翻譯自5g.co.uk。作者 Sacha Kavanagh and Kevin Thomas
5G的新興用例是專用5G網(wǎng)絡(luò)。本質(zhì)上，私有5G網(wǎng)絡(luò)將是下一代局域網(wǎng)（LAN），它將結(jié)合5G技術(shù)并實現(xiàn)比當前技術(shù)所支持的更高級的用例。專用LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為商業(yè)現(xiàn)實，并且監(jiān)管機構(gòu)，制造商和潛在用戶現(xiàn)在都在期待5G能夠提供的功能。
私有5G網(wǎng)絡(luò)也稱為局域網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)，是一種局域網(wǎng)（LAN），它將使用5G技術(shù)創(chuàng)建一個專用網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有統(tǒng)一的連接性，優(yōu)化的服務(wù)以及在特定區(qū)域內(nèi)的安全通信方式。它將提供5G承諾支持下一代應(yīng)用程序的速度，延遲和其他好處。
由于5G將基于4G和4.5G LTE技術(shù)，因此專用5G網(wǎng)絡(luò)將基于已經(jīng)推出的專用LTE網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，其中許多都使用了支持5G的設(shè)備。
有什么優(yōu)勢？與其他LAN一樣，5G專用網(wǎng)絡(luò)將專用于所有者，獨立管理且易于部署。但是，5G將具有一些超越當今可用技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢。
無線：5G專用網(wǎng)絡(luò)將消除對以太網(wǎng)等有線技術(shù)的需求。它們不僅昂貴且笨重，而且對于連接大量小型設(shè)備或在人員，設(shè)備和設(shè)備處于移動中的動態(tài)環(huán)境中也不可行。
網(wǎng)絡(luò)切片：5G的一項關(guān)鍵功能是能夠創(chuàng)建多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，這些虛擬網(wǎng)絡(luò)可以針對將使用特定網(wǎng)絡(luò)切片的特定服務(wù)和流量進行定制和優(yōu)化。在私有5G網(wǎng)絡(luò)的背景下，這意味著可以針對用戶的需求以及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同用途優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。
控制：將在內(nèi)部完成5G專用網(wǎng)絡(luò)的配置，因此網(wǎng)絡(luò)所有者將完全控制網(wǎng)絡(luò)的各個方面，例如安全性（在下文中有更多介紹），各種資源的使用方式以及優(yōu)先采取哪些行動因此，關(guān)鍵任務(wù)設(shè)備（及其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)）的優(yōu)先級高于次要設(shè)備。
延遲：5G的延遲將比當前的蜂窩和無線技術(shù)低得多，這將支持設(shè)備之間的實時通信，這是諸如公共安全或機器人運動控制等應(yīng)用程序中的關(guān)鍵因素。
帶寬：5G的優(yōu)越帶寬將允許通過網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)，并與大量設(shè)備同時進行上下行通信。
安全性：私有5G網(wǎng)絡(luò)將比當前技術(shù)更加安全，因為網(wǎng)絡(luò)運營商將能夠建立自己的安全策略，而不必依賴外部提供商。它還將使數(shù)據(jù)能夠存儲在本地，即在本地。在一個經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)泄露和網(wǎng)絡(luò)攻擊且數(shù)據(jù)保護法規(guī)越來越嚴格的世界中，安全角度可能是一個關(guān)鍵賣點。
有哪些用例？早期感興趣的領(lǐng)域是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）應(yīng)用程序?？紤]一下未來的工廠–通常稱為工業(yè)4.0。傳感器將安裝在工廠中，以監(jiān)視環(huán)境狀況，將其安裝在設(shè)備上以監(jiān)視一切正常運行并在可能的問題發(fā)生之前識別出任何潛在問題，并在最終產(chǎn)品上進行質(zhì)量控制和定制制造。
所有這些數(shù)據(jù)都將被收集和分析，以提供對工廠運營各個方面的高度詳細的了解。具有機器學(xué)習(xí)能力的機器人將使用并生成更多數(shù)據(jù)來制造產(chǎn)品，并在工廠內(nèi)外運輸貨物和設(shè)備。制造業(yè)將從裝配線轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨榷ㄖ飘a(chǎn)品的生產(chǎn)，而工人將流播增強現(xiàn)實視頻或在虛擬環(huán)境中工作。沒有5G，這一切都是不可能的。
關(guān)鍵通信行業(yè)正在接受3GPP（第三代合作伙伴計劃）的標準化，LTE的關(guān)鍵任務(wù)即按即說（Mission-Critical PTT）功能已開始部署可用于5G的專用LTE網(wǎng)絡(luò)。公共安全機構(gòu)和鐵路運營商等組織正在將這些網(wǎng)絡(luò)用于PTT組通信和實時視頻監(jiān)視等應(yīng)用，而5G專用網(wǎng)絡(luò)將在它們的基礎(chǔ)上提供有保證的連接性并支持更廣泛的用途。
5G專用網(wǎng)絡(luò)可能還會在偏遠且服務(wù)欠缺的地方找到家，而這些地方根本無法提供實現(xiàn)5G性能所需的基礎(chǔ)架構(gòu)。
諸如大學(xué)，醫(yī)院，軍事基地或交通樞紐之類的校園環(huán)境可以受益于5G專用網(wǎng)絡(luò)，以滿足IoT應(yīng)用程序所要求的要求，例如始終在線的連接性，移動性，安全性和低延遲。實際上，幾乎任何校園，企業(yè)建筑物或公共場所都可以成為私有5G網(wǎng)絡(luò)的候選人，尤其是在特定區(qū)域中公共5G網(wǎng)絡(luò)部署緩慢或延遲的情況下。
有哪些挑戰(zhàn)？除了5G服務(wù)才剛剛開始并且網(wǎng)絡(luò)切片仍處于開發(fā)階段這一事實外，在私有5G網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)實之前還有其他障礙需要克服。
主要的頻譜是頻譜，因為當前可用的5G頻譜掌握在移動運營商手中。
建立自己的網(wǎng)絡(luò)（BYON）模型可能是答案。事實證明，它在LTE領(lǐng)域很受歡迎，移動運營商可以通過它訪問其頻譜，因此組織可以建立自己擁有，控制和運營的專用LTE網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)提供商也參與其中，它們通常通過與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施OEM的合作來提供專用于LTE和5G的網(wǎng)絡(luò)，而這些合作伙伴通常是針對特定行業(yè)的。
但是，盡管許多專用LTE網(wǎng)絡(luò)已支持5G，但MNO并不愿意通過BYON產(chǎn)品放棄寶貴的5G頻譜。歐洲一些大型MNO已經(jīng)反對私有5G網(wǎng)絡(luò)。運營商將需要大量頻譜才能使5G成為現(xiàn)實，并且可能不愿放棄對它的一小部分的控制。
也就是說，推出5G所需的投資水平意味著他們將需要考慮新的收入來源，而頻譜許可可能就是其中之一。成本必須足夠低，對于希望使用私有5G網(wǎng)絡(luò)的組織來說具有商業(yè)意義，而成本又必須足夠高，以使頻譜所有者可以使用。
歐洲監(jiān)管機構(gòu)正在考慮為大型私人用戶預(yù)留頻譜，盡管目前尚不清楚該頻譜是授權(quán)頻譜還是非授權(quán)頻譜。如果是前者，這是用戶向監(jiān)管機構(gòu)租賃頻譜還是監(jiān)管機構(gòu)向頻譜所有者施加條件的問題？如果是后者，是否需要對誰可以使用頻譜，如何，何時何地使用頻譜進行某種形式的控制？
當然，5G新無線電（5G NR）旨在優(yōu)化許可頻譜，許可頻譜，共享頻譜或非許可頻譜以及整個頻段的可用頻譜。這應(yīng)該意味著專用5G網(wǎng)絡(luò)可以使用頻譜，但可能會增加另一層復(fù)雜性。
現(xiàn)在還處于起步階段，現(xiàn)在還無法確定哪種情況會出現(xiàn)。以上可能性的某種組合可能會支撐私有5G網(wǎng)絡(luò)。
其他問題圍繞技術(shù)專長，因為任何想要5G專用網(wǎng)絡(luò)的組織都不太可能擁有建立和管理5G專用網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部經(jīng)驗。獲取或外包該專有技術(shù)可能會增加所有最大的障礙：成本。仍然未知，但是我們可以合理地確定私有5G網(wǎng)絡(luò)不會便宜。
現(xiàn)在在哪？仍處于起步階段，但德國引起了特別的興趣，德國將“工業(yè)4.0”一詞創(chuàng)造為一項旨在幫助該國保持在先進制造業(yè)前沿的國家計劃。汽車，制造，公用事業(yè)，航運，化工以及石油和天然氣行業(yè)的公司都已表示有興趣向聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局（BNA，負責頻譜的德國機構(gòu)）運營本地5G網(wǎng)絡(luò)。
2018年夏季，奧迪（大眾汽車的一部分）與愛立信簽署了諒解備忘錄（MoU），以探索其工廠中5G的使用。第一項試驗將涉及使用5G控制兩個無線控制的生產(chǎn)機器人。奧迪相信5G將使它能夠比其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)更快，更安全地連接制造機器人和其他設(shè)備，并創(chuàng)造一個更加靈活，敏捷的生產(chǎn)環(huán)境。目前，它使用Wi-Fi作為其主要的無線技術(shù)，而以太網(wǎng)則用于與機器人的大多數(shù)連接，但是當機器人需要快速移動或?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)時，Wi-Fi會遇到困難，并且固定連接意味著機器人的動作受到限制。但是，完整的5G專用網(wǎng)絡(luò)不會很快出現(xiàn)，并且取決于奧迪能否獲得頻譜。
愛立信還為聯(lián)合國維持和平特派團建立5G專用網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路。在2018年10月，它獲得了為任務(wù)提供4G LTE任務(wù)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)的合同，第一套網(wǎng)絡(luò)將于2019年某個時候投入使用。愛立信將提供支持5G的無線電系統(tǒng)，以支持這些遠程操作。
2018年12月，當3GPP批準了一項將5G NR引入非授權(quán)頻譜的工作項目時，邁出了一大步。NR-U將成為將于2020年推出的3GPP Release 16規(guī)范的一部分。它將使無需許可的5G網(wǎng)絡(luò)的部署就無需與許可的頻譜進行任何連接，因此組織將能夠構(gòu)建具有5G核心的獨立5G無線電網(wǎng)絡(luò)。在自己定義的區(qū)域內(nèi)供自己使用-即專用5G網(wǎng)絡(luò)。
此外，MulteFire聯(lián)盟于2018年12月完成了其規(guī)范的第二次迭代，該規(guī)范將于2019年中公開發(fā)布。除了提高性能之外，版本1.1還針對物聯(lián)網(wǎng)進行了優(yōu)化，并增加了對eMTC-U和NB-IoT以及其他頻譜的支持。MulteFire是一家成立于2015年末的全球性組織，旨在推廣MulteFire，這是一種基于LTE的蜂窩技術(shù)，可在無執(zhí)照和共享頻譜下運行。其技術(shù)路線圖與3GPP 5G標準保持一致，以支持5G NR和其他下一代技術(shù)。主要的5G制造商支持該技術(shù)（諾基亞和高通是創(chuàng)始成員，愛立信和英特爾是啟動成員，華為于2016年底加入），這可能是解鎖私有5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。
下一步是什么？現(xiàn)實情況是，要實現(xiàn)私有5G網(wǎng)絡(luò)，還有很長的路要走。早期采用者可能是財大氣粗，業(yè)務(wù)案例引人注目的大型組織，但跨行業(yè)，企業(yè)，公用事業(yè)和公共部門的私有5G網(wǎng)絡(luò)仍有機會。
吸收率很可能取決于公共5G網(wǎng)絡(luò)的推出速度以及在沒有公共5G覆蓋的區(qū)域中的組織可能決定不等待而是建立自己的本地網(wǎng)絡(luò)的位置。組織的安全需求以及公共5G網(wǎng)絡(luò)的安全性將是關(guān)鍵。
