全球5g专网发展现状与趋势

全球5g专网发展现状与趋势

现在，5g网络已进入增长期，公共通信网络（以下简称公网）正在增长率前所未有地快速发展。在生活中,人们用手机拨打电话、在网页上浏览资讯,借助的都是公网。但随着各行业的应用需求不断变化,有的企业希望可以获得对5G网络的所有控制权、高度的可靠性、安全性、隐私性等,公网无法完全满足这些特定需求。要撬动5GtoB市场,为行业部署5G专网是必然举措。部署5G专网是垂直行业推动5G创新应用、拓展生产效能、提速数字化转型不可或缺的必要手段。5G专网是一种局域网(LAN),是使用5G技术创建的具有统一连接性、优化服务功能和在特定区域内保障通信安全的专用网络,为特定用户在组织、管理、生产、调度等环节提供专业通信服务。g专网发生公众随着经济和社会的发展,以及公共安全事件在全球范围内受到广泛关注,专网通信设备应用日益普及,全球专网通信市场将持续稳步发展。但值得注意的是,专网并不是5G时代才有的概念,早在2G/3G/4G时代专网就已经开始应用,可为何到5G时代,出现了“建专网还是建公网”这样的争论?其原因在于,4G时代之前,因网络自身条件的限制,专网的“技能”未能得到充分发挥。而5G时代大带宽(eMBB)、高可靠低时延(uRLLC)和广连接(mMTC)的特性(尤其是后两者)让万物互联成为了可能,“专网”作用凸显,为传统行业实现“智能化”和“数字化”转型提供了条件。众所周知,5G的最大价值在于toB。工信部前部长苗圩日前表示,5G的应用场景中约20%是toC,80%的应用场景是toB。而要撬动5G的toB市场,就得为行业部署5G专网。咨询机构GrandViewResearch预测,2020年全球5G专网市场规模将达到9.197亿美元,2020年至2027年间的复合年增长率将达到37.8%。并且到2036年,全球5G专网支出将超过5G公网。在公网发展较为成熟的国家,其专网发展也已经取得一定的规模,并产生了较好的经济效益。以欧洲制造强国德国为例,其不仅为5G专网分配了3.7GHz～3.8GHz的专用频段,而且于2019年11月面向企业用户开放了十年期使用权申请,主要用于工业4.0、农业及林业。目前,已有博世、宝马、大众、巴斯夫、汉莎航空等33个公司申请了5G专网频段。在国内,5G专网则主要依托运营商的网络频段建设。例如,通过4.8GHz～4.9GHz的5G频段,中国移动已经与海尔合作建设了智慧工厂、与包钢合作建成了智慧矿山等专网项目;借助中国电信高质量内网,中国航发南方公司企业效率大幅提高;中国联通首例5G跨域物联网专网在三一智矿开通;中国广电国内首个700MHz电力5G专网也已落地陕西。至此,四大运营商5G专网项目均落地开花。值得一提的是,2020年3月24日,工信部印发《关于推动5G加快发展的通知》,提出要组织开展5G行业虚拟专网研究和试点,打通标准、技术、应用、部署等关键环节。国家出台的一系列政策措施,对5G专网落地起到了积极的推动作用。总而言之,对于多数企业而言,5G公网与专网的融合部署可缩短建设周期,进而大大降低成本。市场研究机构IDC预测,到2023年60%的中国1000强垂直行业(如制造、物流等)企业将开展基于5G专网的应用,从而保证数据可控和安全。g专网未专频使用是行业发展的必然选择虽说业内已经意识到5G专网建设的重要性,但5G专网建设还面临不小的挑战。首先是频谱问题,频谱资源是有限的,在大多数国家,主管部门根据行业的需求分配资源;其次,5G专网的组网方式以及MEC、网络切片等技术还处于积极探索阶段,因此网络建设及运维成本较高;再次,5G产业链尚不成熟,工业终端及模组的稳定性有待提升,价格也有一定的下降空间;最后,商业模式和应用案例还比较局限。当前,许多工业企业希望拥有完全独立的网络,很多国家也采取了给行业划分专用频谱资源的做法。与此同时,运营商越来越愿意租用频段给行业客户,以跟上快速发展的市场。不难发现,5G专网进入垂直行业理论上有两大分支:一个是运营商通过网络切片技术,使用UPF分流,将用户的数据直接传送到用户的内网;另一个是国家提供专用的5G频段,用于行业用户自建5G专网。据了解,2020年广东省工信厅印发《关于应对疫情影响进一步促进信息服务和消费的若干政策措施》的通知,提到关于5G专网的内容主要是:建设10个以上5G专网,申请1.4GHz等相关频段在多个重点领域探索5G专网试点应用、5G专网设备研发支持等。广东是国内首个申请用于建设5G专网频段的省份,而在国外,德国、英国、日本为工业用户分配了区域性的5G专用频谱资源,例如德国将3.8GHz频段的部分频率拨发给制造业,日本则将4.6GHz～4.8GHz频段留给5G专用网络。此前,日本富士通宣布其自建的5G专网正式商用,也受到业界的广泛关注。与国外为行业客户提供专用频段的规划不同,中国对5G专网专频持包容审慎的态度。有专家指出,在5G初级阶段行业应用不是很广的情况下,是否可以让行业共同投资建设?中国信息通信研究院副院长王志勤此前表示:“5G频谱可能很难分给单独的一个行业,我们积极探索行业的模式,也积极研究5G行业应用是不是真的需要单独的专用频率,包括必要性、可行性及具体模式。”王志勤发现,欧洲企业在获得频谱以后很难运营5G专用网络,最后网络还是交由运营商建设,这说明5G专网专频尚需多种模式发展。5G的初衷是为了填补行业的“信息鸿沟”,满足行业所需的高可靠、低时延等性能,而网络切片是一个很好的选择。那么5G专网究竟是采用切片技术好还是分配专用频谱好?有业内人士表示,利用运营商的切片技术其实是属于虚拟专网,因为使用的并非是专网频率,尽管在不同切片上,但物理网络,供电、传输系统都是同一个,并不是真正意义上的专网。这种网络未来在面对公共安全、应急指挥、铁路或地铁信号调度等对于安全性要求极高的行业时,能否完全胜任还是未知之数。特别是对于时延和可靠性要求比较高的行业,必须使用专用频率,因为使用切片技术的专网可能无法保障这两个指标。也有人认为,推动基于专有频率的5G专网就会“动了运营商的奶酪”。不过,在笔者看来,5G专网主要用于替代企业内网,而企业内网一直以来并非是运营商的业务营收重点,更何况垂直行业客户选择哪种方式建设5G专网,需要根据自身技术和经济等方面考量。所以,不管是“专频”自建,还是通过网络切片提供服务,对5G专网渗入行业都各有利弊。而且,从工信部发布的《关于推动5G加快发展的通知》来看,国家对于切片和频谱分配建设5G专网都给予支持。g专网部署模式5G在行业的定位不仅是通信管道,更着重于连接、数据的传输和应用,将会与摄像头、AI、工业设备等相结合,发挥更大的应用价值。王志勤表示,5G专网产品最能充分体现5G的优势所在,运营商应充分发挥技术和产业方面的优势,打造5G专网的标准化产品,满足行业客户的需求。当前,从运营模式看,虚拟专网以运营商构建、企业支付使用费用为主,三大电信运营商皆推出自身专网解决方案、专网平台及发展路径。如图1所示,中国移动的5G专网分为优享、专享、尊享3种模式;中国电信的5G专网部署分为致远、比邻、如翼3种模式;中国联通5G专网则分为虚拟专网、混合专网、独立专网3种部署方式。面向toB和toC市场,中国移动采用“核心网独立部署,无线共用为主按需专用,共用传输资源按需隔离”的方式组网,即toB和toC各自独立部署核心网,两者互通满足切片重定向需求;共用传输网络,通过SPN软、硬隔离手段为toB应用按需划分传输资源;整体共用无线,仅在特定需求场景下通过专用基站或划分专用频段的方式提供专用无线资源(如图2所示)。面对市场发展需求,中国电信认为,5G专网服务不仅是一张通信网络,更是一种融合网络、云计算、边缘计算、应用平台全面定制的综合解决方案。中国电信5G定制网是“网定制、边智能、云协同、X随选”融合协同的综合解决方案,目标是为行业客户打造一体化定制融合服务,实现“云网一体、按需定制”(如图3所示)。5G网络演进的趋势是网元虚拟化、架构开放化、编排智能化,这为5G专网服务能力的灵活化、定制化提供了有力的技术保障,中国联通5G专网产品根据不同的应用场景进行定制化设计,提供以5G为核心技术的综合型专网,融合切片、MEC等技术,为行业用户提供具有定制化资源和服务质量保障、业务隔离的精品