5G的新兴(xìng)用例是专(zhuān)用5G网络。本质上,私有5G网络将是下一代局域(yù)网(LAN),它将结合5G技术并实现比当前技术所支持的更高级的用例(lì)。专用(yòng)LTE网络已经成为商(shāng)业现实(shí),并且监管机构,制造(zào)商和潜(qián)在用户现(xiàn)在都在期待5G能够提供(gòng)的功能。
什么是5G专用网络?
私有5G网络也称为(wéi)局域网(wǎng)5G网(wǎng)络,是一种局域网(LAN),它将(jiāng)使用(yòng)5G技术创建一个(gè)专用网络,该网络具(jù)有统(tǒng)一的连接性,优(yōu)化的服务以及在特定区域内的安全(quán)通信方式。它将提供5G承诺支持下一代应用程序的速度,延迟和其他好处。
由于(yú)5G将基于4G和4.5G LTE技术,因此专用(yòng)5G网络将基于已经推出的专(zhuān)用LTE网络构(gòu)建,其(qí)中许多都使用了支持5G的设备。
有什么优势?
与(yǔ)其他LAN一样,5G专用网络将(jiāng)专用(yòng)于(yú)所有者,独立管理且(qiě)易于(yú)部署(shǔ)。但是,5G将(jiāng)具有一些超越(yuè)当今可(kě)用技术的关键(jiàn)优势(shì)。
无(wú)线:5G专用(yòng)网(wǎng)络将(jiāng)消除对以太网等有线(xiàn)技术的需求(qiú)。它们不仅昂贵且笨重,而(ér)且(qiě)对于连接大量小型设(shè)备或在人员(yuán),设备和设备处(chù)于移动中的动(dòng)态环境中也不可(kě)行。
网(wǎng)络切片(piàn):5G的一(yī)项关键功能是能够创建多个虚拟网络,这些虚拟网(wǎng)络可(kě)以针对将使用特(tè)定网络切片的特定服务和流量进(jìn)行定制和(hé)优化(huà)。在(zài)私(sī)有5G网络的(de)背(bèi)景下,这意味着可以针对用户的需求以及网络内的不同用途(tú)优化网络。
控制:将在内部完成5G专(zhuān)用(yòng)网络的配置,因此网络所有者将完全控制网络的各个方面,例如安全(quán)性(xìng)(在(zài)下(xià)文中有(yǒu)更(gèng)多介(jiè)绍),各种资(zī)源的使用方式以及优先采(cǎi)取哪些行(háng)动因此(cǐ),关键任(rèn)务设(shè)备(及其传输的数据)的优先级(jí)高(gāo)于次要(yào)设备。
延(yán)迟:5G的延(yán)迟将(jiāng)比当(dāng)前的(de)蜂窝和无线技术低(dī)得(dé)多,这将支持(chí)设(shè)备之间的(de)实(shí)时通信(xìn),这是诸如公共安全或机器人运动控制等(děng)应用程序中的关键因素(sù)。
带宽:5G的优越带宽将允许通过(guò)网络(luò)传输大(dà)量数据,并与大量设备同时进行上下行通信。
安全(quán)性:私有5G网络将比当(dāng)前技术(shù)更加安全,因为网络运营商将能够(gòu)建(jiàn)立(lì)自己的安全(quán)策略,而不必依赖外部提(tí)供商。它还将使数据能够存储在本地,即在本地。在一个经常发生数(shù)据泄露和网(wǎng)络攻(gōng)击(jī)且数据保护(hù)法规(guī)越来越严格的世界中,安(ān)全角度可能是一个(gè)关键卖点。
有哪些用例?
早期感兴趣的领(lǐng)域是工业物联(lián)网(wǎng)(IIoT)应用程(chéng)序。考虑一下未来(lái)的(de)工厂–通(tōng)常称为工业4.0。传感(gǎn)器将(jiāng)安装(zhuāng)在工(gōng)厂中,以监视环(huán)境(jìng)状况,将其安装在设备上以监视一切正常运(yùn)行并在可能(néng)的问题发生之前识别出任何潜在问题,并在(zài)最终产品(pǐn)上进行质(zhì)量控制和定制(zhì)制造。
所有(yǒu)这些(xiē)数(shù)据(jù)都将被收集和分析,以(yǐ)提供对(duì)工厂运营各个方面的(de)高度详细的(de)了解。具有机器学习能力的机器人(rén)将(jiāng)使用并生(shēng)成更多(duō)数据来制(zhì)造(zào)产(chǎn)品,并在工厂内外运输货物和设备(bèi)。制造业将从装配线转变(biàn)为高(gāo)度定制产(chǎn)品的生产,而工人将流(liú)播增强现(xiàn)实视(shì)频或在虚拟环境中工作。没有5G,这一切都是(shì)不可能的。
关键通信(xìn)行业正(zhèng)在接受3GPP(第三代合作伙伴计划(huá))的标(biāo)准化(huà),LTE的关键任务即按即(jí)说(Mission-Critical PTT)功(gōng)能已开始部署可用于5G的专用(yòng)LTE网络。公共安全机构和铁路运(yùn)营商等组织(zhī)正在将这些网络用于PTT组通信和实时视频监(jiān)视(shì)等应用,而(ér)5G专用网络将在它们的基(jī)础上(shàng)提供有保证的(de)连接(jiē)性并支持更广泛的用途。
5G专用网络可能还会在(zài)偏远且服务欠(qiàn)缺的地方找到家,而这些地方根本无法(fǎ)提(tí)供(gòng)实现(xiàn)5G性能所需的基础架(jià)构。
诸如大学,医院,军事基(jī)地或(huò)交通枢(shū)纽之类的校园环境可以受益于5G专用网络,以满(mǎn)足IoT应(yīng)用程序(xù)所要求(qiú)的要求,例如始终在线的连接性,移动性,安全性和低延迟(chí)。实际上,几乎任何(hé)校园,企业(yè)建筑物(wù)或公共场所(suǒ)都可以成为私有5G网络的候选(xuǎn)人,尤其是在特定区域中公共5G网络部署缓(huǎn)慢或(huò)延迟的情况下。
有哪些挑战?
除(chú)了5G服务才刚刚开始并且网络(luò)切片仍(réng)处于开发阶段这一事实(shí)外,在私有5G网络(luò)成为现实之(zhī)前还有其他(tā)障碍需要克服(fú)。
主要的频谱是频谱,因为当前可(kě)用(yòng)的5G频谱掌握(wò)在移(yí)动运营商手中。
建立自己的网(wǎng)络(BYON)模型可能是答案。事实证明,它在(zài)LTE领域很受欢迎,移动运营商可(kě)以通过它访问(wèn)其频谱,因(yīn)此组(zǔ)织可以建立自己拥有(yǒu),控制和运(yùn)营的专用LTE网络。服务提(tí)供商也参(cān)与其(qí)中,它们通(tōng)常通过与网(wǎng)络基础设施OEM的(de)合作来(lái)提供(gòng)专用于LTE和5G的(de)网(wǎng)络(luò),而这些(xiē)合作伙伴通常是针对特定行业的。
但是,尽管许多专用LTE网络(luò)已支持5G,但MNO并不愿(yuàn)意通过BYON产(chǎn)品放(fàng)弃宝贵的5G频谱(pǔ)。欧洲一些大型MNO已经反对私有5G网络(luò)。运营商将需要大量频谱(pǔ)才能使5G成为现实(shí),并且可能不(bú)愿放(fàng)弃对它的一小部分的控制(zhì)。
也(yě)就是说(shuō),推(tuī)出(chū)5G所需的(de)投资水平意味(wèi)着(zhe)他们将需(xū)要考虑新(xīn)的收(shōu)入来源,而(ér)频谱许可可能就是(shì)其中之(zhī)一。成本必须足够低,对(duì)于希(xī)望使用私有5G网络的组织来说(shuō)具有(yǒu)商业意义(yì),而成本又必(bì)须足够(gòu)高(gāo),以使(shǐ)频谱所有者可以使用。
欧洲监管机构正在考虑为大型私人(rén)用(yòng)户(hù)预(yù)留频谱,尽管(guǎn)目前尚不清楚该频谱是(shì)授权频谱还是非授(shòu)权频谱。如(rú)果是前者,这是用户向监管机构(gòu)租赁频(pín)谱还是监管(guǎn)机构向频谱所有者(zhě)施(shī)加条件的问题?如果是后者,是否需(xū)要对谁可以使用频谱,如何(hé),何时何地使用频谱进行(háng)某(mǒu)种形式的控制?
当然,5G新无线电(5G NR)旨在(zài)优(yōu)化许可频(pín)谱,许可频谱,共享频谱(pǔ)或非许可(kě)频谱以及整个频段的可用频谱(pǔ)。这应该意(yì)味着(zhe)专用5G网络可以使(shǐ)用(yòng)频谱,但(dàn)可能会增加另一层复(fù)杂性(xìng)。
现在(zài)还处于起(qǐ)步阶段(duàn),现在(zài)还无法确定哪种情(qíng)况会(huì)出(chū)现。以(yǐ)上可能(néng)性(xìng)的某种组合可能会支撑私(sī)有5G网络(luò)。
其他问题围绕技术专长,因为任何想要5G专用网络的组织都不太(tài)可(kě)能拥(yōng)有建立和管理5G专用网络的内(nèi)部经验。获取(qǔ)或外包该专有技术可能会增(zēng)加所有最大(dà)的障碍:成本(běn)。仍然未知,但是(shì)我(wǒ)们(men)可以合理(lǐ)地确(què)定私有(yǒu)5G网络不会便宜。
现在在哪?
仍处于起步阶段,但德国引起了特(tè)别的(de)兴趣(qù),德国将(jiāng)“工业(yè)4.0”一(yī)词创造(zào)为一项旨在帮助该(gāi)国(guó)保持在先进制造业前沿的(de)国家计划。汽车,制造,公用事业,航运,化工以及石油和天然气(qì)行业的公司(sī)都(dōu)已表(biǎo)示有兴(xìng)趣向联(lián)邦网络管理局(BNA,负责频谱的(de)德国机构(gòu))运(yùn)营本(běn)地(dì)5G网络(luò)。
2018年夏季(jì),奥迪(大众汽(qì)车的一部分(fèn))与爱立(lì)信(xìn)签署了谅解(jiě)备忘录(MoU),以(yǐ)探索(suǒ)其工厂中5G的使用(yòng)。第一项试验将涉及(jí)使(shǐ)用(yòng)5G控制两个无线控制的生产机器人(rén)。奥(ào)迪(dí)相信5G将使它能够比其现有网络更快,更安全地连接(jiē)制造机(jī)器人和其他设备(bèi),并(bìng)创造一个更加灵活,敏捷的生产环境。目前,它使(shǐ)用Wi-Fi作为其主要的(de)无线技术,而以太网则用于与(yǔ)机器人的(de)大多(duō)数(shù)连(lián)接,但是当机器(qì)人需要快速(sù)移(yí)动(dòng)或实时传输数据时,Wi-Fi会遇到困(kùn)难,并且固(gù)定连接意味着机器人的(de)动作受到限制。但是,完整的5G专用网络不会很快(kuài)出现,并且取决于奥迪能否获得频谱(pǔ)。
爱(ài)立信还(hái)为联合国维持和平特派团建(jiàn)立5G专用网络铺平了道路。在2018年(nián)10月,它获得了为任务提(tí)供4G LTE任务(wù)关(guān)键网(wǎng)络的合同,第一套网络(luò)将于2019年(nián)某个时(shí)候投(tóu)入使用。爱(ài)立(lì)信将提供支持5G的(de)无线电系统(tǒng),以支持(chí)这(zhè)些远程操作。
2018年12月,当3GPP批准了(le)一项将5G NR引(yǐn)入非授权频谱的工作项(xiàng)目时(shí),迈出了(le)一大步。NR-U将成为将(jiāng)于2020年推出的3GPP Release 16规范的一部分。它(tā)将使无需(xū)许可的5G网(wǎng)络的部署就无需与许可的频(pín)谱进行任何连接,因(yīn)此组织将能(néng)够构建具有5G核心的独立5G无(wú)线电(diàn)网络。在自己定义(yì)的区域(yù)内供(gòng)自己使用(yòng)-即专用(yòng)5G网络。
此外,MulteFire联盟(méng)于2018年12月完成了(le)其(qí)规范的第二次迭代,该规(guī)范将(jiāng)于2019年(nián)中公开发布。除了提(tí)高性能之外,版本1.1还(hái)针对物联网进行了优化,并增加了对eMTC-U和NB-IoT以及其他频谱的支持。MulteFire是一(yī)家成立于2015年末的全球性组织,旨在推广MulteFire,这是一种基于LTE的蜂窝技术,可在无执照和共(gòng)享频谱下运(yùn)行。其技(jì)术路线图与3GPP 5G标(biāo)准保持一致,以支持(chí)5G NR和其他下一代技术(shù)。主要的5G制造商支(zhī)持该技术(诺基(jī)亚和(hé)高通是创始成员,爱(ài)立信和英特尔是启动(dòng)成(chéng)员,华为于2016年底加入(rù)),这可能是解(jiě)锁私有(yǒu)5G网络的关(guān)键。
下一(yī)步是什么?
现实情况是(shì),要实(shí)现私有(yǒu)5G网络,还有很长的路要走。早期采用(yòng)者可能是财大气粗,业务案例引人(rén)注(zhù)目的大型组(zǔ)织(zhī),但(dàn)跨行业,企业,公用事业(yè)和公(gōng)共(gòng)部门的私有5G网络仍有(yǒu)机会。
吸收率很可能(néng)取决于公(gōng)共5G网络的推出速度(dù)以及在没有公共5G覆盖的区域中的组织可能决定不等待而(ér)是建立自己的本地网络的位(wèi)置。组织(zhī)的安全需求以及公共5G网(wǎng)络的安全(quán)性将是关键(jiàn)。