5G 專網(wǎng)究竟是采用切片技術(shù)好還是分配專用頻譜比較好？
文 | 通信產(chǎn)業(yè)報(bào) ( 網(wǎng) ) 王改靜
近日，廣東省工信廳聯(lián)合通管局等 9 個(gè)省直部門提出向國(guó)家申請(qǐng)專用頻段建設(shè) 10 個(gè)以上的 5G 專網(wǎng)受到業(yè)內(nèi)關(guān)注，有關(guān) 5G 專網(wǎng)構(gòu)建方式再次引起業(yè)內(nèi)討論。
特別是在運(yùn)營(yíng)商的大力宣傳下，5G 要賦能千行百業(yè)，將 5G 網(wǎng)絡(luò)用到垂直行業(yè)，專網(wǎng)被認(rèn)為是 5G 最快的一個(gè)爆發(fā)點(diǎn)。那么究竟什么是 5G 專網(wǎng)？5G 專網(wǎng)，指專用于特定行業(yè)或企業(yè)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)前，5G 專網(wǎng)進(jìn)入垂直行業(yè)理論上有兩種路徑可走，一種是運(yùn)營(yíng)商通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，使用 UPF 分流，將用戶的數(shù)據(jù)直接傳送到用戶的內(nèi)網(wǎng)；另一種是國(guó)家提供專用的 5G 頻段，用于行業(yè)用戶自建 5G 專網(wǎng)。
但目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的 5G 專網(wǎng)基本上采用的都是前者，如廣東聯(lián)通與格力、華為構(gòu)建的基于 MEC 邊緣云 + 智能制造領(lǐng)域的 5G SA 切片專網(wǎng)；山東移動(dòng)與青島港、華為打造的基于 5G SA 專網(wǎng)的智慧港口等，同時(shí)在醫(yī)療、煤礦、智能制造等垂直行業(yè)都有案例應(yīng)用。
其中，廣東省工信廳發(fā)的這份《關(guān)于應(yīng)對(duì)疫情影響進(jìn)一步促進(jìn)信息服務(wù)和消費(fèi)的若干政策措施》的通知，提到關(guān)于 5G 專網(wǎng)的內(nèi)容主要是建設(shè) 10 個(gè)以上 5G 專網(wǎng)、申請(qǐng) 1.4GHz 等相關(guān)頻段在多個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域探索 5G 專網(wǎng)試點(diǎn)應(yīng)用、5G 專網(wǎng)設(shè)備研發(fā)支持等內(nèi)容，這為 5G 專網(wǎng)提出另一個(gè)路徑受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
切片還是頻譜分配？各有利弊
據(jù)了解，廣東是國(guó)內(nèi)首個(gè)申請(qǐng)用于建設(shè) 5G 專網(wǎng)頻段的省份，而在國(guó)外，德國(guó)、英國(guó)、日本為工業(yè)用戶分配了區(qū)域性的 5G 專用頻譜，例如德國(guó)將 3.8G 頻段的部分頻率發(fā)給制造業(yè)，日本則將 4.6G 至 4.8G 頻段留作 5G 專用網(wǎng)絡(luò)，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)分配 5G 行業(yè)頻段。此前，日本富士通宣布其自建的 5G 專網(wǎng)正式商用，也受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。
那么5G 專網(wǎng)究竟是采用切片技術(shù)好還是分配專用頻譜比較好？
中國(guó)移動(dòng)研究院院長(zhǎng)張同須認(rèn)為，歐美有的運(yùn)營(yíng)商通過租賃方式建設(shè)專網(wǎng)，或者通過提供專用頻率建設(shè)專網(wǎng)，但我們認(rèn)為，通過運(yùn)營(yíng)商的公網(wǎng)，利用新技術(shù)的方式提供給不同的行業(yè)還是有優(yōu)勢(shì)，比如速率保障、可靠性保障等優(yōu)勢(shì)。公網(wǎng)可以提升我國(guó)頻譜利用率，更好地實(shí)現(xiàn) 5G 引領(lǐng)，對(duì)垂直行業(yè)而言可降低成本、提升性能。
但也有其他業(yè)內(nèi)人士表示，利用運(yùn)營(yíng)商的切片技術(shù)獲得其實(shí)是屬于虛擬專網(wǎng)，因?yàn)槭褂玫牟⒎鞘菍＞W(wǎng)頻率，盡管在不同切片，但物理網(wǎng)絡(luò)還是一個(gè)，供電系統(tǒng)、傳輸也都是同一個(gè)，并不是真正意義上的專網(wǎng)，這種網(wǎng)絡(luò)未來在面對(duì)公共安全、應(yīng)急指揮、鐵路或地鐵信號(hào)調(diào)度等對(duì)于安全性要求極高的行業(yè)能否完全勝任還是未知之?dāng)?shù)。特別是對(duì)于時(shí)延和可靠性要求比較高的行業(yè)，必須使用專用頻率，因?yàn)槭褂们衅夹g(shù)的專網(wǎng)可能無(wú)法保障這兩個(gè)指標(biāo)。
有更多的專家認(rèn)為，在 5G 專網(wǎng)路徑上，不管是運(yùn)營(yíng)商為代表的公網(wǎng)陣營(yíng)，還是專網(wǎng)陣營(yíng)，對(duì) 5G 專網(wǎng)建設(shè)方式都各有利弊。
但中國(guó)聯(lián)通研究院物聯(lián)網(wǎng)研究院中心副經(jīng)理安崗此前在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》全媒體記者采訪時(shí)表示，目前的專網(wǎng)落后于公網(wǎng) 1.5 代，目前主流仍然是相當(dāng)于 2G 或 3G 的技術(shù)，僅有部分領(lǐng)域例如政務(wù)網(wǎng)廣泛引入 4G 技術(shù)，對(duì)于 5G 的探索也才剛剛開始。
其中，不少專家認(rèn)為，目前專網(wǎng)走向 5G 的的問題是頻譜分配問題，國(guó)內(nèi)對(duì) 5G 專網(wǎng)專頻持包容審慎的態(tài)度。中國(guó)信息通信研究院副院長(zhǎng)王志勤認(rèn)為，5G 頻譜可能很難分給單獨(dú)的一個(gè)行業(yè)，一方面我們積極探索行業(yè)的模式，另外積極研究 5G 行業(yè)應(yīng)用是不是真的需要單獨(dú)的專用頻率，包括必要性、可行性及具體模式。
而 GSMA 此前更是給出直白建議，監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)避免在關(guān)鍵的頻段中為垂直市場(chǎng)留出頻譜，這種做法將阻礙 5G 使用效率的全面釋放，并浪費(fèi)頻譜資源。
賽迪無(wú)線電所所長(zhǎng)彭健則表示，不管是用切片還是分配頻譜，需要考慮應(yīng)用場(chǎng)景的需求和投入產(chǎn)生的性價(jià)比去綜合評(píng)價(jià)，不能片面的認(rèn)為哪種好那種不好，更多時(shí)候還是技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的考量。
5G 專網(wǎng)與公網(wǎng)存在之道：長(zhǎng)期共存？
此前，工信部印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng) 5G 加快發(fā)展的通知》提到，組織開展 5G 行業(yè)虛擬專網(wǎng)研究和試點(diǎn)，打通標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、應(yīng)用、部署等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。開展 5G 行業(yè)（含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）專用頻率規(guī)劃研究，適時(shí)實(shí)施技術(shù)試驗(yàn)頻率許可。
從工信部發(fā)布的《通知》來看，國(guó)家對(duì)于切片和頻譜分配建設(shè) 5G 專網(wǎng)都給予支持。
5G 在行業(yè)的定位不僅僅是通信管道，更著重于連接，數(shù)據(jù)的傳輸和應(yīng)用，將會(huì)與攝像頭、AI、工業(yè)設(shè)備等相結(jié)合，發(fā)揮更大的應(yīng)用價(jià)值。安崗對(duì)記者表示，盡管如此，專網(wǎng)更重要的是要保證其關(guān)鍵通信能力可靠以實(shí)現(xiàn)有效的指揮調(diào)度，在這一點(diǎn)上，傳統(tǒng)專網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)依舊無(wú)可取代。安崗認(rèn)為，無(wú)論是用 4G 還是用 5G 建設(shè)的專網(wǎng)，在短期內(nèi)都難以撼動(dòng)傳統(tǒng)專網(wǎng)在垂直行業(yè)的地位。
此前電子科技大學(xué)教授李少謙在接受媒體采訪時(shí)也表示，專網(wǎng)思維使得 5G 在理論上可以服務(wù)百行百業(yè)。但在實(shí)際中，運(yùn)營(yíng)商切入垂直行業(yè)會(huì)遇到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，一方面，邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)切片等沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，不同廠家的設(shè)備、網(wǎng)管系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通 ; 另一方面，垂直行業(yè)的需求極其復(fù)雜、個(gè)性化，運(yùn)營(yíng)商并不熟悉，因 5G 而成為 專網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商 ，并不能很好的將網(wǎng)絡(luò)能力與行業(yè)需求深度融合。
中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工電部通信主管姜永富也表示，國(guó)鐵堅(jiān)持安全底線，繼續(xù)發(fā)展鐵路移動(dòng)通信專網(wǎng)。各國(guó)鐵路在解決鐵路的安全問題上，按照 專網(wǎng)為主，公網(wǎng)為輔 的原則，推進(jìn)各頻段的移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用——專網(wǎng)為主是解決安全、尤其是列車運(yùn)行安全問題，其他的業(yè)務(wù)有專網(wǎng)條件用專網(wǎng)，沒有專網(wǎng)條件就用公網(wǎng)。
安崗認(rèn)為，隨著 5G 時(shí)代的到來，專網(wǎng)和公網(wǎng)將出現(xiàn)更加深度的融合，例如電信運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)基于 5G 技術(shù)切入專網(wǎng)，提供具有成本優(yōu)勢(shì)的行業(yè)應(yīng)用解決方案，為專網(wǎng)的技術(shù)提升創(chuàng)造條件。
此外，未來的專網(wǎng)技術(shù)，是傳統(tǒng)專網(wǎng)技術(shù)和新一代通信技術(shù)相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，應(yīng)用于不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景。5G 技術(shù)可能會(huì)在擴(kuò)展專網(wǎng)邊界、推動(dòng)新型應(yīng)用等方面大展身手。隨著 LTE 的普及和 5G 等新一代通信技術(shù)的快速發(fā)展，專網(wǎng)和公網(wǎng)相統(tǒng)一的可能性也會(huì)隨之增強(qiáng)。
5G 專網(wǎng)七種路徑
5G 正式商用之后，其的應(yīng)用價(jià)值不再是 2C 端，而是在 2B 垂直行業(yè)市場(chǎng)。尤其是在工廠、園區(qū)、醫(yī)院、油田、電網(wǎng)、港口等各行各業(yè)都可能擁有 5G 專網(wǎng)。
當(dāng)前 5G 專網(wǎng)建設(shè)方式被劃分為兩大分支，一個(gè)分支就是國(guó)家分配專用的頻譜，另一分支就是通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)來部署 5G 專網(wǎng)。目前這兩大分支被業(yè)內(nèi)認(rèn)同的部署方式一共有七條路徑。
對(duì)于國(guó)家分配專用頻譜建設(shè) 5G 專網(wǎng)，只有一條路徑，這種部署方式主要是基于專網(wǎng)頻段獨(dú)立自建，與公網(wǎng)完全隔離，建設(shè)一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)通道，意味著垂直行業(yè)在頻譜資源上不再受制于運(yùn)營(yíng)商，可以自建專網(wǎng)，目前國(guó)際上多個(gè)國(guó)家都已經(jīng)分配到 5G 專網(wǎng)建設(shè)的專用頻譜。
對(duì)于另外一個(gè)分支，就是運(yùn)營(yíng)商通過網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，基于 5G 公網(wǎng)為垂直行業(yè) 切出 不同需求的 5G 專用網(wǎng)絡(luò)，目前這種部署方式在業(yè)內(nèi)采用的最多，也有很多成熟的部署方案。是在網(wǎng)絡(luò)切片的基礎(chǔ)上又被劃分出六個(gè)路徑，分別是運(yùn)營(yíng)商基于公網(wǎng)頻段幫助企業(yè)建設(shè)獨(dú)立專網(wǎng)，與公網(wǎng)完全隔離、專網(wǎng)與公網(wǎng)之間 RAN 共享、專網(wǎng)與公網(wǎng)之間 RAN 和控制面共享、公網(wǎng)與專網(wǎng)端到端共享、N3 LBO 以及 F1 LBO。
其中，運(yùn)營(yíng)商基于公網(wǎng)頻段幫助企業(yè)建設(shè)獨(dú)立專網(wǎng)，與公網(wǎng)完全隔離這是部署方式和采用專用頻段建設(shè)專網(wǎng)的方式非常相似，唯一的區(qū)別在于頻段采用的是運(yùn)營(yíng)商的 5G 頻段，如，目前中國(guó)移動(dòng)擁有的 5G 頻段為 2515-2675MHz 和 4800-4900MHz，基于這種部署方式，中國(guó)移動(dòng)就可以用 4800-4900MHz 頻段為某油田部署一張與中國(guó)移動(dòng) 5G 公網(wǎng)完全隔離的一張 5G 專網(wǎng)。
專網(wǎng)與公網(wǎng)之間 RAN 共享。這種部署方式就是專網(wǎng)和公網(wǎng)共享 5G 基站，無(wú)線數(shù)據(jù)流量在 5G 基站上實(shí)現(xiàn)分流，工廠里產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將保留在本地，而企業(yè)員工的智能手機(jī)上網(wǎng)、看視頻等數(shù)據(jù)流量則通過公網(wǎng)傳輸。
專網(wǎng)與公網(wǎng)之間 RAN 和控制面共享。這種模式是與公網(wǎng)共享 5G 基站和控制面。而所謂控制面共享，就是專網(wǎng)和公網(wǎng)的控制面功能（身份驗(yàn)證、移動(dòng)性管理等）均由公網(wǎng)中的 5GC CP（5G 核心網(wǎng)控制面）和 UDM（統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理）執(zhí)行。在這種部署方式下，企業(yè)專網(wǎng)里的設(shè)備用戶信息也存儲(chǔ)在運(yùn)營(yíng)商的 5G 公網(wǎng)里，而不是存儲(chǔ)在企業(yè)內(nèi)部。
公網(wǎng)與專網(wǎng)端到端共享。這種模式就是基于運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)切片。在這種部署方式下，用戶信息和數(shù)據(jù)流量的安全性取決于網(wǎng)絡(luò)切片能力。而低時(shí)延保障取決于運(yùn)營(yíng)商的邊緣云（UPF 和 MEC）的部署位置。如果運(yùn)營(yíng)商的邊緣云的位置離企業(yè)很近，那么網(wǎng)絡(luò)時(shí)延也就很低。
N3 LBO， LocalBreak-out（本地疏導(dǎo)）。這種部署方式可以通過 MEC DP（MEC 的數(shù)據(jù)面），將公網(wǎng)流量和專網(wǎng)流量分開，從而保障專網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全。
F1 LBO。了解這種部署方式前，我們需要了解一下 5G 基站組成部分，為 CU（中央單元）、DU（分布式單元）和 RU（天線單元）三部分。F1LBO 與 N3LBO 的差別在于，5G 基站采用了 CU 與 DU、RU 分離的架構(gòu)，其中 CU 與 UPF 和 MEC 部署于運(yùn)營(yíng)商的邊緣云中，而 DU/RU 部署于企業(yè)內(nèi)部，這樣一來，專網(wǎng)流量不再是通過 N3 接口而是通過 F1 接口至邊緣云。
有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，這七種部署方式究竟選擇哪一種，主要取決于企業(yè)要的是什么以及能否承受要付出的代價(jià)。這七種部署路徑都有各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，沒有一種方式適應(yīng)于所有場(chǎng)景。企業(yè)最終選擇哪一種專網(wǎng)架構(gòu)和部署方式，取決于其業(yè)務(wù)需求以及投資與運(yùn)營(yíng)預(yù)算，當(dāng)然也與企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商之間的信任程度有關(guān)。
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