5G專(zhuān)網(wǎng)部署的七大模式及典型案例

5G 專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)。一是部署獨(dú)立于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的公共 5G網(wǎng)絡(luò)。 二是通過(guò)共享移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的公共 5G 網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)構(gòu)建私有 5G 網(wǎng)絡(luò)。

1）企業(yè)建立的獨(dú)立的 5G 專(zhuān)網(wǎng)（行業(yè) 5G 頻率，完全私有，不共享）

2）移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商建立的獨(dú)立的 5G 專(zhuān)網(wǎng)（許可頻率，完全私有，不共享）

3）私有網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的 RAN 共享

4）專(zhuān)用和公用網(wǎng)絡(luò)之間的 RAN 和控制平面共享

5）專(zhuān)用和公用網(wǎng)絡(luò)之間的 RAN 和核心共享（端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)切片）

6）N3 LBO

7）F1 LBO

1

企業(yè)建立的獨(dú)立的 5G 專(zhuān)網(wǎng)（本地 5G 頻率，完全私有，不共享）

企業(yè)在園區(qū)/工廠/辦公場(chǎng)所部署全套 5G（gNB，UPF，5GC CP，UDM，MEC）。5G 頻率是本地 5G 頻率，而不是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的許可頻率。

在這種情況下，企業(yè)通常會(huì)建立自己的私有 5G 網(wǎng)絡(luò)，但是根據(jù)各國(guó)政府的政策，包括移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的第三方可能會(huì)為企業(yè)建立私有 5G 網(wǎng)絡(luò)。

企業(yè)可以使用本地 5G 頻率構(gòu)建自己的 5G 專(zhuān)網(wǎng)，從而擺脫傳統(tǒng)的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)煩惱。此外，5G 技術(shù)的超低延遲和超連接功能可創(chuàng)建新的企業(yè)應(yīng)用程序或優(yōu)化現(xiàn)有應(yīng)用程序。

由于企業(yè)內(nèi)部有獨(dú)立的 5G 網(wǎng)絡(luò)全套設(shè)備，

1）隱私和安全性：專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)與公用網(wǎng)絡(luò)物理上分離，提供完整的數(shù)據(jù)安全性（從專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)流量，專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訂閱信息和操作信息，僅在企業(yè)內(nèi)部存儲(chǔ)和管理。內(nèi)部數(shù)據(jù)企業(yè)內(nèi)部沒(méi)有泄漏到外部）

2）超低延遲：由于設(shè)備和應(yīng)用程序服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)延遲在幾毫秒內(nèi)，因此可以實(shí)現(xiàn) URLLC 應(yīng)用程序服務(wù)。

3）建筑物無(wú)光纖：無(wú)需進(jìn)行回程以保持本地服務(wù)正常運(yùn)行。5G 服務(wù)可以立即提供給沒(méi)有光回程鏈路的企業(yè)，例如農(nóng)村地區(qū)的工廠。

4）即使發(fā)生移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的 5G 網(wǎng)絡(luò)故障：即使移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的設(shè)施燒毀，該公司的 5G 專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)也可以正常工作。

缺點(diǎn)是

1）部署成本：普通企業(yè)要自費(fèi)購(gòu)買(mǎi)和部署全套 5G 網(wǎng)絡(luò)并不容易。特別是對(duì)于小型企業(yè)。

2）運(yùn)營(yíng)人員：現(xiàn)有的私有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)知識(shí)來(lái)構(gòu)建和運(yùn)營(yíng) 5G 網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)需要有合適的工程師。

2

由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商構(gòu)建的獨(dú)立 5G 專(zhuān)網(wǎng)（獲得許可的 5G 頻率，完全私有，無(wú)共享）

5G 專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與 1）相同。與 1）的唯一區(qū)別是，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商使用自己的許可 5G 頻率在企業(yè)中構(gòu)建和運(yùn)營(yíng) 5G 專(zhuān)網(wǎng)。

3

專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的 RAN 共享

UPF，5GC CP，UDM 和 MEC 部署在企業(yè)中，并與公共網(wǎng)絡(luò)物理隔離。私有和公共網(wǎng)絡(luò)之間僅共享企業(yè)內(nèi)部的 5G 基站（gNB）（RAN 共享）。

屬于私有切片（專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到企業(yè)中的私有 UPF，屬于公共切片（公共網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到企業(yè)中的 UPF。

移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的邊緣云，諸如內(nèi)部設(shè)備控制數(shù)據(jù)，內(nèi)部視頻數(shù)據(jù)等之類(lèi)的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)流量?jī)H保留在企業(yè)中，而諸如語(yǔ)音和 Internet 之類(lèi)的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)流量則被傳輸?shù)揭苿?dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)。

盡管基站不是在物理上而是在邏輯上分開(kāi)的，但是幾乎很難在 RAN 級(jí)別上收集專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，因此企業(yè)中專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的安全性也得到了確認(rèn)。

專(zhuān)用和專(zhuān)用 5GC CP 和 UDM 內(nèi)置在企業(yè)中，因此企業(yè)中專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訂閱信息和操作信息可以在內(nèi)部存儲(chǔ)和管理，以免泄漏到企業(yè)外部。

UPF 和 MEC 位于企業(yè)中，可在設(shè)備-gNB-UPF-MEC 之間提供超低延遲的通信，使其非常適合使用 URLLC 應(yīng)用程序的公司，例如自動(dòng)駕駛和實(shí)時(shí)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)控制。

4

專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的 RAN 和控制平面共享

私有和專(zhuān)用 UPF，MEC 內(nèi)置于企業(yè)中。企業(yè)和 5GC CP 中的 5G 基站（gNB），移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商邊緣云中的 UDM 在私有和公共網(wǎng)絡(luò)之間共享（RAN 和控制平面共享）。gNB，5GC CP 和 UDM 在邏輯上在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和公用網(wǎng)絡(luò)之間是分開(kāi)的，而 UPF 和 MEC 在物理上是分開(kāi)的。

屬于私有切片（專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到企業(yè)中的私有 UPF，屬于公共切片（公共網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到 UPF。諸如內(nèi)部設(shè)備控制數(shù)據(jù)，內(nèi)部視頻數(shù)據(jù)等之類(lèi)的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)流量?jī)H保留在企業(yè)中，而諸如語(yǔ)音和 Internet 之類(lèi)的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)流量則被傳輸?shù)揭苿?dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)。像 3）RAN 共享一樣，企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)流量的安全性也很明確。

專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和公用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制平面功能（身份驗(yàn)證，移動(dòng)性等）由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的 5GC CP 和 UDM 執(zhí)行。

也就是說(shuō)，企業(yè)中的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，gNB 和 UPF 與移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)互通并由其管理（通過(guò) N2，N4 接口）。對(duì)于專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作信息和訂閱信息存儲(chǔ)在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)器中而不是內(nèi)部存儲(chǔ)，可能是一個(gè)問(wèn)題。

由于 UPF 和 MEC 位于企業(yè)中，因此它提供了設(shè)備-gNB-UPF-MEC 之間的超低延遲通信，并且適合使用 URLLC 應(yīng)用程序的公司，例如自動(dòng)駕駛和實(shí)時(shí)機(jī)器人/無(wú)人機(jī)控制。

5

專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間的 RAN 和核心共享（端到端網(wǎng)絡(luò)切片）

當(dāng)僅在企業(yè)內(nèi)部部署 gNB 且 UPF 和 MEC 僅存在于移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的邊緣云中時(shí)，就是這種情況。專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和公用網(wǎng)絡(luò)共享“邏輯上分開(kāi)的 5G RAN 和核心”（gNB，UPF，5GC，MEC，UDM）（端到端網(wǎng)絡(luò)切片）。

與 UPF 和 MEC 位于企業(yè)中的 3、4 不同，在這種情況下，企業(yè)中只有 gNB。因此，私有 5G 設(shè)備與 PC 或本地 Intranet 服務(wù)器之類(lèi)的 Intranet（LAN）設(shè)備之間沒(méi)有本地流量路徑，因此流量必須到達(dá)運(yùn)營(yíng)商邊緣云中的 UPF，然后再返回到運(yùn)營(yíng)商邊緣云中。企業(yè)通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)與局域網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通信。

另外，為企業(yè)中的 5G 設(shè)備提供 5G 應(yīng)用服務(wù)的 MEC 位于遠(yuǎn)離設(shè)備的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商邊緣云中。在這種體系結(jié)構(gòu)中，取決于企業(yè)（5G 設(shè)備）與運(yùn)營(yíng)商邊緣云（UPF，MEC）之間的距離，網(wǎng)絡(luò)延遲（RTT）可能是一個(gè)主要問(wèn)題。

與需要在企業(yè)內(nèi)部部署 UPF 和/或 5GC CP 的情況 2、3 和 4 相比，此架構(gòu)為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商建立專(zhuān)用 5G 網(wǎng)絡(luò)的成本最低。

但是，企業(yè)在安全性（從專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)終端生成的數(shù)據(jù)流量，專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訂閱信息和操作信息）和網(wǎng)絡(luò)延遲（專(zhuān)用 5G 設(shè)備與 MEC 應(yīng)用服務(wù)器之間以及專(zhuān)用 5G 設(shè)備與 Intranet /局域網(wǎng)設(shè)備）。

6

N3 LBO：韓國(guó) SK Telecom 的案例

如上面的（a）所示，與情況 5 一樣，在企業(yè)中部署了 gNB。當(dāng)連接了 CCTV 攝像機(jī)或智能手機(jī)的設(shè)備時(shí)，將在 gNB 和 UPF 之間創(chuàng)建 N3 GTP 隧道。這些設(shè)備都是公共網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

如以上（b）所示，企業(yè)引入了 MEC 數(shù)據(jù)平面（非 3GPP 設(shè)備，ETSI MEC）和 MEC 應(yīng)用程序（MEC 應(yīng)用程序）。移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的協(xié)調(diào)器中的移動(dòng)邊緣平臺(tái)（MEP）通過(guò) Mp2 接口將流量規(guī)則發(fā)送到 MEC DP（如果目標(biāo) IP 地址是本地網(wǎng)絡(luò)-專(zhuān)用 5G 設(shè)備，本地有線(xiàn) LAN 設(shè)備，本地 MEC 應(yīng)用程序服務(wù)器-然后是本地爆發(fā)?。?。

MEC DP 查看屬于所有從 gNB 發(fā)出的所有 GTP 隧道的數(shù)據(jù)包的目標(biāo) IP 地址（GTP Decap），如果用戶(hù) IP 數(shù)據(jù)包是本地流量，則將其路由到內(nèi)部專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。

盡管此方法不是 3GPP 的標(biāo)準(zhǔn)方法，但可以將專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)流量與公共流量分開(kāi)。

與情況 5 相比，專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)流量不會(huì)傳輸?shù)揭苿?dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，因此專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的安全性也與情況 3 和 4 一樣清晰。

與第 3 種情況和第 4 種情況不同，通過(guò)添加低成本的 MEC DP（實(shí)際上是 SDN / P4 交換機(jī)）而無(wú)需帶來(lái)昂貴的費(fèi)用，可大大降低構(gòu)建專(zhuān)用 5G 網(wǎng)絡(luò)的成本（UPF 是 5G 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中最昂貴的設(shè)備） UPF 進(jìn)入企業(yè)。

此外，由于 MEC 還存在于企業(yè)中并處理 MEC DP 突圍的流量，因此它將能夠提供超低延遲的應(yīng)用程序服務(wù)。

但是，由于 MEC DP 不是 3GPP UPF，因此 MEC DP 無(wú)法為專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行移動(dòng)性管理和計(jì)費(fèi)功能。

與情況 4 和 5 一樣，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，將操作和訂閱信息存儲(chǔ)在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)上而不是公司的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)上是令人不安的。

7

F1 LBO：韓國(guó) KT 案

與情況 6 相同，但不同之處在于僅部署了企業(yè)中的 RU / DU，并且 CU 放置在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的邊緣云中，并且專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)流量是從 F1 接口而不是從 F1 接口本地發(fā)出的 N3 接口。

8

最后，

在任何領(lǐng)域的每種選擇情況下，總會(huì)有多種想法。 我們希望首先擁有最漂亮，最令人垂涎的選項(xiàng)。但是在選擇的最后階段選擇哪個(gè)選項(xiàng)是“我需要什么？” 和“我有多少錢(qián)？”

類(lèi)似地，上述 5G 專(zhuān)網(wǎng)的架構(gòu)各有優(yōu)缺點(diǎn)，并且一種架構(gòu)并非在所有情況下都是最佳的。每個(gè)企業(yè)都可以根據(jù)自己的要求和擁有的實(shí)施/運(yùn)營(yíng)預(yù)算來(lái)選擇針對(duì)其優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)。