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5G私网:与狼共舞的运营商

 4 years ago
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5G时代来临,看似迎来了无数机遇,背后却也隐藏着各家的暗流涌动。在这个快节奏的淘金时代,各行各业都在追求更优质的性能服务,以期提供优质的客户体验。整个行业对可靠性、安全性、低时延等要求的不断提高,5G私网开始出现,并有可能成为一种主流的业务模式。(私网的更多概念介绍详见《5G私网“乘车论”:公共交通OR专属座驾?》)

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5G时代,电信运营商仍是这场游戏的资深玩家,但隐藏的变数一直存在,很多厂商希望自己的网络私密性高,拥有符合自身特性的网络服务,而非完全依赖于运营商所提供的网络。垂直行业厂商作为入局的新玩家,很有可能改变这场游戏的走向。

汽车厂商对5G私网就表现出了很大的兴趣,他们想要在自家工厂产线部署以及运作5G私网,以便更好地实现自动驾驶汽车。德国汽车BMW已经向德国联邦网络局提出自建5G私网的意愿,另一家汽车品牌梅赛德斯-奔驰和Telefonica、爱立信合作搭建了全球首个用于汽车生产的5G网络。除汽车厂商外,其他的垂直行业厂商也在蠢蠢欲动,对5G私网的兴趣日益增长。

目前5G私网主要有两种建设方式,一种是完全私有专网,另一种是私有接入网。

完全私有专网

完全私有专网是指企业自己获得监管机构颁发的专用频谱牌照,这在很大的程度上保障了一些专有网络服务的安全可靠性。像电力、民航、铁路、公安等安全性要求高的很多行业都自行部署过专网。

企业想要建立完全私有专网首先要先获取到频谱资源,然后还要拥有基站、核心网等整套网络资产,在建网过程中投资的成本很高,对企业的自身实力也有着一定的要求。但通过此方式建立的私网隔离好,可以不依赖于运营商来提供自己所需的服务。

私有接入网

私有接入网是指企业租用运营商频谱、核心网,在运营商帮助下搭建5G私网。

完全私有专网对企业实力有着一定的硬性要求,且专用频谱难以获取,因此大部分企业还是选择私有接入网。通过私有接入网建立5G私网,企业只需拥有接入网资产,购买基站部署接入网,然后去租用运营商的频谱、核心网等现有网络资产,其他的建网运营都交由运营商去协作,这样大大减少了企业的资金投入。

私有接入网方式大大降低了企业建网的门槛,而且企业租用运营商的网络资产也会给运营商带来一定的收入,对于企业和运营商两方来说是一件共赢的事情。

频谱难题

建立私网不是一件容易的事,企业能否建立5G私网,最重要的还是频谱的获取。众所周知,频谱资源是有限的,并非随需随得,因此除了专用频谱外,共享频谱和非授权频谱也可以帮助企业获得频谱资源。

  • 共享频谱是一种“轻授权”的频谱使用方式,一些国家监管机构会出台一些共享使用的频谱使用制度,行业用户可以采用共享频谱部署其私有网络。全球多个国家都出台了共享频谱政策,一些厂商也开始了实践。
  • 非授权频谱是一个公共资源,企业机构都可以公平接入,因此需要更精细的频谱规划技术,来减少互相之间的干扰。

在专用频谱难以获取的情况下,共享频谱和非授权频谱也不失为建立私网的好方法,目前越来越多的运营商也开始投资非授权和共享频谱资源。

国家政策

私网想要大规模地部署,除了频谱技术的不断发展外,还需要国家的支持。目前一些国家正在思考开放更多的频谱资源,提供政策的保障,让5G私网能够快速发展。

像德国联邦网络局就在年初发布了供本地使用的5G频率框架条款,在其规划中预留了1/4的频谱资源,决定将3700-3800 MHz频段内的频谱预留给工业自动化和农业等应用,并将根据申请进行分配,无需进行拍卖。像Volkswagen、Siemens、Bosch、BASF、ABB等厂商都表示对私有5G网络感兴趣,目前德国汽车制造商Volkswagen计划于2020年在德国122家工厂开始建置5G私网。

英国通信管理机构Ofcom的CTO之前有提出“发展数千个5G网络运营商,向这数千个运营商出售5G频谱”的想法。但此方法会造成频谱的碎片化。7月25日,Ofcom官方网站正式发布公告《通过本地许可使能无线创新》,开放了两类无线电频谱接入许可:

1. 共享接入许可:该许可方式将4段频谱作为本地私有网络和共享网络频段,企业可以申请专用频段,这些频段将不会作为全国性公众网络频段进行拍卖;

2. 本地接入许可:该许可方式允许其他用户可以使用运营商已获得牌照的频段,前提是运营商还未使用该频段。

除英国外,美国也实施了公民宽带无线电服务(CBRS)的政策。美国联邦通讯委员会已经建立了一个三级频谱共享接入的框架来分配3550-3700MHz频段,即已有业务、优先接入(PAL)和普通授权接入(GAA)。

已有业务的优先级最高,将获得CBRS最高等级的保护,包括海军、生物保护、卫星互联网供应商等,保障其使用中不会受到干扰;其次是优先接入(PA),最后是普通授权接入(GAA)。第二级和第三级频谱等级让非授权的CBRS频谱可用于企业和私有网络接入。

日本总务省规划于2020年中完成5G专网频谱整套制度化及规范作业(日本频谱执照主要为审配制度),希望协助垂直产业通过取得频谱资源整合物联网技术,实现5G跨产业创新应用,实现更好的价值。

国内对于私网频谱没有像其他国家的一些大动作,但也有工业互联网专门频谱方面的规划内容,“行动计划中提出加大工业互联网领域无线电频谱等关键资源保障力度,研究工业互联网用频场景和频率需求,制定完善工业互联网频率规划和使用政策。”有人认为为工业互联网分配专用频谱是大势所趋。

网络切片

除了完全私有专网和私有接入网可以让企业自建私网,实现自身所需的网络服务外,还有很多企业会选择通过网络切片来达到同样的目的。

网络切片(Network Slicing)是指在同一网络基础设施上,将运营商的物理网络划分为多个逻辑独立的虚拟网络,每个虚拟网络具备不同的功能特点,可以灵活的应对不同的需求和服务。

相较于前两种建网方式来说,网络切片在可以提供相同的隔离性的前提下,大大减少了企业的成本支出,但网络切片也需要依靠运营商的服务。(更多关于网络切片请移步《网络切片“火锅论”:同一口锅,不同的梦想》)

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来源:物联网智库

与狼共舞的运营商

5G私网给垂直行业厂商带来了新的机遇,但对于运营商来说却似与狼共舞,一方面选择私有接入网是企业和运营商的双赢举措,另一方面运营商并不希望垂直应用产业自建私网。

对于完全私有专网来说,企业拥有网络的所有资产,主导权掌握在自己手里,运营商基本无法参与其中,这让运营商产生一定的担忧,爱立信曾表示为垂直行业客户提供专网的产品可能会影响与电信运营商的关系。

英国开放的本地接入许可方式涉及到了公网运营商已获得授权的频谱,对英国运营商的多个频段造成了影响。

德国5G频率框架条款的政策压缩了公网运营商可获得5G频谱的空间,各大运营商纷纷质疑这一做法,他们认为这样不仅降低了频谱的利用率,也会大大减少运营商自身所分到的频谱资源。这在一定程度上也影响到了德国5G频谱的拍卖,这次拍卖经过400多轮竞标,最终总拍卖金额达到了一个天价数字:65亿欧元,远高于预期的30-50亿欧元。

5G时代,面向各种垂直行业,新的服务模式正在不断地创新,大量需求定制化网络的不断出现,最终又会给运营商和企业带来怎样的机遇和挑战呢?

参考文献:
1.https://mp.weixin.qq.com/s/Ia4AdvRFepMNUfAvCQBqQw
2.https://www.iyiou.com/p/108219.html
3.http://www.elecfans.com/d/962911.html


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