加快5G新基建,5G专网的“私家花园”该如何垒起?
【通信產業網 訊】(記者 王改靜)加快5G新基建,近60萬的5G基站部署正在四大運營商中如火如荼展開。但5G網絡部署只是第一步,5G的應用創新才是5G發揮促進經濟增長新動能的關鍵。5G專網,又該如何起步呢?
5G給個人通信帶來的只是量的變化,沒有質的變化,5G更大的商業價值是在各個垂直行業,賦能千行百業數字化轉型。但5G公共通信網絡已經不能滿足 to B企業各種應用場景對網絡的要求,由此專網需求量急劇上升。
近日,工信部印發的《關于推動5G加快發展的通知》提到,要持續加大5G技術研發力度,加強5G技術和標準研發。組織開展5G行業虛擬專網研究和試點,打通標準、技術、應用、部署等關鍵環節。加速5G應用模組研發,支撐工業生產、可穿戴設備等泛終端規模應用。持續支持5G核心芯片、關鍵元器件、基礎軟件、儀器儀表等重點領域的研發、工程化攻關及產業化,奠定產業發展基礎。
同時《通知》中還提到,要適時發布部分5G毫米波頻段頻率使用規劃,開展5G行業(含工業互聯網)專用頻率規劃研究,適時實施技術試驗頻率許可。
那么目前國內專網建設的需求是什么?5G專網該如何開局?還有哪些坎需要邁過?
他山之石:日本是怎么做的?
事實上,在發展5G專網模式上,全球在同一個起跑線上。日本是全球5G的先行者之一,特別是在5G模式創新上,具有示范意義。
3月27日,日本富士通宣布其自建的5G專網正式商用。這個消息受到業界的廣泛關注,這或許是全球首個5G專網的正式商用。
其實早在去年12月份,日本政府就開始接受5G專網服務頻譜牌照申請。這些5G專網將被分配與移動運營商不同的頻譜資源。當前日本已為垂直行業分配了2575-2595MHz、28.2-28.3GHz、4.6G-4.8GHz和28.3-29.1GHz頻段部署4G/5G專網。企業可以向政府申請本地5G許可證,以獲得這些頻譜的使用權。
據了解,日本通過允許地方政府和企業在農村地區建設自己的網絡,可以利用局部地區的5G專網,在農場和工廠等地點遠程操控機器、攝像頭和無人機等。如,日本政府預計將使用5G服務實時監控河流的水位。據了解,日本定義的5G專網主要是指在自己的土地上自建5G網絡供自己使用。
目前,日本富士通、NEC、NTT East、秋田有線電視等企業已經申請了本地5G許可證。其中,富士通于2月18日第一個獲得本地5G無線許可。
僅僅一個多月,富士通就正式商用了5G專網,并部署于新川崎科技廣場,覆蓋面積達2.8萬平方米。據了解,該5G專網初期應用為5G智慧安防,即通過5G網絡上傳由多個攝像頭采集的超高清視頻流,并通過AI分析來檢測可疑行為,以確保園區安全。
此外,富士通本次商用的5G專網采用NSA組網,即依托于現有的4G系統添加5G基站。其中,4G LTE使用頻段為2575MHz~2595MHz,5G NR使用頻段為28.2GHz~28.3GHz。
富士通的5G專網案例,對中國的5G專網發展又有哪些啟示?
專網技術整體落后1.5代
近年來,隨著新一代信息技術的廣泛應用,專網通信行業迎來新的發展機遇。我國作為全球新興技術發展的重要一環,企業專網需求量也急劇上升,市場規模全球占比逐年攀升。
目前的行業專網普遍以窄帶通信系統為主,如2G、3G,傳輸速率較低,但可以滿足企業對傳統生產設備與應用場景的連接需求,中國聯通研究院物聯網研究院中心副經理安崗在接受《通信產業網》記者采訪時表示,隨著制造業、大數據、物聯網、人工智能技術的不斷發展,無線AGV、工業AR/VR、機器視覺質檢等新型工業應用場景的出現促使企業對網絡時延、傳輸速率、安全性的要求也在提高,傳統的專網在某些方面的“缺陷”已逐漸顯現。
安崗表示,首先是傳統專網采用的通信技術較為落后,網絡的帶寬、時延、可靠性、安全性等方面無法滿足現階段工業互聯網的要求;其次是傳統專網采用專有通信設備建設,存在網絡建設全定制化、周期長、成本高等問題。
其實,相對于三大運營商運營的公共通信網絡,專網技術整體落后1.5代,目前主流仍然是相當于2G或3G的技術,僅有部分領域例如政務網廣泛引入4G技術,安崗認為,造成這種現象主要兩種原因,一是專網具有鮮明的行業應用特點,比如公共安全、工商業等,行業的特殊性決定了專網通信的高安全、高穩定、低成本等需求,某種程度上也限制了專網迭代的速度;二是專網通信規模相對較小且高度分散,研發投入較少,處于發展相對落后的境地。
5G專網建設的四種模式
為了滿足行業對網絡的需求,部分行業使用非授權頻譜或行業自有頻率自建專網。但行業頻率專網帶寬小、網絡和終端成本高、制式相對落后,不利于行業發展。而Wi-Fi網絡可靠性和穩定性差,不支持設備的移動性。5G時代的到來為各行業引入無線移動應用打開了新的出口。
目前企業或園區的5G網絡建設情況主要以使用公網為主,安崗表示,當前三大運營商都在積極探索5G專網的應用場景以及建設模式,例如服務大興國際機場的5G專網,在港口、礦山等領域聯合企業建設的5G專網等。
據《通信產業網》記者了解,中國移動根據企業實際需求將5G企業專網分為物理專網與虛擬專網。其中,物理專網是指部分行業業務需求與公網提供的能力差異大,需提供專有物理網絡資源,如新建基站(特殊頻段/特殊時隙配比)才能滿足,空口側還需進行專門優化,網絡架構方案可根據隔離性需求靈活選擇。物理專網主要對標行業自由頻率專網,適用于對安全隔離性、網絡性能有極高需求的高價值客戶,如工廠、港口等。
而虛擬專網則是指部分行業業務需求與公網業務差異小,大網接入網可滿足需求或僅需少量無線優化。側重網絡架構的優化,MEC、核心網部署方案按需靈活選擇。基站可同時服務于公網用戶和行業客戶,主要對標Wi-Fi網絡,適用于對網絡性能要求不高、成本敏感的客戶,如企業園區等。
其實,運營商在5G企業專網的建設有很多種模式,安崗表示,第一種為基于公網頻段幫助企業建設獨立專網,與公網完全隔離。這種建設方式的優點是可保障企業數據的安全、網絡時延低、網絡自主可控等,缺點主要是部署成本較高。
第二種是專網與公網之間RAN共享,這種方式下,專網共享使用公網的5G基站,無線數據流量在5G基站上實現分流,工廠里產生的數據將保留在本地,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。相對于第一種可降低一定的成本。
第三種與第二種類似,專網與公網之間不僅在RAN共享,同時在控制面也實現共享。這種模式下,專網和公網的控制面功能均通過公網中的核心網執行。
最后一種是基于網絡切片技術來實現公網與專網端到端共享。這種模式基于5G公網,為5G專網端到端切出一個“切片子網絡”。這種建設方式用戶信息和數據流量的安全性取決于網絡切片能力,而時延的保障則取決于運營商邊緣云的部署位置。
5G時代專網與公網將融合發展
5G的廣覆蓋、寬帶寬、低時延等優勢,能夠實現企業專網通信技術的提升。例如,安防監控、碼頭應用,5G技術打造的5G無人機、5G無人運輸車等,提升了專網應用范圍,豐富了專網的內涵。
傳統意義上的專網,一部分在于連接,更大的應用則在于調度指揮,保證關鍵通信能力。安崗表示,5G在行業的定位不僅僅是通信管道,更著重于連接,數據的傳輸和應用,將會與攝像頭、AI、工業設備等相結合,發揮更大的應用價值。在這一點上,傳統專網的技術優勢依舊無可取代。因此,無論是用4G還是用5G建設的專網,在短期內都難以撼動傳統專網在垂直行業的地位。
此前電子科技大學教授李少謙在接受媒體采訪時也表示,專網思維使得5G在理論上可以服務百行百業。但在實際中,運營商切入垂直行業會遇到嚴峻挑戰,一方面,邊緣計算、網絡切片等沒有統一的標準體系,不同廠家的設備、網管系統難以實現互聯互通;另一方面,垂直行業的需求極其復雜、個性化,運營商并不熟悉,因5G而成為“專網運營商”,并不能很好的將網絡能力與行業需求深度融合。
安崗認為,隨著5G時代的到來,專網和公網將出現更加深度的融合,例如電信運營商可能會基于5G技術切入專網,提供具有成本優勢的行業應用解決方案,為專網的技術提升創造條件。
此外,未來的專網技術,是傳統專網技術和新一代通信技術相互取長補短,應用于不同的業務場景。5G技術可能會在擴展專網邊界、推動新型應用等方面大展身手。隨著LTE的普及和5G等新一代通信技術的快速發展,專網和公網相統一的可能性也會隨之增強。
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。
《通信產業報》全媒體總編輯辛鵬駿認為,在移動通信之始的1G、2G時代,行業專網或企業專網以“特殊存在”發揮了特定作用。5G時代專網“重出江湖”,既是企業數字化需求,更是5G技術能力特點使然。符合商業規律,也體現技術特點。相信隨著模式探索不斷深入、技術方案不斷成熟以及頻率安排、監管政策的逐步明晰,各種模式的5G專網或會成為“5G改變社會”的新風景線。
總結
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