張力方，程奧林，趙雪聰，肖曉麗（中國聯(lián)通智網(wǎng)創(chuàng)新中心，北京 100048）

1 5G專網(wǎng)概況

1.1 5G專網(wǎng)業(yè)務(wù)需求

隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級持續(xù)加速，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日趨豐富，行業(yè)用戶對運營商網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)需求持續(xù)升級。

不同的5G 行業(yè)應(yīng)用對業(yè)務(wù)需求各異，例如，移動辦公、媒體保障、金融服務(wù)、智慧巡檢等場景具有廣域服務(wù)及中小企業(yè)移動∕無線云聯(lián)等低成本專網(wǎng)需求；智慧警務(wù)、智慧園區(qū)、工業(yè)制造、交通物流、體育場館等場景對數(shù)據(jù)隔離性和業(yè)務(wù)時延要求較高；礦井、油田、碼頭、核電、風(fēng)電、工業(yè)制造等地理區(qū)域封閉場景對數(shù)據(jù)本地化要求極高、自主運維管控訴求強。需要通過對5G專網(wǎng)進行靈活組網(wǎng)及配置，為不同的場景應(yīng)用提供定制化解決方案，以滿足差異化服務(wù)需求。業(yè)務(wù)指標(biāo)如表1所示。

表1 5G業(yè)務(wù)指標(biāo)要求

1.2 標(biāo)準(zhǔn)化工作進展

傳統(tǒng)專網(wǎng)主要基于有線或Wi-Fi 技術(shù)，但存在有線專網(wǎng)移動性差、Wi-Fi 技術(shù)易受干擾等痛點，無法滿足高安全高可靠的業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，5G專網(wǎng)應(yīng)運而生。

5G 技術(shù)作為一種新興的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，致力于滿足各垂直行業(yè)的應(yīng)用需要。5G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在3GPP R15、R16、R17 版本均有定義，目前R15、R16 標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)凍結(jié)，R17標(biāo)準(zhǔn)計劃將在2022年7月凍結(jié)。

R15 主要對增強移動寬帶（eMBB）和超可靠低延遲通信（URLLC）進行了規(guī)范，重點面向eMBB 場景。通過更大的子載波間隔、非時隙調(diào)度、基于CBG 的反饋及重傳等技術(shù)來降低空口時延，并通過PDCP 復(fù)制傳輸、增強數(shù)據(jù)與控制信道的傳輸系統(tǒng)參數(shù)等技術(shù)來提升傳輸可靠性。

R16 聚焦URLLC 場景，如工廠自動化、交通工業(yè)、電力分配低時延等，支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)、非公共網(wǎng)絡(luò)、非授權(quán)頻譜、5G LAN 等。通過上行資源復(fù)用機制、上行配置授權(quán)增強、調(diào)度及HARQ 增強、PDCCH 增強等技術(shù)來進一步增強uRLLC，并引入多種5G空口定位技術(shù)來提高定位精度。

R17 將更加全面地面向垂直行業(yè)，重點研究NBIoT∕eMTC 以及天地一體化的網(wǎng)絡(luò)能力建設(shè)。通過INACTIVE 態(tài)下小數(shù)據(jù)包傳輸、NR Sidelink 增強等技術(shù)支持輕量化的海量機器通信，并進一步提高邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片、定位精度等基礎(chǔ)能力。

2 5G專網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

5G 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在能源、工業(yè)、醫(yī)療、政務(wù)等多個領(lǐng)域進行了部署和應(yīng)用，但無法完全滿足特定行業(yè)應(yīng)用的低時延、安全隔離等更高要求。3GPP標(biāo)準(zhǔn)進一步增強了5G 與行業(yè)的融合，利用網(wǎng)絡(luò)切片、MEC、5G LAN 及5G TSN 等關(guān)鍵技術(shù)，為行業(yè)客戶提供定制化5G 專網(wǎng)，滿足各行業(yè)客戶對專網(wǎng)的差異化需求。

2.1 網(wǎng)絡(luò)切片

網(wǎng)絡(luò)切片是一種按需組網(wǎng)方式，在基礎(chǔ)設(shè)施上分離出多個虛擬的端到端網(wǎng)絡(luò)，以適配各種各樣類型的應(yīng)用。5G 端到端網(wǎng)絡(luò)切片功能架構(gòu)如圖1 所示。端到端網(wǎng)絡(luò)切片包含多個子切片：核心網(wǎng)切片、傳輸切片和無線切片。每個子切片可以單獨管理，子切片不能提供單獨的網(wǎng)絡(luò)功能。其中無線網(wǎng)切片技術(shù)提供了基于切片的頻段、RB 資源、優(yōu)先級配置等隔離保障手段；傳輸網(wǎng)切片技術(shù)實現(xiàn)了軟、硬管道的保障；核心網(wǎng)切片技術(shù)實現(xiàn)了C∕U 分離、云化服務(wù)化、切片業(yè)務(wù)能力以及能力開放等。

圖1 5G端到端切片功能架構(gòu)

2.2 MEC邊緣計算

多接入邊緣計算核心是開放的分布式平臺，在網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近數(shù)據(jù)源就近提供網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲及應(yīng)用服務(wù)，滿足行業(yè)專網(wǎng)在連接、實時、數(shù)據(jù)優(yōu)化、智能和安全的訴求。圖2為MEC 組網(wǎng)架構(gòu)，其中MEC 部署在重要匯聚機房組成MEC 資源池，UPF 和MEP 共部署。UPF 按分流策略提供業(yè)務(wù)分流能力，MEP 進行路由分發(fā)、應(yīng)用注冊管理、vFW 等服務(wù)，此外，MEC 資源池可部署企業(yè)5G新業(yè)務(wù)應(yīng)用。

圖2 MEC組網(wǎng)示例架構(gòu)

5G 專網(wǎng)通過將MEC 邊緣計算服務(wù)器部署在用戶本地園區(qū)、辦公大樓內(nèi)部，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器下沉至本地，實現(xiàn)敏感數(shù)據(jù)不出園區(qū)、涉密數(shù)據(jù)不出大樓，保障用戶的數(shù)據(jù)安全。通過計算卸載技術(shù)、無線數(shù)據(jù)緩存技術(shù)和基于軟定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）的本地分流技術(shù)，MEC 能夠有效提高計算處理和數(shù)據(jù)傳輸效率，縮短網(wǎng)絡(luò)對終端用戶的響應(yīng)時間，保證終端用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的連續(xù)性，大幅度降低核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量壓力，提升終端用戶的服務(wù)體驗。

2.3 5G LAN

5G LAN 又稱5G 局域網(wǎng)，是一種基于運營商的5G網(wǎng)絡(luò)與授權(quán)頻段提供私有化移動LAN 服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。3GPP 在R16 階段定義了5G LAN 技術(shù)，旨在解決傳統(tǒng)行業(yè)無線專網(wǎng)的接入鏈路可配置能力差、專網(wǎng)部署不靈活等問題。5G LAN 內(nèi)部能夠保證用戶園區(qū)內(nèi)移動性，實現(xiàn)點對點、一點對集群等多種通信方式，并允許限定的終端組在該交換環(huán)境內(nèi)進行基于Ethernet 或IP的P2P通信，以支持車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、企業(yè)辦公、家居等場景。

5G LAN 能夠向客戶提供L3 層VPN 服務(wù)（IP VRF轉(zhuǎn)發(fā)）以及L2 層LAN 服務(wù)（Ethernet 局域網(wǎng)），同時5G LAN 也支持用戶移動性，支持細分子網(wǎng)以及基于子網(wǎng)的管理能力。這些特性有助于解決傳統(tǒng)行業(yè)客戶專網(wǎng)中存在的問題。5G LAN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖3 所示，通過5G 網(wǎng)絡(luò)用戶面模擬L2 以太網(wǎng)傳輸實現(xiàn)用戶面L2∕L3交換，在同一5G 控制面控制域內(nèi)或跨域5G 控制面之間，通過用戶面切換或GTP-U 隧道的方式實現(xiàn)專網(wǎng)內(nèi)部私有通信。5G LAN內(nèi)部采用動態(tài)組播和廣播技術(shù)，支持終端動態(tài)加入LAN 組組播，本地5G LAN 可以動態(tài)生成路由表，支持以太網(wǎng)層二本地交換。

圖3 5G LAN組網(wǎng)架構(gòu)

2.4 時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）

時間敏感網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層二技術(shù)實現(xiàn)信息的可靠傳輸，通過集中管理和協(xié)調(diào)調(diào)度確保實時應(yīng)用的可靠性能。R16 5G 標(biāo)準(zhǔn)可與現(xiàn)有有線時間敏感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交互工作。如圖4 所示，5G 系統(tǒng)定義了用于與時間敏感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)交互工作的適配器，可將時間敏感網(wǎng)絡(luò)的配置映射到5G服務(wù)質(zhì)量框架中，通過報頭壓縮實現(xiàn)以太網(wǎng)幀的高效傳輸。此外，5G系統(tǒng)時間可為工業(yè)設(shè)備提供微秒級的精確同步。TSN技術(shù)可廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、運輸、公用事業(yè)和制造業(yè)等行業(yè)。

圖4 時間敏感網(wǎng)絡(luò)與5G系統(tǒng)交互示意圖

3 5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G 專網(wǎng)指應(yīng)用運營商5G 授權(quán)頻段，在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋，為特定用戶在組織、指揮、管理、生產(chǎn)、調(diào)度等環(huán)節(jié)提供通信服務(wù)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)5G專網(wǎng)的實現(xiàn)方式分為虛擬專網(wǎng)、混合專網(wǎng)和獨立專網(wǎng)。

3.1 虛擬專網(wǎng)

5G 虛擬專網(wǎng)指基于運營商5G 公眾網(wǎng)絡(luò)資源，利用端到端切片及QoS 技術(shù)，為客戶提供一張時延和帶寬優(yōu)先保障、與公眾網(wǎng)絡(luò)普通用戶數(shù)據(jù)隔離的虛擬專有網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供特定的SLA 保障。5G 虛擬專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖5所示。

圖5 5G虛擬專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.1.1 優(yōu)勢

5G 虛擬專網(wǎng)具備低成本、隔離性、靈活性高等優(yōu)點。

a）低成本：共享公網(wǎng)設(shè)備資源，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低。

b）隔離性：通過切片技術(shù)可實現(xiàn)業(yè)務(wù)間的安全隔離。

c）靈活性高：靈活簽約專屬切片，建設(shè)周期短，可快速提供專網(wǎng)服務(wù)。

3.1.2 應(yīng)用場景

虛擬專網(wǎng)能夠滿足有一定數(shù)據(jù)安全、業(yè)務(wù)質(zhì)量及隔離性的業(yè)務(wù)需求，適用于智慧城市、智慧景區(qū)、新媒體、高端小區(qū)及辦公、智能交通（含自動駕駛）等廣域?qū)＞W(wǎng)應(yīng)用場景。

3.2 混合專網(wǎng)

混合專網(wǎng)以5G 數(shù)據(jù)分流技術(shù)為基礎(chǔ)，通過靈活定制無線基站和控制網(wǎng)元，為客戶構(gòu)建一張增強帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)。

混合專網(wǎng)用戶可根據(jù)需要進行共享基站或?qū)Ｓ谢镜撵`活部署；數(shù)據(jù)面UPF 下沉到園區(qū)，客戶可直接訪問MEC 平臺和自建數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地卸載和處理。5G混合專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖6所示。

圖6 5G混合專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.2.1 優(yōu)勢

5G 混合專網(wǎng)具備較低成本、數(shù)據(jù)本地化、低時延等優(yōu)點。

a）較低成本：與公網(wǎng)共用5GC 控制面，僅UPF 部署于園區(qū)，節(jié)約建設(shè)成本。

b）數(shù)據(jù)本地化：UPF 用戶面下沉，數(shù)據(jù)分流卸載及處理本地化，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出園區(qū)。

c）低時延：UPF網(wǎng)元本地部署實現(xiàn)低時延響應(yīng)。

3.2.2 應(yīng)用場景

混合專網(wǎng)能夠滿足較高安全、較高數(shù)據(jù)隔離的業(yè)務(wù)需求，適用電力、工業(yè)制造、交通物流等局域開放的應(yīng)用場景。

3.3 獨立專網(wǎng)

5G 獨立專網(wǎng)利用5G 組網(wǎng)、切片和MEC 邊緣計算等技術(shù)，采用私有化部署無線設(shè)備和核心網(wǎng)一體化設(shè)備，為客戶構(gòu)建一張增強帶寬、低時延、物理封閉的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與公網(wǎng)數(shù)據(jù)完全隔離，且不受公網(wǎng)變化影響。

獨立專網(wǎng)的無線基站獨立部署，實現(xiàn)無線信號全覆蓋；核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元與大網(wǎng)共用，UPF、AMF、SMF網(wǎng)元進行私有化部署，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，企業(yè)專網(wǎng)與公眾網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)端到端完全隔離。5G 獨立專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖7所示。

圖7 5G獨立專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.3.1 優(yōu)勢

5G 獨立專網(wǎng)具備高安全、超低時延、高可靠等優(yōu)點。

a）高安全：與公網(wǎng)隔離，數(shù)據(jù)安全有保障。企業(yè)數(shù)據(jù)流量、訂閱信息、設(shè)備操作信息均在企業(yè)內(nèi)網(wǎng)存儲和管理，不經(jīng)公網(wǎng)上云。

b）超低時延：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均在本地下沉部署，大大縮短由于公網(wǎng)路由和光纖傳輸帶來的傳輸及節(jié)點處理時延。

c）高可靠：全下沉式專網(wǎng)可以看做是公網(wǎng)場景的容災(zāi)，即使運營商的5G 網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，也不會影響下沉式專網(wǎng)，5G專用網(wǎng)絡(luò)也能正常工作。

3.3.2 應(yīng)用場景

獨立專網(wǎng)能夠滿足低時延、大帶寬、本地化、高安全、高隔離需求的業(yè)務(wù)需求，如礦井、油田、軍隊、碼頭等局域封閉的應(yīng)用場景。

4 5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及部署方案

4.1 整體設(shè)計原則

制定5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和部署方案，應(yīng)整體考慮專網(wǎng)的安全性、可用性、可靠性、兼容性原則，合理選擇專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)方案。

a）安全性：關(guān)注網(wǎng)元和業(yè)務(wù)層的隔離。獨立專網(wǎng)在物理上完全與公網(wǎng)隔離；混合專網(wǎng)提供的獨享資源滿足業(yè)務(wù)獨占要求，不與其他業(yè)務(wù)或其他用戶共享，非獨享資源要通過切片進行業(yè)務(wù)隔離；虛擬專網(wǎng)通過軟切片或DNN等技術(shù)實現(xiàn)軟隔離。

b）可用性：通過切片和端到端QoS 為不同的業(yè)務(wù)提供不同的資源保障，以滿足差異化應(yīng)用服務(wù)需求。

c）可靠性：根據(jù)業(yè)務(wù)可靠性容忍度，按需進行端到端可靠性技術(shù)選擇，對于高于99.99%的業(yè)務(wù)建議引入無線可靠性增強技術(shù)和5GC災(zāi)備技術(shù)。

d）兼容性：采用5G 專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和5G CPE∕模組解耦的原則，標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議及多廠家接入對接，以適應(yīng)業(yè)務(wù)多樣化。

4.2 網(wǎng)絡(luò)部署方案設(shè)計

5G 專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部署方案設(shè)計應(yīng)重點關(guān)注資源隔離、時延抖動、帶寬保障及接入用戶等關(guān)鍵指標(biāo)，滿足不同行業(yè)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的差異化需求。

4.2.1 資源隔離設(shè)計

5G 專網(wǎng)的資源隔離主要通過網(wǎng)絡(luò)切片來實現(xiàn)，通過網(wǎng)絡(luò)切片實現(xiàn)完全或部分、邏輯和或物理上隔離。

物理隔離是指基于網(wǎng)絡(luò)切片通過不同的機架，不同的硬件、位置等實現(xiàn)物理分離。無線網(wǎng)采用獨立頻段，傳輸采用FlexE∕SPN 管道，核心網(wǎng)通過DC隔離、DC內(nèi)硬件隔離或?qū)Ｓ肬PF硬件隔離。

邏輯隔離是指網(wǎng)絡(luò)層在邏輯上實現(xiàn)分離。無線網(wǎng)采用共享RB、獨享RB，傳輸采用VPN 管道，核心網(wǎng)通過虛擬網(wǎng)絡(luò)功能或切片標(biāo)識實現(xiàn)隔離。虛擬網(wǎng)絡(luò)功能隔離是通過將某些VNF 專用于某個網(wǎng)絡(luò)切片客戶來實現(xiàn)核心網(wǎng)資源隔離的，切片標(biāo)識隔離的核心網(wǎng)網(wǎng)元共享，通過切片標(biāo)識區(qū)分不同客戶的切片資源。

按照切片之間的資源共享和獨享程度，可以分為完全共享、部分獨享、完全獨享。這3種隔離類別及隔離技術(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系如表2所示。

表2 資源隔離選型

4.2.1.1 無線網(wǎng)方案

無線切片隔離方案主要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片在NR 部分的資源隔離和保障。根據(jù)業(yè)務(wù)的資源利用率和隔離要求，分為共享頻段且切片共享RB 資源、共享頻段且切片獨享RB資源、獨立頻段。

a）共享頻段且切片共享RB 資源：采用切片級的優(yōu)先級調(diào)度，實現(xiàn)對不同切片數(shù)據(jù)的軟隔離。該方案適用于普通切片場景，無特殊無線保障需求。

b）共享頻段且切片獨享RB 資源：采用空口資源的接納控制，對不同切片分配預(yù)留一定比例的空口資源，提供共享資源給各切片臨時占用，并通過接納控制實現(xiàn)切片數(shù)據(jù)的軟隔離。針對某些特殊場景，為了避免和人工或者普通切片競爭RB 資源，需要特殊無線資源保障，選擇獨享RB資源。

c）獨立頻段：采用劃分專用頻段實現(xiàn)數(shù)據(jù)物理硬隔離，針對安全性要求高的業(yè)務(wù)需求，若獨享RB 無法滿足則考慮選擇獨立頻段。

4.2.1.2 承載網(wǎng)方案

傳輸隔離主要考慮VPN 隔離和FlexE∕SPN 隔離2類方案。

a）VPN 隔離：使用現(xiàn)網(wǎng)交換機進行軟隔離，也可以在FlexE∕SPN 基礎(chǔ)上再劃分VPN。該方案適用于一般性帶寬業(yè)務(wù)的邏輯隔離。

b）FlexE∕SPN 隔離：通過支持FlexE∕SPN 的交換設(shè)備實現(xiàn)FlexE 硬隔離。對于時延、抖動要求高，或者安全隔離要求高的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)VPN 無法滿足要求時，建議使用FlexE∕SPN硬隔離。

4.2.1.3 核心網(wǎng)方案

核心網(wǎng)隔離可分為5GC 共享、5GC 部分獨享、5GC完全獨享3類。

a）5GC 共享：5GC 所有的網(wǎng)元均可共享給多個切片業(yè)務(wù)。通常適用于普通業(yè)務(wù)，對于安全隔離性無任何特殊需求。

b）5GC 部分獨享：通過共享部分網(wǎng)元功能、少量網(wǎng)元功能獨占專享的方式，在安全隔離性需求和成本之間做到最佳平衡。典型的5GC部分獨享場景包括：

（a）UPF 獨享，5GC 控制面共享，用于港口等用戶面下沉，數(shù)據(jù)不出園區(qū)場景。

（b）SMF、UPF獨享，5GC控制面其他網(wǎng)元共享，相比僅UPF獨享場景在會話能力上進一步增強。

c）5GC 完全獨享：建設(shè)一張完整的行業(yè)專用核心網(wǎng)，安全隔離性最好。僅適用于需要超高安全隔離性而對成本不敏感的特殊行業(yè)。典型的5GC 完全獨享場景包括：

（a）DC 隔離：將5GC 建設(shè)在和其他5GC 不同的DC。

（b）DC 內(nèi)硬件隔離：同一個DC 內(nèi)，將5GC 建設(shè)在和其他5GC不同的硬件資源池。

（c）共享硬件：同一個DC 內(nèi)，將5GC 建設(shè)在和普通行業(yè)5GC相同的硬件資源池。

4.2.2 時延抖動設(shè)計

端到端時延由無線、傳輸、核心網(wǎng)3 部分組成，從無線接入到UPF 轉(zhuǎn)出，主要是指用戶面時延。時延、抖動設(shè)計選型如表3所示。

表3 時延、抖動設(shè)計選型

4.2.2.1 無線網(wǎng)方案

無線時延調(diào)整主要是通過基站覆蓋調(diào)優(yōu)，使覆蓋盡量靠近基站的主要覆蓋區(qū)域內(nèi)，避免在邊緣覆蓋處信號減弱導(dǎo)致時延過長、抖動增加。

4.2.2.2 承載網(wǎng)方案

影響傳輸時延的因素主要有傳輸路徑的長度、傳輸管道類型2 部分，需根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求進行傳輸管道類型選擇。VPN和FlexE∕SPN管道性能參數(shù)如下。

a）VPN：單設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時延高達數(shù)微秒。

b）FlexE∕SPN：單跳設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時延為1～10 μs，與相比VPN方式，抖動也大幅降低。

4.2.2.3 核心網(wǎng)方案

調(diào)整核心網(wǎng)時延主要通過調(diào)整UPF 部署位置，減少傳輸路徑。

a）如果時延要求＜20 ms，UPF 需要部署在靠近基站的邊緣DC。

b）如果時延要求＜50 ms，UPF 可以根據(jù)傳輸?shù)墓艿滥芰?，考慮部署在省級或者市級機房。

4.2.3 帶寬保障設(shè)計

最大帶寬限制可考慮在無線、承載、核心網(wǎng)3個域中的1個域進行控制，比如在傳輸?shù)墓艿乐羞M行配置，限定最大管道帶寬。帶寬保障選型如表4所示。

表4 帶寬保障選型

4.2.3.1 無線網(wǎng)方案

對于大帶寬保障需求，無線網(wǎng)可通過QoS、預(yù)留RB資源、配置獨占RB資源、專站專頻等方式對用戶帶寬進行保障，上行大帶寬則需考慮靈活采用上行占比高的幀結(jié)構(gòu)。

a）QoS 帶寬保障：可以設(shè)定無線切片級別的保障速率和最大速率以及引入切片后的優(yōu)先級調(diào)度對帶寬進行保障。

b）預(yù)留RB 資源：根據(jù)帶寬、流量需求，設(shè)定部分預(yù)留RB的資源比例。

c）獨占RB 資源：根據(jù)帶寬、流量需求，設(shè)定獨占RB的資源比例。

d）專站專頻：獨立建站，選定專用載頻的容量，根據(jù)行業(yè)業(yè)務(wù)需求，選定專用基站的容量。

4.2.3.2 承載網(wǎng)方案

承載網(wǎng)部署時，需根據(jù)業(yè)務(wù)容量需求檢查傳輸管道的容量是否滿足新增業(yè)務(wù)的需要，如不滿足，則需新開VPN通道或FlexE∕SPN硬管道。

a）配置VPN 通道帶寬：新開通VPN 通道，根據(jù)業(yè)務(wù)容量配置相應(yīng)的帶寬。

b）配置FlexE∕SPN 硬管道帶寬：新開通FlexE∕SPN通道，根據(jù)業(yè)務(wù)容量配置相應(yīng)的帶寬。

4.2.3.3 核心網(wǎng)方案

核心網(wǎng)部署時，主要考慮UPF 是否能夠支持業(yè)務(wù)需求。對于虛擬專網(wǎng)，需考慮共享UPF 容量是否滿足需求；對于混合專網(wǎng)和獨立專網(wǎng)，需考慮新建UPF 規(guī)格及業(yè)務(wù)帶寬需求。

a）UPF 的容量：UPF 能力需滿足所承載的所有切片帶寬處理能力之和，如不滿足，需進行擴容。

b）UPF 規(guī)格：如一個切片使用多個UPF 時，需要所有的UPF 的處理能力之和滿足最大帶寬要求；如果一個UPF 服務(wù)多個切片時，UPF 需滿足多個切片的最大帶寬之和。

4.2.4 接入用戶設(shè)計

可根據(jù)最大終端數(shù)、最大并發(fā)會話數(shù)以及用戶密度等對切片配置來設(shè)計接入用戶數(shù)。主要涉及無線、核心網(wǎng)的資源容量，具體如表5所示。

表5 用戶數(shù)、會話數(shù)選型

4.2.4.1 無線網(wǎng)方案

無線網(wǎng)部署時，需要評估覆蓋區(qū)域的用戶數(shù)、會話數(shù)以及基站資源情況，包括基站支持接入的并發(fā)用戶數(shù)、會話數(shù)、帶寬等。

a）檢查無線資源：根據(jù)行業(yè)應(yīng)用的用戶數(shù)、會話數(shù)需求，對無線基站資源進行評估。

b）配置無線RB 資源比例：對于預(yù)留RB 資源，或者獨占RB 資源的資源隔離場景，根據(jù)行業(yè)業(yè)務(wù)需要確訂單基站用戶數(shù)、會話數(shù)以及帶寬等參數(shù)，綜合評估設(shè)定無線基站資源的比例。

c）配置無線資源：對于獨立載頻場景，需要根據(jù)每基站的覆蓋范圍、用戶數(shù)、會話數(shù)、帶寬等參數(shù)，選擇無線基站的規(guī)格配置無線資源。

4.2.4.2 核心網(wǎng)方案

通過系統(tǒng)用戶數(shù)來計算和規(guī)劃核心網(wǎng)控制面的資源。

a）核查切片的核心網(wǎng)控制面容量：新增切片，切片共用的核心網(wǎng)控制面設(shè)備，則需要檢查核心網(wǎng)AMF、SMF、UDM等網(wǎng)元的容量。

b）配置切片的核心網(wǎng)控制面容量：針對行業(yè)用戶數(shù)、會話數(shù)需求，配置核心網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)備的容量。

c）配置切片的UPF 規(guī)格：根據(jù)并發(fā)用戶數(shù)、處理能力以及UPF 的商用規(guī)格配置要求進行UPF 規(guī)格配置。

5 結(jié)束語

5G 專網(wǎng)作為5G 賦能垂直行業(yè)的核心方案之一，借助網(wǎng)絡(luò)切片、MEC、5G LAN 及5G TSN 等關(guān)鍵技術(shù)，為行業(yè)客戶提供定制化5G服務(wù)，賦能行業(yè)數(shù)字化發(fā)展新變革。通過靈活選擇獨立專網(wǎng)、混合專網(wǎng)和虛擬專網(wǎng)3 種組網(wǎng)方式，以及對資源隔離、時延抖動、帶寬流量及接入用戶等關(guān)鍵指標(biāo)的設(shè)計，滿足行業(yè)專網(wǎng)客戶差異化需求。