什麼是5G專網？
5G專網，稱為local 5G network，或者private 5G network，指專用於特定行業或企業的移動通信網絡。
區別於專網，今天我們使用的智能手機連接的2/3/4/5G移動通信網絡稱為公網。公網就是一個“公共場所”，數以億計的移動用戶共享同一個網絡，同樣的頻段資源和網絡設備。
專網的概念並不陌生，早在2/3/4G時代就有了，比如鐵路專網、公共安全專網、軍用專網等。
進入5G時代，專網將會越來越火。
這是因為5G的最大價值在於2B垂直行業市場，在於走進各行各業。未來，工廠、園區、運輸、醫院、油田、電網、港口等各行各業都可能擁有5G專網，以利用5G大帶寬、低時延、高可靠、多連接的網絡能力和邊緣計算，來實現數字化轉型，提升生產效率。
既然5G專網這麼重要，可怎樣部署呢？
本文來介紹一下5G專網的7大部署方案。
1
企業基於專網頻段獨立自建，與公網完全隔離
在解釋這張圖之前，我們先來了解一下5G網絡的組成。
簡化了講，5G網絡主要由UDM、5GC CP、UPF、MEC和gNB組成。
•UDM（統一數據管理），管理用戶數據，包括用戶標識、用戶簽約數據、鑑權數據等。
•5GC CP（5G核心網控制面），5G核心網控制麵包括AMF、SMF等多種功能，本文簡化統稱為控制面，其主要負責處理連接管理、會話管理、移動性管理，承載信令或控制消息。
•UPF（用戶面功能），指5G核心網的用戶面，承載數據流量，負責在無線接入網和Internet之間轉發流量、報告流量使用情況、QoS策略實施等。
•MEC（多接入邊緣計算），5G核心網用戶面UPF下沉與MEC可組成邊緣節點，將千里之外的雲計算能力下沉到靠近數據源的邊緣，讓數據在本地就能實現存儲和處理，從而可降低網絡時延，更好的保護本地數據的安全性和隱私性，使能各種5G專網應用。
•gNB，就是5G基站。
如上圖所示，5G專網規模雖然遠小於5G公網，但麻雀雖小五臟俱全，也由UDM、5GC CP、UPF、MEC和gNB組成。
上圖表示的5G專網部署方式是，垂直行業基於5G專網頻段，自建一張包括UDM、5GC CP、UPF、MEC和gNB的5G移動專網，並與5G公網完全隔離。
所謂5G專網頻段，指決策者為垂直行業專門分配的5G頻段。有了5G專網頻段，意味著垂直行業在頻譜資源上不再受制於運營商，而可以自建專網。
目前全球已有多個國家為垂直行業分配了5G專用頻段，或者稱為5G本地頻段，比如德國分配了3.7-3.8GHz，英國分配了3.8-4.2GHz頻段，日本分配了2575-2595MHz、28.2-28.3GHz、4.6-4.8GHz和28.3-29.1GHz頻段。
這種部署方式的優點是：
•可保障企業數據的絕對安全（因為完全與公網隔離）
•網絡時延低（從核心網到無線接入網都部署於本地，數據來回傳輸不過幾公里，當然時延就低了）
•網絡自主可控（端到端的網絡都是自己建的，且與公網完全隔離，即使公網發生光纜被挖掘機挖斷、擁塞等情況，也毫不影響專網）
但缺點也很突出，主要是部署成本高，一般小企業根本無法承擔，且後期運維成本也高，還得培養一批專業的運維人員。
2
運營商基於公網頻段幫助企業建設獨立專網，與公網完全隔離
與第一種部署方式相似，主要差別在於採用的頻率資源不是5G專網頻段，而是運營商的5G頻段。
比如，目前中國移動擁有的5G頻段為2515-2675MHz和4800-4900MHz，基於這種部署方式，中國移動就可以用4800-4900MHz頻段為某油田部署一張與中國移動5G公網完全隔離的一張5G專網。
3
專網與公網之間RAN共享
企業專網依然部署UDM、5GC CP、UPF和MEC，但5G基站（gNB）與公網共享。
在這種部署方式下，無線數據流量在5G基站上實現分流，屬於公網的數據流量將傳送到公網UPF，而屬於專網的數據流量則傳送到專網UPF。
換句話講，比如工廠裡的傳感器和超高清攝像頭等，產生的數據將保留在企業內部；而企業員工的智能手機上網、看視頻等數據流量則通過公網傳輸。
這種部署方式的優點與第一種和第二種有相同之處，都能保證企業數據的絕對安全和網絡低時延。不同的是，由於共享RAN，企業可節省一些部署成本和維護成本。
4
專網與公網之間RAN和控制面共享
不僅5G基站（gNB）與公網共享，而且控制面也與5G公網共享。
所謂控制面共享，就是專網和公網的控制面功能（身份驗證、移動性管理等）均由公網中的5GC CP和UDM執行。
在這種部署方式下，企業專網的gNB和UPF分別由N2和N4接口連接5G公網的5GC CP，企業專網裡的設備的用戶信息也存儲在運營商的5G公網裡，而不是存儲在企業內部。因此，在數據安全性和隱私保護方面可能會差一點。
但由於MEC和UPF仍然部署於企業內部，仍然可以保障網絡低時延。
5
公網與專網端到端共享
從UDM、5GC CP、UPF、MEC到5G基站，包括控制面和用戶面，5G專網與公網端到端共享。
實際就是端到端網絡切片。基於5G公網，為5G專網端到端切出一個“切片子網絡”。
在這種部署方式下，用戶信息和數據流量的安全性取決於網絡切片能力。而低時延保障取決於運營商的邊緣雲（UPF和MEC）的部署位置。如果運營商的邊緣雲的位置離企業很近，那麼網絡時延也就很低。
6
N3 LBO
LBO，Local Break-out，本地疏導。
先來解釋一下網絡中的新設備MEC DP，即MEC的數據面，它負責在無線接入網及核心網之間提供數據轉發通路，實現數據流量的本地卸載。
MEC DP具備對N3 GTP數據流的解析處理能力，比如，MEC DP對來自基站的GTP分組數據包的目標IP地址進行解析，如果IP數據包是本地流量，則將其路由到內部專網。因此，通過MEC DP，可以將公網流量和專網流量分開，從而保障專網數據的安全。
但為什麼不直接像第4種部署方式一樣，在企業專網中部署UPF呢？
因為UPF太貴。UPF的成本遠遠高於MEC DP。
因此，N3 LBO部署方式有利於減少企業部署專網的成本。
7
F1 LBO
這裡得先解釋一下5G基站（gNB）的架構。
5G基站劃分為CU、DU和RU三部分：
CU，中央單元，處理RRC、PDCP等高層協議，負責非實時的配置和控制決策。
DU，分佈式單元，處理對實時性較高的層2功能和部分物理層功能。
RU，天線單元，指部分物理層和RF、天線部分。
其中，CU可採用雲化部署方式，可以與核心網UPF和MEC融合部署。DU/RU通過F1接口連接CU。
不難看出，F1 LBO與N3 LBO的差別在於，5G基站採用了CU與DU、RU分離的架構，其中CU與UPF和MEC部署於運營商的邊緣雲中，而DU/RU部署於企業內部，這樣一來，專網流量不再是通過N3接口而是通過F1接口至邊緣雲。
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