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什么是5G專網?

5G專網，稱為local 5G network，或者private 5G network，指專用于特定行業或企業的移動通信網絡。

區別于專網，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。

專網的概念并不陌生，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的最大價值在于2B垂直行業市場，在于走進各行各業。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專網這么重要，可怎樣部署呢?

本文來介紹一下5G專網的7大部署方案。

1、企業基于專網頻段獨立自建，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、鑒權數據等。
• •5GC CP(5G核心網控制面)，5G核心網控制面包括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，將千里之外的云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專網規模雖然遠小于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，垂直行業基于5G專網頻段，自建一張包括UDM、5GC CP、UPF、MEC和gNB的5G移動專網，并與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于運營商，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于本地，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，且后期運維成本也高，還得培養一批專業的運維人員。

2、運營商基于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，主要差別在于采用的頻率資源不是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，基于這種部署方式，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，屬于公網的數據流量將傳送到公網UPF，而屬于專網的數據流量則傳送到專網UPF。

換句話講，比如工廠里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，由于共享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，企業專網里的設備的用戶信息也存儲在運營商的5G公網里，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。

但由于MEC和UPF仍然部署于企業內部，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?；?G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于網絡切片能力。而低時延保障取決于運營商的邊緣云(UPF和MEC)的部署位置。如果運營商的邊緣云的位置離企業很近，那么網絡時延也就很低。

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。

但為什么不直接像第4種部署方式一樣，在企業專網中部署UPF呢?

因為UPF太貴。UPF的成本遠遠高于MEC DP。

因此，N3 LBO部署方式有利于減少企業部署專網的成本。

7、F1 LBO

這里得先解釋一下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，分布式單元，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可采用云化部署方式，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的差別在于，5G基站采用了CU與DU、RU分離的架構，其中CU與UPF和MEC部署于運營商的邊緣云中，而DU/RU部署于企業內部，這樣一來，專網流量不再是通過N3接口而是通過F1接口至邊緣云。