當前，專用網絡越來越多地用于物聯網(IoT)和工業領域，由于其具有低延遲、超高速、增強的安全性、網絡可靠性以及能夠有效地自定義和升級網絡等各種優勢，大公司普遍偏向于使用專用網絡而不是公用網絡。對全球多數大型企業而言，部署5G專網已經成為首選，對于工業環境的企業更是如此。

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5G專網深受制造業青睞

與公共網絡不同，5G專網可以根據特定需求來配置專網網絡，而且5G專網具有明顯的隱私和安全優勢，在本地網絡內部對數據進行預處理，并且僅將加密結果發送到云網絡中。5G專網的可靠性達到99.9999%，時延比公共網絡還低，這些特點恰好是智能制造業所追求的。

在5G專網商用以前，LTE比Wi-Fi更穩定、更安全、更能滿足企業要求，因此成為在苛刻工業環境中實現連接的首選技術。從世界范圍來看，LTE在制造業發達的國家比較普及。例如，中國的洋山港使用LTE來運行自動導引車。5G專網類似固定電話時代的PBX(公司內部使用的電話業務網絡)一樣，網絡在內部是獨立的，可對本企業進行定制化服務。它可以在托管服務的基礎上與電信公司合作，也可以完全由企業自己運行。

數據顯示，5G專網在中國、美國、日本和德國頗受歡迎，因為這4個國家的制造業在國際市場所占份額較高。據2020年2月18日美國媒體報道，依據聯合國統計司發布的數據，中國、美國、日本、德國制造業總產值占世界的58%，而中國占全球制造業總產值的28%，因此中國也被稱為世界制造業超級大國，但是中國在高端制造業方面與美國、日本、德國相比，還存在不少短板。

5G專網在美國前景廣闊

美國LTE和5G專網使用3種頻譜，分別是授權頻譜、非授權頻譜和共享頻譜。這些頻譜涵蓋了公民寬帶無線電服務頻譜中5 GHz的無執照頻譜和3.5 GHz頻譜。mmWave頻段可提供非常高的連接性，而延遲卻很短，這些頻段對于要求高可靠的公共安全和工業基礎設施連接非常有利，為此，FCC已發布了數個毫米波頻段，包括24.25～24.45GHz、24.75～25.25GHz、38.6～40 GHz和47.2～48.2GHz等。

據美媒報道，預計到2027年，美國LTE和5G專網市場規模將達到56.8億美元，從2020年到2027年的復合年增長率為17.0%。據了解，在美國有越來越多的汽車、工業制造和物流企業建立了本地LTE和5G專網。AT&T、T-Mobile和Verizon等電信運營商也與醫療、物流、機器制造領域的大型企業對5G專網開展聯合投資，以期獲得競爭優勢。

WeWork是靈活空間解決方案的全球領導者，是最早與Verizon簽訂合同向康寧公司提供室內5G服務的公司之一。Verizon公司很早就與WeWork合作，大力推進5G專網。根據協議，Verizon公司計劃在WeWork的10個地點安裝5G室內基站，部署5G專網。Verizon公司的5G專網解決方案與WeWork的空間出租方案完美結合，為中小企業用戶提供不錯的選擇。2021年1月20日，Verizon與康寧公司聯合推出5G專網服務。隨著第一個室內5G基站的部署，開啟了從概念驗證到可擴展商業解決方案的進程。專用5G基站擴大了Verizon 5G超寬帶網絡覆蓋范圍，這是為企業客戶提供專用5G網絡的關鍵一步。其實早在2020年9月，Verizon公司就和康寧公司進行了5G專網演示實驗，并取得成功。現在Verizon為了向企業及其員工提供最快的5G超寬帶體驗，特意在康寧公司的零售商店部署了5G專網演示平臺。Verizon公司提供的康寧室內5G毫米波服務解決方案，為醫院、制造業、倉庫、學校、港口、商業辦公場所、零售商店等提供了借鑒，以便管理和優化企業的數據應用。這些室內基站的部署，將加快推進具有邊緣計算(MEC)功能的專用網絡普及。

Verizon公司推出的5G專用網絡，由室內5G超寬帶、私有MEC、私有核心網絡等3個部分組成，它將基帶單元、無線設施和天線完全集成到一個包裝中。通過整合，可以改善網絡性能和效率。這種室內5G解決方案，還利用了康寧公司創新的復合材料和光纖，以提升5G性能。

日本“產、學、政”一體推動5G專網發展

在日本的5G網絡市場，電信運營商獨占總務省許可使用的頻段，在全國范圍開展服務。但是在5G專網市場，企業和自治體等組織共享頻帶，服務區域也限定自家管轄的范圍內。2019年12月，日本總務省發布了《5G專網引入指南》，并將其制度化。日本5G商業服務在服務范圍逐漸擴大的情況下，企業、自治體等正式啟動了使用“5G專網”的策劃，自此日本企業集群發力5G專網。

2019年10月，NTT東日本公司與東京大學、東京都政府簽署了一項合作協議，旨在通過“產、學、政”合作模式，促進5G專網發展。2020年，在東京都產業技術中心內，開設了“DX推廣中心”，以此作為5G專網示范基地。與此同時，一個名為“Local5G-In A Box”的項目應運而生。“Local 5G-In A Box”是面向無線通信工程師的產品，具有基于標準的算法和參考設計，可用于對5G通信系統進行建模、仿真和驗證。在普通PC上配置5G專網獨立(SA)基站，通過將無線設備連接到PC，能夠進行5G通信。此舉便于降低成本，也可對使用者的使用方法進行定制。

值得注意的是，雖然大型運營商以提供下載服務為主，但是在5G專網中，很多情況下需要上傳服務，NTT docomo為此展開了上傳的實驗。此外，docomo還嘗試將運營商的公共5G和5G專網連接在一起。為了解決勞動力短缺和勞動者負擔過重的問題，docomo正在致力于將5G用于水產養殖和一般漁業。例如，在廣島縣江島市的一個牡蠣養殖場，通過水下無人機頂端的攝像頭，遠程監控牡蠣的生長，以解決手動檢查牡蠣繁殖狀態負擔沉重的問題。

除電信運營商外，制造業廠商也關注5G專網。例如，松下公司于2021年1月13日，從日本內務省通信總局取得了利用Sub6頻帶(4.6GHz～4.9GHz)的5G專網 SA實驗許可證，并開始5G專網演示實驗，實驗內容包括“5G專網性能驗證和應用演示”以及“對無線電波傳播的加深了解”。對于前者，將評估5G專網覆蓋范圍、驗證高速和大容量性能，并演示利用無線視頻(例如4K和8K)的高清視頻傳輸、遠程監控等應用。還將驗證使用機器人等新設備進行遠程控制時的通信延遲和連接控制。關于后者，公司在佐江戶事業場南區的一個核心區域里，安裝了3個基站，以現場實際運用的形式進行電波干擾驗證，加深對電波傳播的認識，以便向用戶提供更好的5G專網 SA設施。

再如，富士通有限公司于2020年3月27日獲得了日本首個商業專用5G許可證，開始運營5G專用網絡。富士通利用其私有5G技術，傳輸由多點相機收集的高清圖像數據，從而增強建筑物內的安全監控措施，并創建了一個AI驅動的安全系統，該系統可通過動態分析，快速檢測可疑行為。富士通還通過其新建立的私有5G共創空間“FUJITSU協作實驗室”，為客戶和合作伙伴提供私有5G。富士通的大山工廠(網絡設備的制造基地)獲得了私有5G許可證，并借此創建智能工廠。關于富士通的5G專用網絡系統框架如圖1所示，該系統配置5G NSA網絡用于數據傳輸，LTE用于基站與陸地移動臺之間的連接控制，5G頻率采用28.2 GHz～28.3 GHz，LTE頻率采用2575 MHz～2595 MHz。

圖1 富士通的5G專用網絡系統框架

據悉，通過與電信運營商、系統構建商和服務提供商合作，利用5G SA方式構建和運行虛擬化網絡已成為行業共識。KDDI、日立、NEC和OKI 4家公司于2021年2月9日宣布，將針對5G網絡發生的故障，開展使用AI技術進行自動恢復的實驗，目標是在2023年后，該技術可以在實際環境中實施。這些公司希望在5G網絡發生故障時，使用“AI網絡集成平臺”，通過網絡故障響應、動態控制網絡配置，從而實現5G網絡上應用程序的穩定使用。

例如，當聯網汽車的5G網絡發生故障時，AI就會立即檢測到，通過多路訪問邊緣計算(MEC)中布置和優化所連接汽車的通信控制單元，來自動重構網絡。

德國對推廣5G專網非常積極

德國電信監管機構Bundesnetzagentur(德國負責頻率分配的監管機構)和BNetzA(德國網絡監管局)宣布，在5G專網(在德國稱為“校園或本地網絡”)開放3.7GHz～3.8 GHz頻譜申請之后的一年中，已經收到了93份申請書，迄今已頒發了88個5G專網網絡許可證，預計今后還會更多。監管機構預計5G專網頻譜將主要用于工業領域，同時也用于農業和林業領域。許多公司表示已購買了5G專網網絡頻譜，包括汽車制造商寶馬及大眾、工業集團羅伯特·博世、化學公司巴斯夫和漢莎航空公司等。目前，沃達豐德國公司已與德國漢莎航空公司合作，在漢堡機場的飛機機庫內建立5G網絡。