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专题
2021/7/16 14:44

5G行业专网设计与商业模式研究

邮电设计技术  张 涌,王茜硕,杨鸿宾

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘要:5G专网是行业通信接入网的一种重要通信方式,介绍了5G无线专网的应用技术,重点研究了5G无线专网的关键技术、网络规划与设计、安全技术与策略、网络优化等,分析了目前 5G无线专网的场景和应用,根据 5G专网的特点创新提出商业模式并介绍示范应用案例,最后对未来 5G专网技术规模化落地做了展望。

关键词:行业专网;无线专网;5G;应用

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2021.06.013

1、5G行业专网发展

1.1 5G专网是专网的新形态

5G 网络是一种全新的网络架构,它能提供 10 倍于 4G的用户体验速率,其峰值速率高达 20 Gbit/s,空口时延低至1 ms,具有99.999%的超高可靠性,可满足100万每平方千米的连接密度。5G标准对行业应用定义了 mMTC 海量物联和 uRLLC 低时延高可靠等全新场景,推动 5G 由移动互联网时代迈向产业互联网时代。由于传统专网自身技术演进缓慢,建设和运营能力规模效益较差,5G 专网迎合行业客户宽带化、移动化、物联化、多业务融合发展的需求,助力行业数字化转型升级,5G行业专网是5G时代的重要产品。

5G 专网利用 5G 组网、切片和 MEC 边缘计算等技术为客户提供专属覆盖、网络定制、数据隔离、质量保证的基础连接网络,实现大带宽、低时延、安全可靠的数据传输,满足客户生产、办公、管理等应用的通信服务需求。本文通过对 5G 专网网络技术研究,提出 5G技术在行业应用典型组网方案,分析5G专网产品和商业模式,推动5G业务创新应用在行业的商业化应用。

1.2 行业需求驱动的专网建设

5G 时代行业客户对网络的覆盖质量、时延、上行容量等有更高的要求,传统专网在成本及灵活性等方面无法满足需求,5G 专网可解决上述痛点,并为垂直行业深层次赋能,推动行业深层次数字化转型。

5G专网可满足垂直行业对业务多样化、数据安全化、运维自主化日益增长的需求,5G 专网的需求与垂直行业应用场景高度契合,运营商基站站址、通信网络等方面具有先天资源优势,有能力参与并引领5G专网,进而激发出新的产业、新的业态和新的模式。以电力行业专网为例,无线专网建设要求发、输、变、配、用各类设备及人员泛在接入、全程在线,全面感知电网信息和设备状态,全面实现电网末端配用电设备的实时可靠控制,最终实现能源生产和消费的信息互通共享。

以电力场景为例,为满足电力业务终端层万物互联的连接能力,打通输电业务、变电业务、配电业务、用电业务、经营管理等业务场景,5G 电力创新应用重点在现有配电自动化、用电信息采集、分布式电源、电动汽车充电桩等各类业务基础上,逐渐向差动保护、精准负荷控制、实物 ID、移动巡检、机器人巡检、视频监控、AR/VR 运维应用等新兴业务延伸,结合 5G专网网络技术和应用场景划分,从网络性能、业务接入和安全可靠性等维度,设定低时延高可靠、广覆盖大连接、大容量高带宽的3类业务应用场景,以实现各类终端设备的泛在接入、智能化应用。

行业用户的需求普遍呈现多样化,需要针对不同的行业业务需求匹配合理的部署方案。其中,安全要求极高的场景对专频专网有较高的依赖性,而一般场景使用公网专用部署方案可以达到较高性价比。2B的行业需求与这4个因素相关:网络部署区域、安全要求、经济承担能力和业务属性,其中部署范围、安全保障是最重要的影响因素,占比达到70%。针对2B差异化的部署场景,考虑用户安全需求、承担能力及运营商把控能力,并结合无线侧保障技术和核心网部署方案,本文总结出如图 1所示的 7种不同的 5G 行业部署方案来适配不同行业场景,在具体场景使用中可作参考。

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