導讀:5G專網與垂直行業(yè)的融合應用將成為運營商和行業(yè)未來發(fā)展的業(yè)務藍海和新經濟增長點。
一、前言
隨著新基建對5G應用的大力推進,5G已基本滿足C端用戶使用需求,5G的最大價值在于B端,工信部前部長苗圩曾表示,5G的應用場景中約20%是ToC,80%是ToB,而5G ToB市場的突破點在于“先為各行業(yè)部署5G專網”。GSMA預測2025年5G連接將達到17億,占連接總數(shù)的20%,而行業(yè)應用將占整個蜂窩連接的54%,行業(yè)專網部署預計達25%—40%。因此,5G專網與垂直行業(yè)的融合應用將成為運營商和行業(yè)未來發(fā)展的業(yè)務藍海和新經濟增長點。
二、5G專網概念
5G專網本義在于特定區(qū)域實現(xiàn)網絡信號覆蓋,并為特定用戶提供通信服務,滿足特定內容服務商(SP)的商業(yè)模式的專業(yè)網絡。區(qū)別于公共網絡,5G專網具有差異化的本地服務、可定制化的建網成本、靈活的安全管控、個性化的自服務等諸多特點,5G專網可以通過以下兩種方式來實現(xiàn):第一種是部署物理隔離的5G專網(孤島),該網絡獨立于電信運營商的5G公網;第二種是通過共享電信運營商的5G公網資源來構建5G專網,由運營商來為企業(yè)建立專用的5G網絡。
為此,有多種出發(fā)點來構建5G專網方案:
① 企業(yè)基于專網頻段獨立自建,與公網完全隔離
企業(yè)通過獨立申請頻段、獨立建設一整套獨立的5G核心網、5G基站等網絡的組網模式,在保障數(shù)據(jù)安全的同時可控性高,時延低,但是部署成本高,后期還需要一些專業(yè)的運維人員來維護網絡,一般小企業(yè)基本無法承擔。
② 集成專網功能的公共網絡(非切片)
與第一種模式類似,不同的是由企業(yè)采用運營商5G公網的授權頻譜(采用租用頻譜等方式),建設一個完全與5G公網隔開的網絡,包括核心網、基站和MEC的完整的5G專網。缺點依舊是成本過高。
③ 集成專網功能的公共網絡(切片)
5G專網與公網共享RAN側的gNB。在這種部署方式下,業(yè)務數(shù)據(jù)流量在gNB上實現(xiàn)了分流。分流的實現(xiàn)是通過5G網絡切片來完成的,屬于私有切片(專網)的業(yè)務數(shù)據(jù)流量被傳送到私有UPF,而屬于公共切片(公網)的業(yè)務數(shù)據(jù)流量交付給電源運營商的公網UPF。
④ 完全共享5G公網資源
5G專網從核心網到基站完全共享5G公網資源,一個完全端到端的“虛擬專網”。
5G專網的多種方案比較分析
三、5G專網優(yōu)勢
現(xiàn)有行業(yè)無線專網的實現(xiàn)方式主要基于窄帶物聯(lián)網、Wi-Fi網絡、專有頻段LTE局域網。其中,窄帶物聯(lián)網設備移動性受限,不方便實際應用;工業(yè)級Wi-Fi由于技術原理的限制,導致穩(wěn)定性和安全性較差,無法滿足實際行業(yè)需求;LTE專有頻段終端模組在實際應用中需要定制開發(fā),無規(guī)?;瘍?yōu)勢,會導致成本非常高;此外,部分無線專網使用非3GPP標準,限制頗多、技術更新緩慢,跟不上行業(yè)應用的演進。
5G專網具有大帶寬、廣連接、低時延、安全性高等諸多優(yōu)勢。同時,5G專網具備適用部署區(qū)域化、網絡需求個性化、行業(yè)應用場景化等特點。5G專網有以下4大優(yōu)勢:
部署范圍區(qū)域化,可面向封閉式的使用場景,如制造業(yè)園區(qū)、港口、礦山等;
網絡需求個性化,對時延要求嚴苛、可靠性要求高、上行速率需求高、數(shù)據(jù)安全和隔離要求嚴格等,5G專網中的網絡切片、邊緣計算、NFV/SDN實現(xiàn)園區(qū)網絡靈活部署;
行業(yè)應用場景化,5G網絡將為不同的行業(yè)場景就近部署算力并提供能力開放;
可與現(xiàn)有IT網絡實現(xiàn)兼容互通,網絡能力、網絡技術也將不斷演進升級。
四、5G專網相關政策
1.國外政策:為非運營商企業(yè)提供5G專網頻譜
德國:2019.11,德國聯(lián)邦網絡管理局發(fā)布《3700-3800MHz頻段用于區(qū)域無線網絡的頻率指配管理規(guī)定》,提出將3.7GHz-3.8GHz之間的100MHz帶寬劃分為“本地頻段”,用于分配給垂直行業(yè),部署園區(qū)和工廠本地5G專網。
日本:2019.12,日本提出“5G公網+Local 5G”雙軌發(fā)展戰(zhàn)略,宣布垂直行業(yè)可申請Local 5G頻率牌照。
韓國:2021.1,韓國信息通信技術部表示將投資1655億韓元(1.5億美元)用于開發(fā)融合5G的新業(yè)務技術,并在今年向電信運營商以外的公司提供5G專網頻譜。
2.國家層面:推進5G專網技術研究與試點發(fā)展,探索5G專網建設及運營模式
工信部:2020.03發(fā)布《關于推動5G加快發(fā)展的通知》,提出要組織開展5G行業(yè)虛擬專網研究和試點,實現(xiàn)標準、技術、應用、部署等關鍵環(huán)節(jié)銜接暢通。
工業(yè)互聯(lián)網專項工作組:2021.01發(fā)布《工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2023年)》,提出探索5G專網建設及運營模式,規(guī)劃5G工業(yè)互聯(lián)網專用頻率,開展工業(yè)5G專網試點。
3.省市層面:探索5G專網在政務、車聯(lián)網、工業(yè)、應急、能源、港口等行業(yè)覆蓋
北京市:2020.06,加強5G專網基礎設施建設,提升政務專網覆蓋和承載能力;完善1.4G專網覆蓋,提高寬帶數(shù)字集群服務能力
合肥市:2020.08,在生產制造、公共安全、能源聯(lián)網、應急管理、醫(yī)療教育、專業(yè)園區(qū)等重點行業(yè)和領域建設5G專網;
深圳市:2020.12,圍繞特定行業(yè)用戶需求,面向工業(yè)園區(qū)、港口以及安防、電網、政務、應急等領域的局域和廣域范圍,建設一批服務質量高、經濟效益優(yōu)、安全保障能力強的行業(yè)專網。2021.01,在實現(xiàn)5G城市級獨立組網的基礎上,構建覆蓋“5G+千兆光網+智慧專網+衛(wèi)星網+物聯(lián)網”的通信網絡基礎設施體系,加快建成5G政務專網、1.4GHz無線寬帶專網和1.8GHz行業(yè)專網。
廣州省:2021.01,在政務服務、電網、公安、應急管理、船舶、石化、軌道交通、專業(yè)園區(qū)等重點行業(yè)和領域建設5G專網,開展 5G 專網實驗網建設。
五、三大運營商5G專網建設模式
1.中國電信:“致遠”、“比鄰”、“如翼”云網協(xié)同的5G定制網
中國電信提供“致遠”、“比鄰”、“如翼”三類定制網服務模式,其中“致遠”為虛擬專網、“比鄰”為混合專網、“如翼”為物理專網,實現(xiàn)方式。通過定制化的“5G+邊+云+X”融合服務,全面滿足不同行業(yè)客戶信息化轉型升級過程中端到端的數(shù)字化需求
致遠:廣域接入、云網一體?;?G網絡資源,通過QoS、DNN定制、切片等技術,面向廣域優(yōu)先型行業(yè)客戶提供端到端差異化保障的網絡連接、行業(yè)應用等服務。
比鄰:本地處理、云邊協(xié)同。通過多頻協(xié)同、載波聚合、超級上行、邊緣節(jié)點、無線資源預留等技術,面向時延敏感型政企客戶提供帶寬增強、低時延、數(shù)據(jù)本地卸載的專有網絡服務,配合MEC、天翼云,最大化發(fā)揮云邊協(xié)同優(yōu)勢。
如翼:區(qū)域專屬、安全可信。面向高安全、高隔離的安全敏感型政企客戶,通過定制基站、頻率、園區(qū)級UPF等專用網絡設備及網絡服務,并全面匹配MEC、云、行業(yè)能力、行業(yè)應用等關鍵組件,為行業(yè)客戶提供端到端的、定制化的專屬解決方案。
中國電信5G專網部署方式圖片
圖片來源:中國電信5G定制網產品手冊
2.中國移動:打造“優(yōu)享、專享、尊享”5G專網產品體系
中國移動采用“核心網獨立部署(分別面向ToC和ToB),無線共用為主按需專用,共用傳輸資源按需隔離”的方式組網,劃分為優(yōu)享、專享和尊享三個等級。并推出邊緣計算、超級上行、網絡服務等多項5G專網能力,以及5G專網運營平臺,形成了產品、技術、運營三大體系。
優(yōu)享——公網公用:采用虛擬專網方案,通過網絡切片+QoS保障,提供業(yè)務加速與業(yè)務隔離兩類網絡服務,滿足客戶對網絡速率、時延以及可靠性優(yōu)先保障需求。
專享——公網專用:采用混合專網方案,基于增強覆蓋和邊緣計算技術,實現(xiàn)本地流量卸載、邊緣數(shù)據(jù)處理,滿足客戶對于數(shù)據(jù)不出廠、超低時延等業(yè)務需求。
尊享——專網專用:采用物理專網方案,通過對基站、頻率等專建專享,滿足高安全性、高隔離性的建網需求。
中國移動5G專網部署方式
圖片來源:中國移動5G行業(yè)專網技術白皮書
3.中國聯(lián)通:“專建專維·專用專享”5G專有網絡
中國聯(lián)通5G專網則分為虛擬專網、混合專網、獨立專網三種部署方式。提供以5G 為核心技術的綜合型專網,融合切片、MEC等技術,為行業(yè)用戶提供具有定制化資源和服務質量保障、業(yè)務隔離的精品安全網絡。
虛擬專網:基于5G公眾網絡覆蓋,為客戶提供一張時延和帶寬有保障的、數(shù)據(jù)可隔離的專有網絡,適用于廣域安全需求場景,具有廣域組網、優(yōu)先保障、客戶自助和即開即用等特點。
混合專網:部分資源獨享的5G專用網絡,將用戶面網元下沉部署,適用于局域開放場景,具有量身定制、資源共享、數(shù)據(jù)不出園等特點。
獨立專網:適用于局域封閉場景,網元設備私有服務,具有物理隔離、獨立運轉、靈活自管等特點,可提供超級上行帶寬的網絡能力。
中國聯(lián)通5G專網部署方式
圖片來源:中國聯(lián)通5G行業(yè)專網白皮書