得5G專網(wǎng)更具可靠、安全、節(jié)約成本等特點(diǎn)，為相關(guān)企業(yè)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

（三）5G核心網(wǎng)公有云設(shè)計(jì)方案

眾所周知，核心網(wǎng)可以說(shuō)是電信行業(yè)中非常關(guān)鍵、重要的組成部分，也是核心生產(chǎn)系統(tǒng)，在正常的情況之下，將其設(shè)置在運(yùn)營(yíng)商機(jī)房?jī)?nèi)部，設(shè)備云化之后設(shè)置在自建的電信級(jí)私有云上。伴隨著時(shí)間的不斷推移，公有云獲得更好的發(fā)展，如今已經(jīng)越發(fā)的成熟，一些運(yùn)營(yíng)商經(jīng)過深思熟慮，并對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，專門思考商業(yè)價(jià)值，最終決定應(yīng)用混合云方式，主要就是將一些核心網(wǎng)業(yè)務(wù)部署在公有云上面，特別是垂直行業(yè)的5G2B市場(chǎng)。嘗試是最適合、最恰當(dāng)?shù)姆椒?，?yīng)用合作方式，加入大型云服務(wù)商，最終實(shí)現(xiàn)互惠互利目標(biāo)，在市場(chǎng)當(dāng)中獲得更好發(fā)展，并且站穩(wěn)腳跟。5GC控制面，在正常的情況下，都會(huì)應(yīng)用集中方式部署，用戶面UPF根據(jù)具體的要求，下沉到地市或者是邊緣。

在公有云部署方案當(dāng)中，專網(wǎng) 5GC控制面部署在公有云中心機(jī)房?jī)?nèi)部，用戶面UPF下沉到邊緣節(jié)點(diǎn)，基于UPF邊緣節(jié)點(diǎn)的建設(shè)方法，工作人員需要對(duì)以下兩種模式展開分析。其一，完全邊緣模式。UPF邊緣節(jié)點(diǎn)主要的提供對(duì)象就是供應(yīng)商，供應(yīng)商憑借自身強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，再結(jié)合自身機(jī)房的條件，建設(shè)主要包括：硬件資源池、虛擬化層在內(nèi)的邊緣云節(jié)點(diǎn)。UPF主要由運(yùn)營(yíng)商邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行承載。其二，合作伙伴邊緣模式。UPF主要由運(yùn)營(yíng)商與云服務(wù)商二者之間的配合進(jìn)行提供，運(yùn)營(yíng)商主要提供的是風(fēng)火水電等機(jī)房環(huán)境；云服務(wù)商提供的則是邊緣節(jié)點(diǎn)、硬件資源池虛擬化層。運(yùn)營(yíng)商將自身的邊緣節(jié)點(diǎn)策略當(dāng)作基礎(chǔ)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源、邊緣環(huán)境等特點(diǎn)，選擇出來(lái)更為科學(xué)的建設(shè)方法與模式，甚至可以匹配重要合作伙伴。將公有云與云服務(wù)二者的主要優(yōu)勢(shì)進(jìn)行充分的融合，最終形成合力。在技術(shù)層面上，需要對(duì)公有云和電信云二者在架構(gòu)和業(yè)務(wù)上面的不同進(jìn)行仔細(xì)的分析和思考，在公有云部署之下，從方案和產(chǎn)品層面，滿足運(yùn)維過程當(dāng)中所提出來(lái)的相關(guān)要求。

五、5G專網(wǎng)核心網(wǎng)部署中需注意的問題

（一）商用時(shí)間較長(zhǎng)

眾所周知，定制專網(wǎng)服務(wù)對(duì)象是各個(gè)行業(yè)的用戶，行業(yè)的不同，所提出來(lái)的要求必然也不會(huì)是相同的，其中差異很大，對(duì)專網(wǎng)產(chǎn)品方案所提出來(lái)的要求也會(huì)千差萬(wàn)別，以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)品方案的標(biāo)準(zhǔn)化難度較大。雖然說(shuō)這種產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與協(xié)議流程遵循3GPP標(biāo)準(zhǔn)之間有相同的地方，但是在接口、部署形態(tài)等多方面并沒有制定出更加統(tǒng)一的規(guī)范，需要運(yùn)營(yíng)商發(fā)揮出自己的作用，制定出相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同廠家的產(chǎn)品加大管理的力度。專網(wǎng)產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用目標(biāo)需一段時(shí)間，需要走的路還很長(zhǎng)，而且此條道路需要付出更多時(shí)間與精力。

（二）運(yùn)營(yíng)管理問題

邊緣專網(wǎng)產(chǎn)品是由多個(gè)設(shè)備廠家來(lái)進(jìn)行提供的，廠家的不同，所制定出來(lái)的運(yùn)營(yíng)體系會(huì)出現(xiàn)不兼容問題，想要進(jìn)行統(tǒng)一的管理是非常困難的。行業(yè)專網(wǎng)在千百個(gè)園區(qū)當(dāng)中進(jìn)行設(shè)置，專網(wǎng)故障定位與5G基站傳輸、核心網(wǎng)配合等各方面都有緊密的關(guān)系，因此需要專業(yè)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)，所需要付出的維修成本也是極高。

六、結(jié)束語(yǔ)

總之，在5G賦能垂直行業(yè)當(dāng)中，較為關(guān)鍵、重要的方案當(dāng)屬5G專網(wǎng)，例如網(wǎng)絡(luò)切片等較為關(guān)鍵性技術(shù)，完全能夠?yàn)橛脩籼峁┚哂卸ㄖ苹攸c(diǎn)的5G服務(wù)，并且促進(jìn)5G行業(yè)向著數(shù)字化的方向發(fā)展和前進(jìn)。通過以5G方式選擇獨(dú)立專網(wǎng)、混合專網(wǎng)、虛擬專網(wǎng)，針對(duì)資源隔離、寬帶流量等重要指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，完全滿足不同行業(yè)專網(wǎng)客戶所提出來(lái)的相關(guān)要求。另外，現(xiàn)如今眾多的行業(yè)對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)都提出了諸多的要求，例如大寬帶、海量接入、廣域覆蓋、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出園區(qū)等等，因此，相關(guān)工作人員還需要針對(duì)5G專網(wǎng)的容災(zāi)方案以及商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式等多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)的分析和研究，大幅度提高5G專網(wǎng)安全性與可靠性等，確保5G在多個(gè)行業(yè)當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用，并獲得一致的好評(píng)。5G網(wǎng)核心網(wǎng)部署模式有很多的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，其一是本地附屬核心網(wǎng)架構(gòu)可以確保對(duì)信令的控制，使得用戶數(shù)據(jù)在傳輸期間速度極快。其二是用戶相關(guān)數(shù)據(jù)控制面數(shù)據(jù)安全隔離度非常高，生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)根本不出園區(qū)，在本地以高質(zhì)量的方式進(jìn)行卸載。企業(yè)專網(wǎng)的設(shè)備簽署信息以及核心網(wǎng)的信令和流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)全部在園區(qū)之內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)及科學(xué)的管理，確保數(shù)據(jù)更加安全。

作者單位：金劍 上海諾基亞貝爾股份有限公司

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