私有 5G 网络的概念、部署时间及应用场景

专由大型企业使用的私有移动网络并不是什么新鲜概念，但随着超高速 5G 网络的出现，私有网络开始吸引更多人的关注。

随着 5G 移动网络从遥不可及的梦想转向眼前的现实，已经有不少企业开始研究如何利用该技术建立自己的私有 5G 网络，以更好地为物联网等技术筹备必要的基础设施体系。

从本质上讲，私有 5G 网络类似于一种无线局域网，其利用 5G 技术创建具有专用带宽及基础设施的网络，用以满足组织内的连接需求。

根据 Vertiv 公司 EMEA（欧洲、非洲与中东市场）技术总监 Jon Abbott 的介绍，私有网络的概念并不是什么新鲜事物，私有 LTE 网络早已经在不少机构中得到实际应用。

他表示，“5G 的速度提升正是其得到快速普及的根本动力。然而，5G 部署目前仍处于起步阶段。在实际部署当中，我们主要参考标准机构提出的工业 4.0 或者智能建筑等实施模式中的指导方针，其中将 5G 专用网络视为未来的一大基础性组成部分。”

正在起步

由于服务才刚刚开始启动，网络切片等相关技术仍在开发当中，因此我们目前还很难建立起私有 5G 网络。

但是，目前对私有 5G 技术发展最有利的一大推动因素在于行业中的各垂直区域发布了未经许可的频谱，允许制造商借此部署自己的私有 5G、或者说所谓的 4.9G 网络，从而摆脱对运营商的需求。诺基亚公司私有无线网络解决方案营销主管 Stephane Daeuble 表示，他已经在法国、德国、芬兰、瑞典以及美国看到了这种旺盛的需求。

根据设计与工程咨询公司 Altran 技术副总裁 R Ezhirpavai 的说法，北美、特别是美国，在这方面也拥有非常庞大的潜在市场。她指出，“在 CBRS（民间频段无线电服务）频谱推出之后，企业将拥有并启动自己的私有网络，且不再需要通过服务供应商建立私有蜂窝网络。”

但 Daueble 认为，从长远角度看，这样的状况恐怕很难维持下去。他表示，“移动运营商现在已经意识到这一潜在市场，因此更愿意出租自己的频道或者直接向企业客户提供这种私有无线网络。”

私有网络兴起的第二大主要原因在于网络元素的虚拟化。根据无线咨询公司 Vilicom 咨询与解决方案业务负责人 Rui Inacio 所言，软件定义网络（SDN）如今已经成为现实，能够运行在任意商用现成（COTS）服务器之上，从而减少对成本极高的专用硬件的需求。

他指出，“这降低了行业的准入门槛，使得小型 IT 企业中心拿出颠覆整个移动网络世界的创新型产品。”

频谱的挑战

私有 5G 网络运营面临的主要挑战之一在于频谱可用性难题。Child & Child, Globalaw 公司律师 William Charlesworth 表示，目前的频谱资源数量有限，且主要由各大运营商所掌控。事实上，运营商需要大量频谱才能提供有效的服务。

他表示，“他们是否愿意为了私有网络而放弃一定比例的频谱资源，目前还无法判断。但由于建立 5G 体系所需要的投资相当可观，因此各家参与者可能愿意分享频谱以换取私有网络这部分市场收入。”

Charlesworth 还补充称，出于竞争考虑，政府可能需要介入并围绕公有及私有网络间的频谱资源共享问题进行立法。

另一大挑战则是考虑建立与维护私有 5G 网络可能带来的技术要求。他认为，“私有网络的成本至少在起步阶段可能很高，私有网络供应商未必能够负担得起。”

TCS 通信、媒体与技术总裁 Kamel Bhadada 则回应称，企业、电信运营商以及监管机构需要共同努力以解决这些难题。他指出，“举例来说，预计电信企业可能会认真考虑企业使用授权频谱的想法。”

Inacio 表示，要利用协调共享频谱的私有 5G 网络，需要在 RF 规划、网络设计、安装、测试、管理以及运营层面采取更加谨慎的态度。他强调称，“这一切必须由专业的工程公司负责执行。”

他还补充道，私有网络天然具有本地性质。使用稳定频谱的要求之一，就是遏制射频传播以确保专用网络不会成为影响外部网络的干扰源。“出于这样的考虑，虽然保持一致性是个好主意（主要是从用户设备制造商的角度来看），但却并不是什么必要前提。”

测试时间

我们才刚迈入 5G 时代，只有少数设备制造商发布了该项技术培训的商用版本，这意味着 5G 还需要不断推进其开发、测试与部署路线图以发挥全部潜力。根据 Inacio 的说法，目前正在部署的标准版本（非独立配置）只是发展路线图中的第一阶段。

他还补充称，私有网络已经拥有不少有趣的实验室案例，例如由英国政府资助的 5G Testbeds and Trails 计划，以及由大学联盟尝试建立的私有网络体系。

创新企业正在利用这些测试平台开发并测试自己的应用，旨在尽可能利用 5G 方案中的独特功能，例如网络切片、完全“软故障”、面向服务架构以及 Web 服务即 API 等成果。

Inacio 表示，“这些测试将带来大量重要的应用程序开发成果，并有助于在网络架构当中建立一套标准的 5G 功能与特性。这些架构将支持智慧城市、农村网络连接或者智能旅游等多种用例中的软件与硬件开发工作。”

具体用例

私有 5G 网络将拥更高的安全性与隐私性、控制性与灵活，这又将进一步扩大网络切片、高带宽、低成本以及低延迟等优势的实际效果。

因此，根据 TCS 公司的 Bhadada 所言，私有 5G 网络的用例将涵盖诸多领域，其中最重要的无疑是自动化与物联网。

他表示，“私有 5G 网络与制造业具有极高的相关度，并有望建立起新一代工厂体系。”

联网制造要求将装配线上的机器以无线方式接入专用 5G 网络。联网工厂环境能够生成大量数据，而后通过人工智能（AI）等技术获取深层业务洞察见解，并实现预测性维护等强大能力。

Bhadada 指出，“总体来讲，自动化、AI/ML 以及联网流程等发展成果，将使组织在未来几年内更好地转变自身运营体系，充分利用新的机遇、拥抱风险并凭借更广泛的生态系统丰富自身产品。”

另一大重要用例来自海上石油平台。长久以来，这类设施很难实现联网能力，因为从平台到岸边架设网络线缆难度过高。因此，NTT Securtiy 公司首席安全顾问 Majid Ali 表示，石油平台多年来一直处于网速低、连接差的状态。

他补充称，“私有 5G 网络将利用强大的无线传输速度，使这些石油平台得以计算产量、控制本地与中央关键系统、提供更好的通信形式，并快速计算出可能到来的恶劣天气变化。”

私有 5G 网络的另一个有趣用例可能来自战区。Ali 指出，在提供实时与准确信息方面，政府机构与慈善机构一直难以找到理想的解决方案。

Ali 解释道，“由于国家基础设施受到严格限制，私有 5G 网络的出现有望使各类机构将远程 5G 体系部署到世界上饱受战火蹂躏的地区。可以肯定的是，5G 设备将被列入优先部署清单，这些预配置设备在电源接通之后，即可快速提供网络连接。”

未来 18 个月内，5G 技术将如何发展？Ali 认为，一部分组织必定会在部署私有 5G 网络方面表现出巨大的积极性。

“举例来说，大众汽车计划到 2020 年在 122 家工厂中部署 5G，因此未来 12 到 18 个月当中，向供应商提供招标与 5G 测试要求就成了一件大事。到 2020 年底，我相信私有 5G 网络将在不少组织当中变得司空见惯。”

Ezhirpavai 表示，在工业部门方面，大型企业必将拥有自己的私有 5G 网络，毕竟预算与资源对他们都不是大问题。

她总结道，“娱乐、体育、国防、石油钻井平台、矿山以及航空航天等领域都将选择私有 5G 网络。一旦生态系统建立完善，最佳实践指导也规划到位，那么更多小型企业也将迅速跟进。”

原文链接：

https://www.computerweekly.com/feature/Private-5G-networks-Are-they-the-right-choice-for-you