如何选择5G专网方案

       5G应用的三大场景中，除eMBB主要面向人网应用外，mMTC和URLLC均属于物联网和工业互联网等行业应用范畴。

       通常，这类应用属于专网需求，典型应用如V2X车联网、机场、工业园区等。

5G专网本义在于特定区域实现网络信号覆盖，并为特定用户提供通信服务，满足特定内容服务商（SP）的商业模式的专业网络。区别于公共网络，5G专网具有差异化的本地服务、可定制化的建网成本、灵活的安全管控、个性化的自服务等诸多特点。为此，有多种出发点来构建5G专网方案，比如从共享程度角度，切片方案可以细化为全共享（软切片）、部分共享（混合切片）、独享（硬切片）。而本文希望从技术大类角度给出多种5G专网方案，以便读者有更广阔的视角，在技术成熟度和网络建设周期之间寻求平衡，满足海内外多种场景的建网需求。

5G标准对专网需求的支撑

       针对5G专网需求，5G LAN（虚拟网）工作组在3GPP R16版本（TR 23.734），定义对非公共网络（NPN：Non Public Network）的支持，目前处于协议标准制定过程中。相应影响的网元有：NG-RAN、AMF、SMF、UPF、UDM/UDR、NEF，相关描述见TR23.501，23.502，23.503。

部署方式

       5G专网，即3GPP R16定义的NPN网络，目的是把5G业务部署在非公共区域，有两种部署方式：

       -独立专网（SNPN：Stand-alone Non-Public Network）

       这种方式是指在机场、园区、政府和企业等非公共区域，由NPN的运营者管理网络，而且不依赖运营商提供网络功能。

       -集成专网功能的公共网络（Public Network Integrated NPN）

       这种方式即运营商网络覆盖非公共区域并满足该区域特殊的网络功能需求，实现集成化的专网功能部署。集成专网功能，使得运营商网络相对复杂，一般采用部署CAG（Closed Access Group）功能来实现。该功能用于阻止未被NPN网络认证的终端用户接入集成NPN的公共网络，以便不新建NPN专网而只升级公共网络情况下，就能为NPN网络用户提供专属服务。

NPN网络和公共网络的互联互通

       对于独立专网建设方式，协议定义专网终端用户如何接入公共网络或专网：当终端用户落在专网区域时，将通过NAS的U面通道（非信任非3GPP接入）接入公共网络的UPF；当终端用户在公共网络漫游时，也通过NAS的U面通道接入专网（见图1）。

             图1   NPN网络和公共网络的互联互通

5G专网方案解析和部署建议

按照5G专网和运营商公共网络的关系，实现专网有以下4种可选择的方案。

-独立非公共网络（SNPN）

3GPP R16标准在制定中。无线、核心网以独立网络实现专网功能，定义SNPN ID，提供接入控制、网络和小区选择等功能，但需要SNPN商用终端。

-集成专网功能的公共网络（非切片）

3GPP R16标准在制定中。无线和核心网要升级支持CAG功能，而且需要支持CAG功能的商用终端。

-集成专网功能的公共网络（切片）

3GPP R15定义的网络切片功能，并在R16有更新。网络切片不提供接入控制功能，对网络侧性能有影响。

-网络共享（MOCN）

从运营商角度，如果希望把专网纳入公共网络，实现对行业网络的控制，以及实现建网和未来运营利益最大化，网络共享方式是适宜的选择。和LTE的网络共享标准不同的是，3GPP R15标准只定义MOCN（Multi-Operator Core Network）一种方式，R16标准的Release版本在2020年二季度冻结，没有GWCN（Gateway Core Network）方式，也未见制定其他方式的计划。

表1是5G专网的多种方案比较分析。没有一种方案完美满足各种需求，需要行业客户根据自身要求，如预算、建网经验和运维团队现状等因素，判断哪种方案更适合。

       综合而论，NPN网络协议制定没有完成，且商用终端可用有待时日，不是近期建设5G专网可行的方案，长期可关注；切片方案对性能有影响，除非无线独立建设或频段分开，否则不建议作为近期方案的首选。

       综上所述，近期5G专网的部署建议总结如下：

-如果适合集成方式来部署专网，最合适的选择仍然是MOCN方式，部署快速，技术成熟，无终端依赖性；

-当独立部署无线和核心网，包括下沉核心网的媒体面网元，用于覆盖专有区域，并且设备环境适合通用核心网产品部署时，切片方案或是最佳选择。

未来展望

       3GPP 5G规范定义NPN，即5G专网，然而行业市场早在2G时代就存在大量的专网需求并部署了大量的通信私网，其中包括大量的行业应用和各式各样的通信终端，涉及性能、开通、灵活定制、SLA需求、安全内网、智能操控、自服务和服务集成等众多内在要求。如果依据5G专网新标准进行翻天覆地的改造，恐难以满足各行业的实际情况，因此，需要从一般的5G SA网络出发，考虑如何构建适合行业市场现状的多种5G专网方案。

       一般认为对于2C市场而言，客户要的不是网络，而是服务，但行业客户所需的服务有特殊性，网络有专属性，这是2B市场纷繁复杂、千差万别的根源。如何基于5G通用网络构建本地化的专网，实现建网投资的低成本与灵活定制的高成本之间的均衡，或是5G网络建设发力2B市场的真正挑战。