隨著我國5G網絡不斷商用成熟,行業應用也在逐步落地。中國電子信息產業發展研究院無線電管理研究所發布的《2021年5G發展展望白皮書》顯示,2021年我國5G網絡建設和產業規模將進一步增長,且增幅將超過2020年度。四大運營商仍將繼續布局5G規模組網,并聯合企業廣泛探索5G融合應用。5G融合應用將使C/B/G多端用戶和市場受益,其中工業互聯網領域的5G專網建設將率先發力。
其實,專網作為信息通信網絡的一種形態長期存在,尤其是在公安、電力等重點行業,多年來一直都有自己的有線或無線專網用于服務行業自身的需求。中國信息通信研究院無線電研究中心無線應用與產業研究部主任李珊認為,隨著無線技術的應用領域不斷擴展,無線專網作用日益凸顯,各行業多年來對無線專網的需求一直存在。但由于無線電頻率資源有限,如何利用有限的資源為各行業服務,如何協調公網和專網之間的關系,一直是行業主管部門的重要研究課題。
垂直行業對5G專網有三大需求
在5G時代,移動通信技術不僅是為了滿足個人的需求,很多技術指標是針對行業需求而設計的。李珊表示,行業的需求天然與個人需求有很大的差異,尤其是在可靠性、穩定性和安全性方面,5G的低時延、切片、網絡虛擬化等技術特點,相對于以往的無線技術而言,可以更好地滿足行業用戶的上述需求。
近兩年,5G已經在電力、工業、醫療、礦山、港口等行業有了非常多的應用案例和商業落地項目,并給各行業帶來了實際的效能提升和成本降低,讓行業需求方看到了5G的潛力,同時對5G專網的需求也越來越迫切。基于5G專網技術和專網模式的探索必然成為5G發展非常重要的一部分。
在李珊看來,垂直行業對于5G專網的需求主要分為3個方面。
一是業務可用,行業客戶的某個用戶群(可能是一類終端)需要在帶寬、時延、丟包率、抖動、可用度、開通效率上提供差異化服務處理;
二是安全可信,某些行業對于安全性和可靠性要求極高,需要一張5G網絡與其他業務隔離,做到數據不出園區或不出行業內網,并將這些信息嵌入到行業用戶業務系統,支持其業務系統進一步智能化、自動化;
三是自主可控,某些行業用戶希望對5G網絡的能力(如時延、帶寬等)KPI進行監測,實現一定程度的自主管理、維護和配置,甚至要求部分網元設備(如核心網關、邊緣計算等)資產歸企業自己所有。
5G的端到端切片在一定程度上可以滿足用戶的上述需求。5G網絡切片將共享的物理基礎設施切割成多個獨立的虛擬網絡,為不同業務提供獨立運行、相互隔離的定制化專用網絡服務,是5G服務垂直行業的關鍵切入點。與此同時,5G核心網將用戶面和控制面分離,使得運營商也可以通過將UPF等部分核心網網元下沉到企業內網的方式,滿足行業客戶對安全可信和自主可控的需求。這些技術性能可以滿足大部分行業對于專網的要求,也是運營商依托公網為企業提供專網服務的技術基礎。
盡管運營商在5G專網建設方面優勢明顯,但同時也面臨一些挑戰。在李珊看來,挑戰主要有以下幾個方面:首先,當前端到端切片技術尚未完全成熟,運營商需要進一步加快切片自動化配置等能力,從而真正實現切片的快速部署;其次,運營商在網絡建設、運營以及商業模式上,需要適應行業的新需求;最后,部分行業客戶對運營商并不信任,仍然希望自己獨立建設5G專網,實現全程全網的自主可控。
按需部署,探索5G行業融合應用
眾所周知,目前5G專網建設有兩種模式,一種是為企業分配單獨的5G專網頻段,企業獨立建設運營5G專網;另一種是運營商基于公網,通過切片、部分核心網元(如UPF等)下沉以及提供專用無線接入網(如中國移動正在嘗試利用4.9GHz為部分行業提供獨立的無線接入網)等虛擬專網的方式,美國服務器租用,為企業提供專網級的服務。
據李珊介紹,德國、日本目前多采用第一種模式,例如德國已經為行業企業配發111張基于3.5GHz的5G專網頻率許可證,用于建設5G專網;日本也正在基于28GHz探索5G專網模式。從目前來看,這種獨立專網模式仍在探索之中,部分企業也會委托運營商建設和運營專網。而我國目前主要是運營商通過5G虛擬專網的模式為行業客戶提供專網服務,三大運營商均已推出自己的專網服務模式,并與行業企業共同探索新的網絡運營模式。
談及各國5G專網不同的發展策略,李珊認為,主要是由于各國的5G發展速度和行業信息化水平不同,如在德國和日本,運營商5G網絡建設進度較慢,而信息化水平較高的工業企業對于將5G用于工業互聯網有較為迫切的需求,運營商短時間內很難滿足行業需求;而我國5G發展速度較快,同時運營商愿意為滿足行業需求建設5G網絡,并投入資源與企業共同探索5G行業融合應用。