国内三大电信不约而同在一周内先后开通5G服务,尽管初期大多聚焦在消费端服务上,但三家业者看好5G的企业应用,都已推出相关服务,其中企业专网更是业者看好具有潜力的市场,以中华电信锁定的7大类企业应用为例,企业专网便是其中之一。
传统上,企业可以用4G搭配MDVPN来建置横跨2地的内部专用网络。而在5G出现后,5G的高速传输,下载速度可达Gbps以上,在传输延迟方面,目前的4G延迟约数十毫秒,5G则可降至1毫秒,再加上5G所具有的大量装置连结能力,每平方公里连结100万个装置。因此使得5G成为企业架构广域或跨多地专用网络的新选择,目前国内已有企业与电信商合作,进行PoC测试,甚至已有部分确定成案。
专频专网与共频专网
5G专网依使用频段的差异,大致上可分为两大类,专频专网、共频专网。顾名思义,前者是指架构在-所释出的特定频谱之上,让公、私部门建立专用网络,例如地方-推动的智慧交通、智慧城市、智慧医疗等等,企业用于办公室、智慧工厂、大型展演场馆等等。
专频专网享有专网的安全性,且因为使用的是专用频段,独立于公共网络使用的商用频段,因此可避免多用户抢带宽而壅塞网络等问题,和电信商相比,虽然企业不需要竞标频段,但是需要向主管机关提出申请,且每年需要缴交相关的频谱使用费用给-。
在专频专网里,理论上企业可以自建网络,但因为电信商拥有多年来电信网络建置、维运管理的经验,可扮演为企业规划、建置专频专网的协助者角色。
目前台湾已规划在2021年2022年释出4.8GHz至4.9GHz共100MHz的专用频段,作为5G的专频专网之用,但因为这个频段已有公部门使用,因此现阶段还在协商移频,而在专用频段开放申请之前,企业可先向NCC申请,测试评估建置5G专频专网的效益。
至于另一种则是共频专网,也就是企业专网和公网使用同一个频段,即电信商向-竞标取得的5G商用频段,以三家电信商5G开台为例,使用的商用频段为3.5GHz及28GHz,共频专网是由电信商以不同架构方式,提供专用网络服务。因企业专网和公共网络使用同一频段,可能会相互影响,因此电信业者规划不同的部署方式,提供具有保密性、低延迟的企业专网。
4种共频专网架构模式及其变形
目前,中华电信提出4种专网方案,远传电信也有4种方案,台湾大哥大则在专频专网上提供了更细致的架构方式,也提出6种专网方案。虽然各家电信商的5G专网方案各有特色,但在大架构上仍可归纳为4种架构方式,实际部署细节则各有差异。
以远传电信在去年提出的《5G 频率政策与产业发展白皮书》来看。在建置专网之前,企业厂区的通讯,经由基地台到Edge端,Edge上部署了企业服务,经过Edge端连到电信业者的Core(核心网络),再连到Internet。由于企业营运的机敏资料会送到电信商的核心网络,企业对资料保密性的高低,衍生出不同的企业专用网络架构方式。
在4种架构方案中,第一种是运用网络切片技术,在实体网络(公网)切分出一张专属于企业使用的逻辑网络,背后使用SDN、NFV等虚拟技术,每张切片网络都有自己的QoS配置、容量、路由设定。
网络切片并非新的技术,早期就能用硬件进行切片,而到4G网络全IP化后,各家业者在4G核网(EPC)推动虚拟化,或是采用SDN或NFV技术,网络切片技术也愈来愈成熟。对电信商而言,运用虚拟化技术进行网络切片,比传统的切片方式更有效率。
不过,网络切片技术一般评估仍认为需等到5G SA商用化,相关设备市场成熟后,电信商从5G NSA转到5G SA独立组网架构时,才能在5G核网上真正发挥网络切片的实力。
尽管现阶段仍为5G NSA架构,但远传电信网络暨技术群企业网络规划与维运部门协理汪以仁表示,远传已可用网络切片技术提供专网部署,远传电信从4G核网开始提供网络切片技术,主要是和爱立信合作,采用其遵循3GPP的4G、5G网络。
虽然现在SA技术尚未成熟,远传未说明这样的专网日后是否可相容SA架构,但汪以仁强调,日后若往SA转移,远传会负责为企业作转移。
第二个方案是企业专用基地台,该方案依企业需求,将5G基地台部署至企业的厂区,好处是在厂区内建立5G讯号网络,但要存取企业服务,仍要连到电信商的Edge及Core。第三个方案是进一步将Edge边缘运算也部署至企业厂区,让企业不需连到公网,就能在厂区内连到Edge,使用企业应用服务,缩短延迟的时间,但还是需通过电信商的核网连接Internet。
第四个方案则是独立组网,将基地台、Edge、核网都放在企业厂区内,相当于在企业厂区内架构一个小型5G独立组网,相较于第二、三方案,这个方案的安全性更高,但是相对的,因需要额外建置一套基地台、Edge及核网,成本也相对较高。
中华电信以自行研发MEC强化专网控管
中华电信用于5G专网的基地台,可用于企业专用或多家企业共用。(摄影_洪政伟) |
中华电信同样提出4种方案对应不同的专网需求,虽然同样也提出虚拟专用网络切片的架构方式,但考量到未来转换至5G SA架构才能提
略有差异的是,中华电信的第一种专网建置方案适合大范围区域使用,基地台可以特定企业专用或多家企业(例如科学园区)共用,搭配区域型的MEC设备。第二类型则是提供企业专用基地台及MEC,适用智慧制造及医疗;第三类型为企业专用移动网络,企业有专属基地台及核心网络,相当于企业内部拥有一个完整的小型5G网络。供,因此中华电信将网络切片的专网建置方案置于第四,而第一到第三种专网类型,类似于远传的第二、三、四方案。
除了中华第一类型,针对较大范围地区,使用Nokia或爱立信的区域型MEC边缘运算设备之外,第二、三类型部署的企业专用MEC,主要使用中华电信自行研发的MEC平台,除了强调和中华电信自家的网络系统有较好的整合性外,还和结盟合作伙伴的应用做整合测试,企业可以依门号、时间、地点调整。企业还可使用MEC的白名单控管使用者,并向核心网络的User Plane进行验证。
除了四种类型,中华电信也提供MDVPN,除了从4G进到5G网络,速度更快之外,搭配在垂直场域,例如工厂、园区或场馆建立的5G专网,架构企业对内对外专用网络环境。
中华电信行动通信分公司总经理陈明仕认为,在5G出现之前,企业可能以Ethetnet为基础,搭配Wi-Fi或是固网,5G出现后,带来比4G更快的高速传输,使用授权无线频段,加上低延迟/稳定的特性,克服Wi-Fi干扰的问题,而5G的大量连结能力,让企业在生产设备上部署大量的感应器,远端监控生产状态、维护。
台湾大哥大专网类型切分更细
相较于中华电信、远传电信都仅提出4种类型,台湾大哥大将专网类型分得更细,分为6种方案,除了共网架构的5G MDVPN外,使用专用频段的专频专网,以及共用电信业者商用频段的共频专网(企业专用的5G私网)。
另外三个方案:企业专用基地台、企业专用基地台加上专属MEC、共频专网加共基,和远传电信的第二、三、四方案相似,但当中的共用基地台是在企业厂区建置基地台,为了满足厂区内装置连接公网需求,这些基地台也可连接外部的公众网络。
另一种未列入6种专网方案的,则是5G NSA未来转换至SA,运用网络切片技术建立的专网,从公网中切出专供企业使用的核网、MEC与基地台,好处是企业不需要负担设备,专网服务完全由电信商提供。
5G专网建置挑战大
除了要考量企业自己的环境,评估电信商提供的各种不同建构方式,企业还必需要了解不同的5G频谱对专网实际架构上的影响,因专频专网使用的专用频段现在还没释出,必需等到2021年至2022年-才会释出,因此我们先讨论共频专网使用的5G商用频段。
目前电信商取得的5G商用频段,包括3.5GHz及28GHz,其中3.5GHz频段为国际上主流的5G服务频段,通讯设备及装置都较为成熟,涵盖距离也比较广,但是28GHz带宽更大、网速更快,但因为涵盖距离较短,容易受地形阻隔影响,较适合特定场域建置专网使用。
目前三大电信主要仍以3.5GHz频段为主,28GHz虽具有大带宽优势,但设备、装置相对较少,且性价比较3.5GHz频段来得低,因此电信商在专网建置上,可能规划依案场现况,混合运用3.5GHz及28GHz频段,或是仅以3.5GHz建置。
实际落到不同产业环境,部署5G专网也有不小的难题。台湾大哥大企业产品暨营运管理处副处长魏政贤以制造业为例,制造业生产环境差异相当大,工厂内的无线射频,例如基地台位置、天线位置如何规划就是一项挑战。一般的制造业环境,环境虽然可能杂乱,但对无线射频的干扰因素可能不多,而高科技业厂房可能有很多楼层,大量的装置连网,需要克服多楼层的讯号死角问题。另一种制造业,由于设备可能使用大量金属,容易对无线讯号产生干扰。
由于企业专用网络不只应用在人,甚至是生产环境中的设备、装置上,对服务的品质、稳定性要求也较高,电信业者提供SLA等级,包括5乘8到更高的7乘24,此外,还有讯号强度、下载/上载的资料传输速率、封包遗失率等等。
企业评估自身的条件,到底适不适合部署5G专网,采何种方式部署,除了纸上规划外,目前也有一些企业和电信商合作进行PoC验证,涵盖制造业、医疗、健康照护、交通运输、休闲娱乐展演等等,并且已有业者通过测试评做后,确定采用5G专网。
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