用戶5G專網組網技術研究

鄔 聞

（宜通世紀科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

5G技術是網絡建設的重要技術手段，能夠為用戶提供更加高效、安全、低延時的網絡傳輸條件?，F(xiàn)階段，5G技術可以提供公網模式與專網模式的組網條件：公網模式從公共用戶角度出發(fā)，能夠滿足多數(shù)用戶的用網需求；而專網模式則可根據特定用戶的需求進行專網組網，滿足諸多行業(yè)用戶的用網需求。5G技術與行業(yè)的融合需要依靠5G專網組網技術的研究與應用，通過5G專網可以搭建更加獨立、安全、高速率、低延時的專屬5G網絡，能夠滿足不同行業(yè)用戶的用網需求，提升行業(yè)的工作效率[1]。而當前用戶5G專網組網技術在不斷發(fā)展之中，針對行業(yè)用戶的5G專網模式、專網組網方案等各具特色，想要深入了解其應用情況與價值，需要從5G技術以及專網組網的相關內容進行分析。

1 5G傳輸網需求

1.1 大寬帶需求

5G網絡的誕生伴隨著信息技術的發(fā)展，是為了滿足更大范圍以及大寬帶傳輸需求的信號覆蓋率而提出的，因此大寬帶需求是5G傳輸網的需求。5G網絡融入了頻譜資源與無線空口技術，能夠增加單站點寬帶。為了更好地擴大寬帶，則需要進一步發(fā)揮5G網絡的高頻作用，通過熱點覆蓋的方式使其峰值帶寬不斷增加。因此，5G傳輸網需要進行一系列的技術改進和方案優(yōu)化，考慮到用戶對大寬帶的需求，在成本控制得當?shù)那闆r下，利用組網技術的發(fā)展與組網模式的優(yōu)化，進一步提升其帶寬，優(yōu)化基站負荷，讓5G傳輸網能夠具有良好的回轉帶寬[2]。在實際應用中，不同類別的5G組網技術在不斷發(fā)展，無論是專網技術還是公網技術都在向滿足大寬帶需求的方向發(fā)展，讓5G傳輸網絡能夠更好地與行業(yè)相結合。

1.2 低延時需求

低延時是5G網的重要特征，5G技術的出現(xiàn)是網絡技術發(fā)展的重要標志，對5G傳輸網的重要要求之一是滿足信息傳輸?shù)牡脱訒r需求。伴隨著5G技術的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的技術也在不斷進步與發(fā)展，控制面的傳輸延時優(yōu)化，不僅能夠保證用戶在進行網絡信息傳輸時的更好體驗，同時也可以降低由于信息傳輸延時帶來的誤差，提高網絡的應用效率。5G傳輸網的發(fā)展趨勢之一在于降低延遲，從5G技術角度來說，通過應用FlexE方案、ODUFlex+Flexo方案等組網技術，5G傳輸網在滿足低延時需求中已經取得了良好效果[3]。但隨著各行業(yè)各類業(yè)務的不斷發(fā)展，專業(yè)用戶對于5G傳輸網的低延時需求也在不斷提高，特別是在遠程醫(yī)療、無人駕駛、智能電網等行業(yè)中，對低延時需求較為嚴格，要求5G傳輸網在后續(xù)能夠為其提供更加可靠的低延時的網絡條件。

2 用戶5G專網設計原則

2.1 保障基礎需求

用戶5G專網設計首先要保障用戶的基礎需求。選擇5G專網的用戶大多為行業(yè)用戶，其用網需求較公網用戶有明顯的差異，專網用戶大多有更高的用網要求，對5G傳輸網絡有著更高安全性、更快傳輸速率、更大覆蓋范圍以及更低時延等需求，因此在進行用戶5G無線專網設計時，首先要保證其基礎需求，在滿足其基礎需求的前提下，再進行個性化訴求與靈活組合等方面的考慮。用戶5G專網在保證用戶基礎性需求時，要從5G傳輸網絡的具體特征出發(fā)，圍繞著大寬帶、低延時的基本要求，從市場角度出發(fā)，為用戶提供有效的專網解決方案，讓用戶能夠通過5G專網獲得更高的信息傳輸速率，并通過信息傳輸速率的提升獲得良好的經濟收益[4]。在具體進行設計時，需要客觀分析用戶的需求，對無線專網的優(yōu)勢進行整合，確保為用戶提供穩(wěn)定可靠的網絡條件。

2.2 滿足個性化需求

個性化需求是用戶5G專網設計的重點，也是行業(yè)用戶選擇5G專網的原因。構建用戶5G專網時，需要切實了解行業(yè)用戶對網絡的個性化需求，認真分析其在5G傳輸網中有無特定的用網需求，比如，對5G傳輸網的安全性有更高要求、對傳輸延時和反應速度有嚴格的界定標準。通過進行行業(yè)用戶調研，了解專網用戶在5G傳輸網中的個性化需求，針對其個性化需求的特點與難度，進行個性化解決方案的設計，讓企業(yè)的IT基礎設施建設更加適應其發(fā)展，從而滿足用戶個性化需求。在這一過程中，也需要注意5G傳輸網絡的具體特點，合理利用網絡切片、邊緣計算等技術條件，對用戶的用網需求進行優(yōu)化，為不同垂直行業(yè)、不同業(yè)務、不同客戶之間建立相互隔離、可供定制的5G無線專網服務，從而更好地滿足其需求[5]。

2.3 靈活組合

靈活組合同樣是用戶5G專網設計的重要條件。在為用戶提供5G專網組網的過程中，設計者必須要關注專網的靈活組合，選擇5G專網的用戶由于所處行業(yè)以及企業(yè)規(guī)模差異，其實際選擇的5G專網也存在著差異，比如，中小型企業(yè)往往難以支撐5G專網設計高昂的成本；而大型企業(yè)對于5G專網的功能性要求極高，增加了設計難度。因此，在進行5G專網設計中，應該清楚，5G作為一種通信手段，其專網布置的根本目的是為了推動企業(yè)的數(shù)字化轉型，提升生產力效率，并以此為條件進行專網靈活組合的設計，力求為用戶提供低成本、高質量的5G網絡，在不斷優(yōu)化5G技術的同時，要在實踐中不斷探索，為行業(yè)用戶提供靈活多樣的一站式綜合解決方案，提升信息化水平[6]。

3 5G專網模式

3.1 物理專網模式

物理專網模式是5G專網模式中比較常見的模式，能夠滿足對網絡安全與網絡性能有較高要求的用戶（見圖1）。物理專網對標行業(yè)自由頻率專網，相較于虛擬專網來說，物理轉網的安全性更高，成本也較高，能夠滿足高價值客戶的用網需求。在網絡建設中，物理專網需要投入物理網絡資源，通過新建基站滿足用戶的用網需求，物理專網的空口側還需要進行專門優(yōu)化設計，物理專網的網絡架構方案可以根據用戶隔離性需求進行靈活選擇，因此物理專網對大型工廠、港口等高價值客戶來說具有更高的應用價值，能夠滿足其需求[7]。但在實際應用中，物理專網模式由于要新建相應的基站等，需要投入更高成本，并不適用于所有專網用戶。

圖1 常見5G專網模式

3.2 專網切片模式

5G專網切片模式是通過對5G網絡進行分割從而獲得不同類別寬帶的專網技術。5G專網切片模式可以通過虛擬切片技術將網絡強行劃分為不同流量的通道，根據不同用戶的用網訴求配置不同的網絡資源（見圖2）。專網切片模式能夠讓不同切片條件下的用戶獲得私人訂制的符合其信息傳輸需要的網絡，對用戶的用網進行成功分流，在滿足低傳輸速率用戶需求的同時，也能夠更好滿足具有高傳輸速率需求的用戶，利用切片分流的方式讓各用戶之間互不打擾，并且提升了網絡傳輸效率[8]。5G切片技術的應用能夠在不新建基站的情況下構建專網，為專網用戶提供了穩(wěn)定的信號，具有更加安全高效的特點，同時也極大地節(jié)約了5G專網的建設成本，目前在視頻監(jiān)控、工業(yè)控制、智慧醫(yī)療以及無人機等領域有良好的應用。

圖2 5G切片技術的無線資源切分方式

3.3 公網切片模式

公網切片模式是5G技術中切片技術的重要應用，其與專網切片模式最大的區(qū)別在于，公網切片模式是針對5G公網網絡切片。公網切片模式主要適用于政府單位、通信公司等行業(yè)的專網組網，通過5G切片技術進行邏輯資源隔離，并能夠按照組合、緊貼業(yè)務的網絡能力，更好地實現(xiàn)5G網絡差異化服務與行業(yè)個性化網絡的需求，從而滿足用戶的用網需求。

4 5G專網組網方案

4.1 廣域專網

廣域專網是針對業(yè)務相對分散、需要廣域覆蓋的用戶專網，這類用戶對5G專網有速率、可靠性、低時延、連接數(shù)等方面的要求，但由于其分散性與廣域覆蓋的特點，選擇物理專網模式的運營成本較高，因此為這類用戶提供專網設計時可以考慮應用5G切片技術。根據廣域專網用戶的具體行業(yè)不同，可以進行更細致的組網方案規(guī)劃，對于電力、政務、通信領域的客戶，在為其進行5G專網組網設計時，需要考慮到網絡廣域覆蓋面以及產業(yè)鏈分類等特點，選擇公網切片模式為其提供專網組網設計，在降低其專網運行維護成本的同時，滿足用戶在專網安全性、可靠性、傳輸速率等方面的要求，提供更加可靠的網絡服務[9]。

4.2 局域專網

局域專網的主要使用場景則多為用戶對生產和管理數(shù)據本地化處理，因此，在其5G專網組網設計中應該考慮數(shù)據不出場、超低延時的需求。此外，還應該關注用戶專網與公網互通的訴求，在實際進行專網組網設計時，可以選擇物理專網模式或專網切片模式，在滿足用戶局域數(shù)據處理需求的同時，為其行業(yè)數(shù)據安全性奠定良好基礎。在進行局域專網的部署中需要考慮其無線資源保障情況（見圖3），根據無線資源保障在無線側局域共享、核心網獨立共享差異，針對公網用戶與專網用戶的接入資源分配進行合理調節(jié)。以智慧醫(yī)院場景為例，在該場景中應用5G切片技術通常將60%資源分配給公網用戶，將40%無線資源分配給醫(yī)療用戶，公網是用公共網絡的用戶，醫(yī)療是供醫(yī)院診療專用網絡，智慧網絡可以實現(xiàn)二者互不干涉。從而保障智慧醫(yī)院專網資源能夠靈活匹配，動態(tài)調整。

圖3 局域專網無線資源保障

5 結束語

5G技術是一種能夠與各行業(yè)充分融合發(fā)展，推動各行業(yè)數(shù)字化轉型的優(yōu)質技術，用戶5G無線專網組網技術的應用則是圍繞融合發(fā)展這一目標，根據對行業(yè)用戶需求的分析以及對5G傳輸網絡的研究而發(fā)展的具有更高應用價值的組網技術。在5G專網組網中，了解5G專網的模式，分析不同專網組網方案的特點，能夠更好地為用戶提供良好的網絡技術支持，有利于幫助行業(yè)用戶實現(xiàn)IT技術與產業(yè)的融合，促進企業(yè)數(shù)字化轉型，具有良好的應用價值。