專用5G網(wǎng)絡(luò)的7種部署方案

專用5G網(wǎng)絡(luò)的7種部署方案實現(xiàn)5G的應(yīng)用，首先需要建設(shè)和部署5G網(wǎng)絡(luò)，在本文中，我們將分析如何構(gòu)建一個專用5G網(wǎng)絡(luò)，專用5G網(wǎng)絡(luò)可以通過以下兩種方式實現(xiàn)。第一種是部署物理隔離的專用5G網(wǎng)絡(luò)（5G孤島），該網(wǎng)絡(luò)獨立于移動運營商的公共5G網(wǎng)絡(luò)（就像在企業(yè)中建立有線局域網(wǎng)或Wi-FiWLAN）。在這種情況下，企業(yè)或移動運營商可以建立專用的5G網(wǎng)絡(luò)。第二種是通過共享移動運營商的公共5G網(wǎng)絡(luò)資源來構(gòu)建專用5G網(wǎng)絡(luò)。在這種情況下，運營商將為企業(yè)建立專用的5G網(wǎng)絡(luò)。1）企業(yè)自建5G局域網(wǎng)（本地5G頻率，完全私有，不共享）

2）移動運營商構(gòu)建的隔離5G局域網(wǎng)（許可頻率，完全私有，不共享）

3）公網(wǎng)和專網(wǎng)之間的RAN共享

4）公網(wǎng)和專網(wǎng)之間的RAN和控制平面共享

5）公網(wǎng)和專網(wǎng)之間的RAN和核心共享（端對端網(wǎng)絡(luò)切片）

6）N3LBO(LocalBreakout)

7）F1LBO(LocalBreakout)1.企業(yè)自建5G局域網(wǎng)（本地5G頻率，完全私有，不共享）企業(yè)在其場地（站點/建筑）內(nèi)部署全套5G網(wǎng)絡(luò)（gNB，UPF，5GCCP，UDM，MEC）。企業(yè)中的5G頻率是本地5G頻率，而不是移動運營商的授權(quán)頻率。對于私人頻率由政府分配的國家，這是一種可構(gòu)建的體系結(jié)構(gòu)（目前在日本、德國和美國等先進國家是可實施的）。由誰建立：在這種情況下，通常企業(yè)會建立自己的私有5G網(wǎng)絡(luò)，但是根據(jù)各國政府的政策，包括移動網(wǎng)絡(luò)運營商在內(nèi)的第三方可能會幫助企業(yè)建立私有5G網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)可以使用本地5G頻率構(gòu)建自己的5G局域網(wǎng)，從而擺脫傳統(tǒng)的有線局域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)的煩惱（有線局域網(wǎng)的局域網(wǎng)電纜布線工作，距離短，無線局域網(wǎng)的安全性和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性）。此外，5G技術(shù)的超低延遲和超大連接可創(chuàng)建新的企業(yè)應(yīng)用或優(yōu)化現(xiàn)有應(yīng)用程序。優(yōu)點：企業(yè)內(nèi)部有獨立的5G網(wǎng)絡(luò)全套設(shè)備。隱私和安全性：專用網(wǎng)絡(luò)與公用網(wǎng)絡(luò)物理隔離，提供完整的數(shù)據(jù)安全性（從專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量，專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訂閱信息和操作信息，僅在企業(yè)內(nèi)部存儲和管理。企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)不外泄）超低延遲：由于設(shè)備和應(yīng)用程序服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)延遲在幾毫秒內(nèi)，因此可以實現(xiàn)URLLC應(yīng)用服務(wù)。獨立性：即使移動運營商的設(shè)施燒毀，該公司的5G專用網(wǎng)絡(luò)也可以正常工作。缺點：部署成本：普通企業(yè)，特別是小型企業(yè)要自費購買和部署全套5G網(wǎng)絡(luò)并不容易。運營人員：現(xiàn)有的專用局域網(wǎng)（有線以太網(wǎng)局域網(wǎng)，無線Wi-Fi局域網(wǎng)）運營團隊沒有構(gòu)建和運營5G網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)知識，企業(yè)需要有合適的工程師。2.由移動運營商構(gòu)建的隔離5G局域網(wǎng)（獲得許可的5G頻率，完全私有，不共享）專用5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與方案1相同。它們之間唯一的區(qū)別是，移動運營商在企業(yè)中使用自己許可的5G頻率構(gòu)建和運行5G局域網(wǎng)。3.公網(wǎng)和專網(wǎng)之間的RAN共享UPF、5GCCP、UDM和MEC部署在企業(yè)中，并與公共網(wǎng)絡(luò)在物理上是隔離的。

專用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間僅共享企業(yè)內(nèi)部的5G基站（gNB）（RAN共享）。屬于私有切片（專用網(wǎng)絡(luò)）設(shè)備的數(shù)據(jù)流量被傳遞到企業(yè)中的私有UPF，屬于公共切片（公用網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量交付給移動運營商的邊緣云的UPF。換句話說，內(nèi)部設(shè)備控制的數(shù)據(jù)、內(nèi)部視頻數(shù)據(jù)等之類的專用網(wǎng)絡(luò)流量僅保留在企業(yè)中，而像語音和Internet之類的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)流量則被傳輸?shù)揭苿舆\營商的網(wǎng)絡(luò)。盡管基站不是物理上而是邏輯上分離的，但是在RAN級別的私有網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)據(jù)信息幾乎是不可能的，因此企業(yè)中專有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的安全性得到了保證。私人專用的5GCCP和UDM內(nèi)置在企業(yè)中，因此企業(yè)中專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訂閱信息和操作信息可以在內(nèi)部存儲和管理，以免泄漏到企業(yè)外部。UPF和MEC位于企業(yè)中，可在device-gNB-UPF-MEC之間提供超低延遲的通信，這種方法非常適合使用URLLC應(yīng)用程序的公司，例如自動駕駛和實時機器人、無人機控制。4.公網(wǎng)和專網(wǎng)之間的RAN和控制平面共享私人專用的UPF、MEC內(nèi)置于企業(yè)中。企業(yè)中的5G基站（GNB）和移動運營商邊緣云中的5GCCP、UDM在專用網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)之間共享（RAN和控制平面共享）。gNB、5gcp和udm在專用網(wǎng)和公用網(wǎng)之間邏輯上分開，UPF和MEC在物理上分開。屬于私有切片（專用網(wǎng)絡(luò)）設(shè)備的數(shù)據(jù)流量被傳遞到企業(yè)中的私有UPF，屬于公共切片（公用網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備的數(shù)據(jù)流量被傳遞到移動運營商邊緣的UPF。如同3中RAN共享一樣，內(nèi)部設(shè)備控制的數(shù)據(jù)、內(nèi)部視頻數(shù)據(jù)等之類的專用網(wǎng)絡(luò)流量僅保留在企業(yè)中，而像語音和Internet之類的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)流量則被傳輸?shù)揭苿舆\營商的網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)流量的安全性也很明確。專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和公用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制平面功能（身份驗證，移動性等）由移動運營商網(wǎng)絡(luò)中的5GCCP和UDM執(zhí)行。也就是說，企業(yè)中的專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、gNB和UPF與移動運營商的網(wǎng)絡(luò)互通并由其管理（通過N2，N4接口）。可能存在的問題是，私有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作信息和訂閱信息存儲在移動運營商的服務(wù)器中，而不是存儲在內(nèi)部。和3的情況一樣，由于UPF和MEC位于企業(yè)中，因此它提供了設(shè)備-gNB-UPF-MEC之間的超低延遲通信，并且適合使用URLLC應(yīng)用程序的公司。5.公網(wǎng)和專網(wǎng)之間的RAN和核心共享（端到端網(wǎng)絡(luò)切片）當(dāng)gNB部署在企業(yè)內(nèi)部，UPF和MEC只存在于移動運營商的邊緣云中時，專用網(wǎng)和公網(wǎng)共享“邏輯上分離的5GRAN和核心”（GNB、UPF、5GC、MEC、UDM）（端到端網(wǎng)絡(luò)切片）。與UPF和MEC位于企業(yè)中的3、4不同，在這種情況下，企業(yè)中只有g(shù)NB。私有5G設(shè)備與Intranet（LAN）設(shè)備（PC或本地Intranet服務(wù)器）之間沒有本地流量路徑，因此流量必須到達運營商邊緣云中的UPF，然后通過專線回到企業(yè)內(nèi)部，與局域網(wǎng)設(shè)備進行通信。此外，為企業(yè)中的5G設(shè)備提供5G應(yīng)用服務(wù)的MEC位于移動運營商邊緣云中。在這種架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)延遲（RTT）可能是一個主要問題，延遲的時間取決于企業(yè)（5G設(shè)備）和運營商邊緣云（UPF、MEC）之間的距離。由于專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的流量是從企業(yè)轉(zhuǎn)移到移動運營商的網(wǎng)絡(luò)，因此存在數(shù)據(jù)流量安全的問題。雖然移動運營商將在其邊緣云上分割UPF和MEC，以使我們的私有網(wǎng)絡(luò)流量與公共和其他私有網(wǎng)絡(luò)流量分開，但企業(yè)內(nèi)部的私密流量外泄是令人擔(dān)憂的。與case4一樣，對于企業(yè)來說，將運營和訂閱信息存儲在移動運營商的網(wǎng)絡(luò)上而不是公司的專用網(wǎng)絡(luò)上，這讓企業(yè)感到不安。與需要在企業(yè)內(nèi)部部署UPF或5GCCP的case2、3和4相比，這種架構(gòu)的成本最低。但是，企業(yè)關(guān)注的是安全方面（從專用網(wǎng)絡(luò)終端生成的數(shù)據(jù)流量，專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訂閱信息和操作信息）和網(wǎng)絡(luò)延遲（專用5G設(shè)備與MEC應(yīng)用程序服務(wù)器之間，以及專用5G設(shè)備與內(nèi)網(wǎng)/局域網(wǎng)設(shè)備之間）。6.N3LBO(LocalBreakout)：韓國SKTelecom的案例如上圖（a）所示，與case5一樣，gNB部署在企業(yè)中。N3GTP隧道是在gNB和UPF之間連接設(shè)備時創(chuàng)建的，無論是閉路監(jiān)控攝像頭還是智能手機，這些設(shè)備都是公共網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。如上圖（b）所示，企業(yè)引入了MEC數(shù)據(jù)平面（非3GPP設(shè)備，ETSIMEC）和MEC應(yīng)用（MEC應(yīng)用）。移動運營商的編排器中的移動邊緣平臺（MEP）通過Mp2接口將流量規(guī)則發(fā)送到MECDP（如果目標IP地址是本地網(wǎng)絡(luò)-專用5G設(shè)備，本地有線LAN設(shè)備，本地MEC應(yīng)用程序服務(wù)器-然后LocalBreakout?。?。MECDP查看來自gNB的所有GTP隧道的數(shù)據(jù)包的目標IP地址（GTPDecap），并將用戶IP包路由到內(nèi)部專用網(wǎng)絡(luò)(如果它是本地通信流)。盡管此方法不是3GPP的標準方法，但是將私有網(wǎng)絡(luò)流量從公共流量中分離出來是可能的。與case5相比，專用網(wǎng)絡(luò)流量不會傳輸?shù)揭苿舆\營商的網(wǎng)絡(luò)，因此專用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的安全性也與case3和4一樣明確。與case3和case4不同的是，通過添加低成本的MECDP（實際上是SDN/P4交換機），可以大大降低構(gòu)建專用5G網(wǎng)絡(luò)的成本，而無需購入昂貴的UPF設(shè)備（UPF是5G標準設(shè)備中最昂貴的設(shè)備）。此外，由于MEC還存在于企業(yè)中，并處理MECDPbreakouts流量，因此它將能夠提供超低延遲的應(yīng)用程序服務(wù)。但是，由于MECDP不是3GPPUPF，因此MECDP無法為專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備執(zhí)行移動性管理和計費功能。（當(dāng)然，由于運營商可以制定實現(xiàn)這些功能的專有規(guī)范，因此MECDP可以實現(xiàn)其中一些功能）。與case4和5一樣，對于企業(yè)來說，將運營和訂閱信息存儲在移動運營商的網(wǎng)絡(luò)上而不是公司