關于5G雙域專網的應用研究

劉嵐 徐建林

中國移動通信集團貴州有限公司 貴州 貴陽 550002

1 5G雙域專網業務能力輸出要點

在當前的技術背景下，針對5G專網技術的實際應用方向，可大概被分為如下幾種類型：一般性網絡連接類、對安全性于控制力有較高要求類、對時延敏感類、上述類別混合需求類。而5G專網現存的服務類型包括兩方面，其一為向專門的網絡提供連接，這一服務內容與5G網絡自身具備的功能特征相關，主要體現為覆蓋面積廣、帶寬較大、連接范圍較為廣闊、網絡連接狀態較為穩定。其二為邊緣算力，這一特征關乎5G網絡自身的融合功能，具體表現為時延較低、數據表現能力較低、網絡總體開放、安全性較強。隨著5G網絡穩定性與技術性的日漸提升，以上幾種功能也在逐漸交融發展。

1.1 差異化連接水平

由于客戶身處不同的行業與崗位，其對于5G雙域專網應用業務的實際需求也存在差異。其中對差異化連接能力需求較大的應用方向就是在5G公網的技術支撐之下，達到生成5G專網技術應用場景的目的。這里可以以車聯網業務為示范舉例說明：車聯網的主要技術應用場景包括：車內多媒體運行、5G專網是否覆蓋全車、車內網絡的上行速率與下行速率、車輛行駛過程中車內5G業務的連續性，以及車路協同場景的創設、5G專網的時延、抖動，最后還包括整體業務的是否可靠。

1.2 確定性連接水平

在確認使用場景的前提下，具體應用對5G雙域專網提出的具體需求為帶寬、速率、抖動、時延、可用性等網絡性能以及安全隔離能力[1]。當需要在5G公網的基礎之上搭建起5G專網技術應用場景時，最主要也最迫切的需求內容就是對確定性連接能力的實際需求。這是由于判斷業務開展是否具有充分的可用性，其最主要的判斷標準就是確定性的連接能力高低。這里可以以智慧醫療業務為示范舉例說明：在實際的使用過程中，應用于院前急救場景的數據回傳，其速率要求大于等于30Mbp每秒的上行帶寬，以及低于50m/s的網絡時延。

1.3 邊緣計算功能

為了有效地控制網絡負荷量，盡量減輕網絡負荷帶來的負擔，并且充分提升數據處理的時效性與質量水準，提升用戶對實際開展業務的體驗感，5G專網邊緣計算力要做到下沉用戶側，這樣才能貼近用戶需求，提升與行業應用的貼合性。而5G專網下沉的能力大概可被分為控制面與用戶面兩方面。而為了客戶行業能夠降低管理成本，提升管理水平，縮減部署工作開展的工作量，就要求5G雙域專網要做到以邊緣計算為技術基礎，促進5G專網與行業應用相適配，為行業用戶按需參與網絡運營以及網絡數據輔助生產奠定開展基礎。這里可以以智慧園區業務為示范舉例說明，出于對管理者管控數據的安全因素考慮，系統生成的數據應往往不會離開本園區，而監控類視頻數據對較大上行帶寬的需求較大，且要具備實時分析以及根據分析結果進行預警的功能，基于這種情況，可以看出智慧園區產生的生產數據對時延性的要求較位顯著。

1.4 高性價比

除了要滿足客戶的具體需求以及客戶對網絡的能力要求，為客戶節約運行成本也是5G雙域專網運行的主要能力之一。基于這種需求，就應該將已投入商用的2C（to Customer，面向個人用戶）網絡運用于5G雙域專網中，并在其中系統地運維5G網絡，使其達到分攤網絡建設成本和運維成本的目的，進而達到客戶的高性價比需求。

2 5G雙域專網業務需求分析

2.1 教育行業

5G雙域專網業務的主要需求群體就是我國國內的各大高校。而基于這種情況，就要對校園客戶具體需求進行掌控。校園客戶的實際需求主要體現為以下幾點內容。首先，本校的師生在本校的地域范圍內應該能在5G網絡的支撐之下實現對校園內網的訪問，訪問的全程都應嚴格遵守當前校內校園網的運營原則，且其中將會產生的具體業務資費應由校方獨立承擔。其次，本校的師生在訪問外部網絡時，應該借助各自選擇的運營商網絡完成疏導，其中會產生的具體業務資費應以2C資費為標準由本校師生自行承擔。然后，本校師生無論處于我國境內的任何角落，都應該能夠實現對校園內網的訪問，其中將會產生的具體業務資費應該統一計費。最后，我國范圍內不屬于本省的外省用戶師生，一旦來到校園內部，實現網絡漫游也要可以實現對校園內網的訪問，其中將會產生的具體業務資費也應該統一計費。

2.2 文旅行業

所謂的文旅行業，其主要是以劇院、博物館、科技館、體育場、文化館等客戶為代表。這一類客戶的主要需求體現為期望能夠基于5G技術中大帶寬、低時延及邊緣計算能力等功能的支持，再加之使用AR（Augmented Reality）、VR（Virtual Reality）等技術，為前往參觀游玩的旅客充實游玩內容，使之更加沉浸投入，提升體驗感。例如在博物館內借助全息投影、AR等技術實現對展品信息的普及。這樣的需求使得5G雙域專網應該保證在一定的場館限制范圍之內，參觀的游客應該能夠使用手機平板等終端實現對該場館內部網址的訪問以及進一步操作，其中產生的流量資費應該由該場館或者說文旅行業客戶統一支付。從文旅行業的實際情況出發，訪問點擊內部網絡的用戶應該來自不同的運營商和不同的地域省份，并不局限于本省用戶。

2.3 政務行業

5G雙域專網業務還會迎來相關企事業單位的實際需求，在這一類用戶的使用需求中，會涉及許多不同的辦公場景，也因此應該對相關從業者的辦公需求日常各場景的實際通信需求進行滿足。

2.4 需求要素分析

針對如上幾方面行業的具體使用場景的細致化分析能夠觀察到，使用者的職業類型與身份特征、訪問目的不同，直接導致了5G雙域專網業務所要提供的業務開展范圍、用戶終端可控性、費用結算方式等方面內容也不盡相同[2]。

從訪問人群的角度出發服務，高校內的各師生等用戶群體具有明顯的固定性，但文旅場景中，由于其場所性質的特殊性，來訪的游客可能來自于全國各地甚至世界各地，這一用戶群體就具有明顯的流動性以及不確定性，那就要求5G雙域專網業務應該保證能滿足所有區域內游客的訪問需求。

從業務開展的角度出發，高校方希望但凡是在本省范圍內本校師生都可以隨時實現對校園網的訪問，而在文旅場館，則希望游客一旦不處于本場館之中，就無法實現對場館內網的訪問。

從用戶終端可控性的角度出發，部分政務機關會為工作人員統一配發終端。但在高校內，師生的終端設備均自行購買，不能實現對訪問終端的指定性管理。

從費用結算的角度出發，同樣都是訪問網絡這一行為，高校師生與游覽游客的結算標準存在差異，而訪問內網的流量，在指定區域內及本地市內優惠計費均存在需求。

3 5G雙域專網的應用方案

3.1 單DNN

單DNN方案即只為園區用戶簽約園區專用DNN，所有業務數據流量均匯聚至支持專用DNN的UPF。在用戶簽約上，只為用戶簽約專用DNN，通過糾錯機制為用戶建立專用DNN會話，承載所有流量。

3.2 多DNN

多DNN方案即除通用DNN外，為園區用戶新增簽約園區專用DNN，互聯網流量從地市通用UPF出口，園區流量匯聚至支持專用DNN的UPF在用戶簽約上，用戶需要簽約CMNET及專用DNN。

3.3 基于ULCL分流的雙域專網方案

該方案是利用ULCL本地分流技術，即ULCLUPF識別出訪問園區的業務并通過邊緣輔錨點UPF進行流量本地疏導，其他訪問公網的流量仍從主錨點UPF出口。

4 5G雙域專網的部署模式

4.1 DNN方案部署模式

4.1.1 共享模式。復用地市UPF作為支持專用DNN的UPF，并與園區專網通過隧道連接。

4.1.2 專享模式。新建園區UPF作為專用DNN的UPF。在時延體驗方面，由于UPF部署在園區，業務時延較小。在維護難度方面，園區級UPF維護難度較大，成本較高。

4.2 ULCL方案部署模式

當使用基于ULCL分流的方案時，ULCLUPF存在地市分流、園區分流兩種部署模式。

4.2.1 地市分流模式。選取專用地市UPF或者復用地市UPF作為園區分流專用的ULCL+PSA1 UPF，并與園區專網通過隧道連接。

4.2.2 園區分流模式。園區新建2C邊緣UPF作為ULCL+PSA1UPF用于疏導園區用戶的公網流量，地市級UPF作為PSA0UPF。

5 實際應用建議

在目前的技術前提下，雙域專網暫無能夠適用于上述一切場景的統一化完備方案，但可以根據客戶行業區別，以及技術匹配程度，高校、政務、文旅等行業的業務內容，可以依據需求的差異，對其采取不同的雙域專網技術方案。下面基于具體的技術方案及行業應用的典型性體現，對時下不同行業的方案選擇展開分析

5.1 政務

由于工作內容以及行業從事的特殊性，部分職業的政務客戶會存在單位統一配發網絡訪問終端的情況，一旦該行業客戶可能夠使用統一定制的終端設備，就可以借助專用于DNN的雙域專網方案。例如警務通的使用，使用定制的終端實現對警務通的訪問時，客戶可以借助手動切換的方式完成對通用和專用DNN的隨時切換，而具體地市也應與之對應地分別部署2B及2C的UPF。在利用統一的終端設備訪問互聯網時，2CUPF能夠把業務流量疏導至互聯網，而當切換回內網進行訪問時，2BUPF就會將業務流量疏導至警務內網中[3]。

5.2 教育

教育行業的使用還是以我國各地高校較為典型，這是因為這一部分客戶群體穩定性較強，使用目標相對明確，而且高校師生訪問網絡時采用的終端均為商用手機。基于這種情況，可以采用特定用戶分流的ULCL雙域專網方案，并以此來迎合本地市需要分流的具體需要。基于ULCL的方案，運營商部署邊緣UPF作為ULCL及輔錨點UPF連接校園內網，再利用用2C地市UPF做為主錨點連接互聯網。在訪問互聯網業務時，業務流量經由邊緣UPF（作為ULCLUPF）及2C地市UPF疏導至互聯網。而當本校師生訪問內網時，業務流量通過邊緣UPF（作為ULCLUPF及輔錨點UPF）疏導至校園網絡。基于DNN的方案在高校也有相應案例的業務探索，運營商為高校師生開新的SIM卡并簽約專用DNN，復用地市UPF連接互聯網和校園網絡。訪問校園網絡及互聯網均由地市UPF疏導[4]。

5.3 文旅

針對文旅場所的實際使用情況分析，這一類的客戶群體的靈活性較強，流動性較大，與之對應隨機性于不確定性也就相對較強，基于這種情況，可以使用將場館區域內所以用戶進行分流的ULCL雙域專網方案，這樣就能充分迎合本場館內分流的業務需求。同運營商部署邊緣UPF作為ULCL及輔錨點UPF連接場館網絡，復用2C地市UPF做為主錨點連接互聯網。在訪問互聯網業務時，業務流量經由邊緣UPF及2C地市UPF疏導至互聯網，在訪問內網業務時，業務流量通過邊緣UPF疏導至場館網絡。

6 結束語

伴隨著5G技術同各行業發展的深入融合，我國各地都在對雙域專網業務展開探索和實施，為了滿足行業內外的更多需求，運營商仍需積極完善技術方案，為5G技術的不斷升級與融入行業持續助力。