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Harrison J. Son
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5G 專網(wǎng)網(wǎng)絡可以通過兩種方式實現(xiàn)。一是部署獨立于移動運營商的公共 5G 網(wǎng)絡。 二是通過共享移動運營商的公共 5G 網(wǎng)絡資源來構建私有 5G 網(wǎng)絡。
1）企業(yè)建立的獨立的 5G 專網(wǎng)（行業(yè) 5G 頻率，完全私有，不共享）
2）移動運營商建立的獨立的 5G 專網(wǎng)（許可頻率，完全私有，不共享）
3）私有網(wǎng)絡和公共網(wǎng)絡之間的 RAN 共享
4）專用和公用網(wǎng)絡之間的 RAN 和控制平面共享
5）專用和公用網(wǎng)絡之間的 RAN 和核心共享（端對端網(wǎng)絡切片）
6）N3 LBO
7）F1 LBO
1
企業(yè)建立的獨立的 5G 專網(wǎng)（本地 5G 頻率，完全私有，不共享）
企業(yè)在園區(qū)/工廠/辦公場所部署全套 5G（gNB，UPF，5GC CP，UDM，MEC）。5G 頻率是本地 5G 頻率，而不是移動運營商的許可頻率。
在這種情況下，企業(yè)通常會建立自己的私有 5G 網(wǎng)絡，但是根據(jù)各國政府的政策，包括移動網(wǎng)絡運營商在內(nèi)的第三方可能會為企業(yè)建立私有 5G 網(wǎng)絡。
企業(yè)可以使用本地 5G 頻率構建自己的 5G 專網(wǎng)，從而擺脫傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡煩惱。此外，5G 技術的超低延遲和超連接功能可創(chuàng)建新的企業(yè)應用程序或優(yōu)化現(xiàn)有應用程序。
由于企業(yè)內(nèi)部有獨立的 5G 網(wǎng)絡全套設備，
1）隱私和安全性：專用網(wǎng)絡與公用網(wǎng)絡物理上分離，提供完整的數(shù)據(jù)安全性（從專用網(wǎng)絡設備生成的數(shù)據(jù)流量，專用網(wǎng)絡設備的訂閱信息和操作信息，僅在企業(yè)內(nèi)部存儲和管理。內(nèi)部數(shù)據(jù)企業(yè)內(nèi)部沒有泄漏到外部）
2）超低延遲：由于設備和應用程序服務器之間的網(wǎng)絡延遲在幾毫秒內(nèi)，因此可以實現(xiàn) URLLC 應用程序服務。
3）建筑物無光纖：無需進行回程以保持本地服務正常運行。5G 服務可以立即提供給沒有光回程鏈路的企業(yè)，例如農(nóng)村地區(qū)的工廠。
4）即使發(fā)生移動運營商的 5G 網(wǎng)絡故障：即使移動運營商的設施燒毀，該公司的 5G 專用網(wǎng)絡也可以正常工作。
缺點是
1）部署成本：普通企業(yè)要自費購買和部署全套 5G 網(wǎng)絡并不容易。特別是對于小型企業(yè)。
2）運營人員：現(xiàn)有的私有網(wǎng)絡運營團隊沒有專門知識來構建和運營 5G 網(wǎng)絡。企業(yè)需要有合適的工程師。
2
由移動運營商構建的獨立 5G 專網(wǎng)（獲得許可的 5G 頻率，完全私有，無共享）
5G 專網(wǎng)網(wǎng)絡架構與 1）相同。與 1）的唯一區(qū)別是，移動運營商使用自己的許可 5G 頻率在企業(yè)中構建和運營 5G 專網(wǎng)。
3 專用網(wǎng)絡和公共網(wǎng)絡之間的 RAN 共享
UPF，5GC CP，UDM 和 MEC 部署在企業(yè)中，并與公共網(wǎng)絡物理隔離。私有和公共網(wǎng)絡之間僅共享企業(yè)內(nèi)部的 5G 基站（gNB）（RAN 共享）。
屬于私有切片（專用網(wǎng)絡）的設備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到企業(yè)中的私有 UPF，屬于公共切片（公共網(wǎng)絡）的設備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到企業(yè)中的 UPF。
移動運營商的邊緣云，諸如內(nèi)部設備控制數(shù)據(jù)，內(nèi)部視頻數(shù)據(jù)等之類的專用網(wǎng)絡流量僅保留在企業(yè)中，而諸如語音和 Internet 之類的公共網(wǎng)絡服務流量則被傳輸?shù)揭苿舆\營商的網(wǎng)絡。
盡管基站不是在物理上而是在邏輯上分開的，但是幾乎很難在 RAN 級別上收集專用網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)信息，因此企業(yè)中專用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的安全性也得到了確認。
專用和專用 5GC CP 和 UDM 內(nèi)置在企業(yè)中，因此企業(yè)中專用網(wǎng)絡設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，可在設備-gNB-UPF-MEC 之間提供超低延遲的通信，使其非常適合使用 URLLC 應用程序的公司，例如自動駕駛和實時機器人/無人機控制。
4 專用網(wǎng)絡和公共網(wǎng)絡之間的 RAN 和控制平面共享
私有和專用 UPF，MEC 內(nèi)置于企業(yè)中。企業(yè)和 5GC CP 中的 5G 基站（gNB），移動運營商邊緣云中的 UDM 在私有和公共網(wǎng)絡之間共享（RAN 和控制平面共享）。gNB，5GC CP 和 UDM 在邏輯上在專用網(wǎng)絡和公用網(wǎng)絡之間是分開的，而 UPF 和 MEC 在物理上是分開的。
屬于私有切片（專用網(wǎng)絡）的設備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到企業(yè)中的私有 UPF，屬于公共切片（公共網(wǎng)絡）的設備的數(shù)據(jù)流量（■）被傳遞到 UPF。諸如內(nèi)部設備控制數(shù)據(jù)，內(nèi)部視頻數(shù)據(jù)等之類的專用網(wǎng)絡流量僅保留在企業(yè)中，而諸如語音和 Internet 之類的公共網(wǎng)絡服務流量則被傳輸?shù)揭苿舆\營商的網(wǎng)絡。像 3）RAN 共享一樣，企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)流量的安全性也很明確。
專用網(wǎng)絡設備和公用網(wǎng)絡設備的控制平面功能（身份驗證，移動性等）由移動運營商網(wǎng)絡中的 5GC CP 和 UDM 執(zhí)行。
也就是說，企業(yè)中的專用網(wǎng)絡設備，gNB 和 UPF 與移動運營商的網(wǎng)絡互通并由其管理（通過 N2，N4 接口）。對于專用網(wǎng)絡設備的操作信息和訂閱信息存儲在移動運營商的服務器中而不是內(nèi)部存儲，可能是一個問題。
由于 UPF 和 MEC 位于企業(yè)中，因此它提供了設備-gNB-UPF-MEC 之間的超低延遲通信，并且適合使用 URLLC 應用程序的公司，例如自動駕駛和實時機器人/無人機控制。
5
專用網(wǎng)絡和公共網(wǎng)絡之間的 RAN 和核心共享（端到端網(wǎng)絡切片）
當僅在企業(yè)內(nèi)部部署 gNB 且 UPF 和 MEC 僅存在于移動運營商的邊緣云中時，就是這種情況。專用網(wǎng)絡和公用網(wǎng)絡共享“邏輯上分開的 5G RAN 和核心”（gNB，UPF，5GC，MEC，UDM）（端到端網(wǎng)絡切片）。
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 gNB。因此，私有 5G 設備與 PC 或本地 Intranet 服務器之類的 Intranet（LAN）設備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，然后再返回到運營商邊緣云中。企業(yè)通過專線與局域網(wǎng)設備進行通信。
另外，為企業(yè)中的 5G 設備提供 5G 應用服務的 MEC 位于遠離設備的移動運營商邊緣云中。在這種體系結構中，取決于企業(yè)（5G 設備）與運營商邊緣云（UPF，MEC）之間的距離，網(wǎng)絡延遲（RTT）可能是一個主要問題。
與需要在企業(yè)內(nèi)部部署 UPF 和/或 5GC CP 的情況 2、3 和 4 相比，此架構為移動運營商建立專用 5G 網(wǎng)絡的成本最低。
但是，企業(yè)在安全性（從專用網(wǎng)絡終端生成的數(shù)據(jù)流量，專用網(wǎng)絡設備的訂閱信息和操作信息）和網(wǎng)絡延遲（專用 5G 設備與 MEC 應用服務器之間以及專用 5G 設備與 Intranet /局域網(wǎng)設備）。
6 N3 LBO：韓國 SK Telecom 的案例
如上面的（a）所示，與情況 5 一樣，在企業(yè)中部署了 gNB。當連接了 CCTV 攝像機或智能手機的設備時，將在 gNB 和 UPF 之間創(chuàng)建 N3 GTP 隧道。這些設備都是公共網(wǎng)絡設備。
如以上（b）所示，企業(yè)引入了 MEC 數(shù)據(jù)平面（非 3GPP 設備，ETSI MEC）和 MEC 應用程序（MEC 應用程序）。移動運營商的協(xié)調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 MEC DP（如果目標 IP 地址是本地網(wǎng)絡-專用 5G 設備，本地有線 LAN 設備，本地 MEC 應用程序服務器-然后是本地爆發(fā)?。?/p>
MEC DP 查看屬于所有從 gNB 發(fā)出的所有 GTP 隧道的數(shù)據(jù)包的目標 IP 地址（GTP Decap），如果用戶 IP 數(shù)據(jù)包是本地流量，則將其路由到內(nèi)部專用網(wǎng)絡。
盡管此方法不是 3GPP 的標準方法，但可以將專用網(wǎng)絡流量與公共流量分開。
與情況 5 相比，專用網(wǎng)絡流量不會傳輸?shù)揭苿舆\營商的網(wǎng)絡，因此專用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的安全性也與情況 3 和 4 一樣清晰。
與第 3 種情況和第 4 種情況不同，通過添加低成本的 MEC DP（實際上是 SDN / P4 交換機）而無需帶來昂貴的費用，可大大降低構建專用 5G 網(wǎng)絡的成本（UPF 是 5G 標準設備中最昂貴的設備） UPF 進入企業(yè)。
此外，由于 MEC 還存在于企業(yè)中并處理 MEC DP 突圍的流量，因此它將能夠提供超低延遲的應用程序服務。
但是，由于 MEC DP 不是 3GPP UPF，因此 MEC DP 無法為專用網(wǎng)絡設備執(zhí)行移動性管理和計費功能。
與情況 4 和 5 一樣，對于企業(yè)來說，將操作和訂閱信息存儲在移動運營商的網(wǎng)絡上而不是公司的專用網(wǎng)絡上是令人不安的。
7 F1 LBO：韓國 KT 案
與情況 6 相同，但不同之處在于僅部署了企業(yè)中的 RU / DU，并且 CU 放置在移動網(wǎng)絡的邊緣云中，并且專用網(wǎng)絡流量是從 F1 接口而不是從 F1 接口本地發(fā)出的 N3 接口。
8 最后，
在任何領域的每種選擇情況下，總會有多種想法。 我們希望首先擁有最漂亮，最令人垂涎的選項。但是在選擇的最后階段選擇哪個選項是“我需要什么？” 和“我有多少錢？”
類似地，上述 5G 專網(wǎng)的架構各有優(yōu)缺點，并且一種架構并非在所有情況下都是最佳的。每個企業(yè)都可以根據(jù)自己的要求和擁有的實施/運營預算來選擇針對其優(yōu)化的體系結構。
本文由周周同學編譯自netmanias的技術博客。作者By Harrison J. Son。
