越来越火的 5G 公网专用，到底是什么

去年7月，3GPPR16版本冻结，正式拉开了5G垂直行业应用落地的帷幕。如今，一年多的时间过去了，我们惊喜地发现，5GtoB应用落地，取得了远超预期的成就。在国内5G网络覆盖日益完善的基础上，围绕工业、能源、交通、金融、医疗、教育、农业、文旅等重点行业，我们已经孵化成功了数以千计的5G融合应用创新，启动了近万个5G行业应用落地项目。目前，仅“5G+工业互联网”的在建项目，数量就已经超过1600个。这些如雨后春笋般出现的5GtoB垂直行业应用，实现了数字科技与传统行业的深度融合，改进了工艺流程，也重构了商业模式。它们的蓬勃发展，意味着数字化转型与数字经济正在有序推进。5GtoB应用的规模落地，离不开一项重要解决方案的支撑，那就是——5G专网。众所周知，我们普通用户手机、电脑连接的国际互联网，叫做公网，是一个“公共场所”。而专网，则是专用于特定行业或企业的网络，是一个“私密场所”。专网之所以会存在，主要有两方面的原因。一是出于安全隔离的考虑，避免公网用户接触敏感的数据。二是因为行业或企业对网络的可靠性、稳定性等QoS指标有更高的要求，公网无法满足。2/3/4G时代，专网的建设成本极高，只有政府部门或少部分大型企业有能力建设和使用。例如公共安全专网、铁路专网、电力专网等。5G时代，网络的主要应用场景变成了垂直行业，主要服务对象变成了行业企业。于是，专网的建网思路和商业模式，开始有了根本性的改变。5G专网的部署模式，根据3GPP标准的定义，分为独立部署模式（SNPN）和公网集成模式（PNI-NPN）。简单来说，也就是“单独建设”和“共享公网”。先说说独立部署模式。5G专网的独立部署模式，和4G专网并无本质区别。简而言之，就是企业掏钱，单独建设一张网络，使用监管机构发放的专用频谱，或者使用免费频谱（免授权频谱）。这种模式的优点，是完全隔离、完全独立，可靠性和私密性极高；而缺点，也是显而易见的。首先，成本极高。企业除了要承担一次性的网络建设成本（CAPEX）之外，还要承担长期的、更加高昂的运维成本（OPEX）。其次，技术难度很大，对企业的能力要求很高。一般情况下，都需要雇佣专业的通信技术团队进行驻场支持。第三，建网周期很长，新业务上线慢。如果发生故障，解决和恢复速度也慢，影响企业的正常经营生产。第四，标准协议缺失，产业链支持不足。专网服务于千行百业，不同行业对网络的要求不同。3GPP无法针对每个行业制定独立部署的标准，所以，容易导致标准混乱或确失，进而导致产品碎片化、工作量陡增。产业链也没办法提供足够的支持。再看看公网专用。鉴于“独立部署模式”的以上主要缺点，“公网集成模式”开始崛起，成为企业建设5G专网的首选。“公网集成模式”，也被称为“公网专用”。顾名思义，就是共享运营商的5G公网设备和资源，实现专用业务。根据与公网共享程度的不同，“公网集成模式”又分为“部分共享”与“端到端共享”。如下图所示：相比独立部署专网，共享公网拥有明显的成本和技术优势。在网络建设阶段，企业无需购买整套的5G通信设备，可以节省大量的资金。维护阶段，企业可以将相关工作交给运营商，借助运营商的专业能力，对网络进行标准化运维。这种方式性价比更高，效率和安全性也更高。采用“公网集成模式”，企业专网可以直接应用3GPP协议标准的成果，以及成熟的产业链，避免了碎片化，降低了成本。对于企业用户最为关心的数据安全和业务安全问题，“公网专用”又该如何应对呢？这里，我们以华为核心网风筝方案举例。风筝方案是基于运营商5G网络公网专用。含S/M/L（小/中/大）三种规格，有入驻和共享两种部署模式，用于满足不同用户的可靠性需求，保障了企业生产系统的高可用性。以数据私密性的需求为例，现在很多企业都希望实现“数据不出厂”，也就是说，敏感数据保留在园区内部，不进入公网承载网。风筝方案的M/L模式，一般采用入驻式部署，把MEC/5GC专网放在园区内部，保障用户数据不出园区。MEC的一个很大好处，是实现计算和存储能力的下沉，可以满足对时延要求极高的通信需求，例如AI质检、AGV导航等。现在，很多企业将专网应用于生产环节，对网络的稳定性和可靠性要求极高，不能容忍业务出现中断。但是，在极端的情况下，公网与园区专网之间的传输，仍然有可能发生故障（例如违规施工挖断光缆）。在这种情况下，就需要保证专网的业务不受影响，能够继续平稳工作。华为的风筝方案，是这么处理的：风筝方案的M模式中，园区内除了部署UPF（核心网用户面网元）之外，还部署了应急CP（核心网控制面），与公网进行实时数据同步。当专网与公网之间的传输出现意外中断时，应急CP立即进行紧急无缝接管，保障稳态业务惯性运行、新业务正常接入、切换业务正常处理。也就是说，确保了“网断业不断”。当园区专网和公网恢复连接后，业务管理功能将无缝回迁到中心网络，恢复成正常的工作状态。这种紧急接管模式，已经在实战中得到了验证。2021年5月，某园区5GtoB入驻式专网商用项目出现信令传输故障，导致园区专网与中心网络中断3.5小时。正因为现场部署了华为风筝方案，根据业务实测结果显示，园区内稳态运行用户可以保持业务惯性运行。而且，新用户接入及切换业务，也得到了正常处理。中断恢复后，网络也实现了正常回切。除了安全可靠之外，风筝方案在部署和运维方面的优势也非常明显。方案采用边缘一体化交付模式，即插即用，一键式部署，2小时就能完成开通，极大地提升了交付效率。中心网络采用集中运维，同时提供企业自服务portal。客户通过接入portal，在平台上进行应用的灵活部署，例如边缘站点一体化升级，小时级开站、分钟级复制等。这些都能够很好地满足企业用户降本增效的需求。目前，风筝方案已在煤矿、智慧工厂等多个场景下落地应用。█结语5G成败看toB，toB成败看专网。5G公网专用方案，已经通过大量的实际部署案例，证明了自身的价值。它具备灵活开放的特性，可以让行业客户更灵活自由地部署网络。它对公网资源的共享利用，大幅降低了行业客户的投资成本。它所引入云边协同机制，也为用户提供了一个轻量化的边缘云平台，可以挖掘更多业务应用。对于运营商而言，采用公网专用，可以更好地服务政企客户，不仅极大地提升了自身网络资源的利用率，也掌握了云网融合的主动权，实现了长期增益。