5G企业网络与连接解决方案

爱立信皮书BCSS24006322Uen二月 2024 5G企业级网络 5G企业级网络内容二月22 024 内容 引言3 企业网络需求55G技术如何满足企业网络需求？7 以5G为中心的企业网络11 结论14 术语表15 参考文献16 作者17 引言 企业网络指的是一套物理和虚拟设备、资源和服务，用于在特定商业或任务导向环境中为用户提供所需的连接服务，包括用户、信息系统、应用、云和互联网。企业网络被广泛应用于各种环境，包括公司办公室、公用事业、制造业、医疗保健、零售和公共安全。 一个典型的企业网络在商务环境中的例子如图1所示。企业局域网（LAN）部分在商务地点内提供连接，而广域网（WAN）部分将不同的商务地点、数据中心、互联网、远程工作者、应用程序和服务相互连接起来。 私有云互联网公共和分布式云 企业远程工作者 局域网 企业分支并且总部 企业分支机构 局域网 企业广域网 图1：企业网络示例 企业的网络通过技术进化和新需求的不断重塑。高效的网络和安全技术，例如安全访问服务边缘（SecureAccessServiceEdgeSASE）1推动技术进化。SASE结合了网络和安全功能，使用户、设备和应用能够通过集成的安全功能安全地连接到远程服务。需求主要来自数字化转型、去中心化应用、移动企业设备、远程办公以及高级安全威胁措施。总的来说，企业的数字化转型正在以多种方式改变整体企业网络格局。例如： 模糊企业局域网和广域网的边界，将局域网转变为具有通过互联网的移动端点的动态网络拓扑，连接性、云计算和安全的融合，公共互联网成为企业端点互连的主要技术，无线技术成为企业领域中的主要连接模式，3GPP蜂窝网络技术在企业领域中获得更多相关性，基于网络边界的传统企业安全框架失去其相关性。 这些发展导致了新的需求，而这些需求并没有被传统的企业网络解决方案精确地满足。随着5G的引入，移动网络技术能够有效地满足企业的需求。这包括通过通信服务提供商 （CSP）网络提供的服务来实现企业连接，以及私有蜂窝网络，也称为非公共网络2对于WAN和LAN组件，分别。 NPNs 在本文中，我们对5G技术如何为企业提供端到端连接方案进行了概述，并具体研究了广域网企业网络。本文还揭示了服务提供商（CSP）如何利用他们的蜂窝网络基础设施，提供满足企业不断变化需求的企业网络服务。在此过程中，我们详细阐述了将高级企业网络解决方案整合到CSP网络中面临的挑战，并讨论了解决这些挑战的可行方案。 企业网络需求 在我们深入探讨5G在企业网络中的角色之前，让我们先看看企业网络的需求。企业网络领域包括企业办公室、公用设施、制造、医疗保健、零售、公共安全等，在这些领域中 ，使用了大量通用以及特定领域的应用程序。这导致了多维度的网络需求。根据不同企业领域中的相应应用程序，企业网络需求可以大致分为两大类。 通用需求 这些要求适用于所有企业领域或大型企业群体。此类需求的例子包括： 高级连接服务，满足特定的服务质量（QoS）和用户体验（QoE）要求 应用和网络安全及隐私 企业在地理位置上分散的地点之间需要私有连接 高级流量路由功能 端点移动性 根据特定的使用场景，企业网络应该能够高效地支持这些需求的多种组合，其中每种需求可能具有不同的数量或强度。为了理解这一组要求的重要性和复杂性，值得注意的是 ，即使在两个不同的企业领域部署相同的应用程序，也可能导致两组不同的网络要求。例如，考虑广泛使用的企业通信和协作工具。这些工具通常基于多会话和多连接的应用程序。在分支机构、医院和零售地点的固定无线接入点部署这些应用程序，与在相同地点部署相同应用程序相比，会导致在连接模式、服务质量（QoS）、安全性和隐私以及移动支持等方面产生不同的要求。 应用在移动网关上，例如，在联网的救护车或警车中。同样的，这也适用于在企业场景中部署的增强现实（XR）应用3 当涉及到各种企业应用的QoE（用户体验质量）时，企业网络的需求并不仅仅是支持应用的需求。QoE描述了服务消费者对服务质量的感知，在本论文的背景下，是指企业。QoE指标示例包括视频应用的分辨率和每秒帧数。另一方面，企业用户在运行应用时感知到的QoE取决于设备连接在CSP（通信服务提供商）网络中的服务质量，这是QoS（服务质量）的一个关键组成部分。因此，企业网络提供商（即CSP）应向企业公开不同的连接服务及其特性，并提供正确的一套详细信息。此外，应存在一种机制，将企业边缘的QoE与网络提供的QoS联系起来。 现在让我们看看高级流量路由需求，这与其他事项一样，与企业应用的操作模型有关。企业应用主要有两种操作模型：软件即服务（SaaS）模型和传统的非SaaS。这两种模型对网络有不同的要求。在非SaaS模型中，应用通常在企业本地数据中心部署，此时在应用服务器位置附近进行路由或断出流量是至关重要的。这有助于降低应用延迟，尤其是在制造或关键紧急服务中对于时间敏感的应用。另一方面，在SaaS环境中，对应SaaS应用的云边缘位置（PoP）直接影响了应用的延迟，断出可以与应用服务提供商（ASP）协作配置。这可能会显著影响基于云的应用，如生产力SaaS、安全SaaS和通信SaaS。因此，企业网络应提供一种机制，根据设备在网络中的位置来路由流量。 领域特定要求 在许多企业领域，如工业环境或医疗保健，针对特定领域的应用被用于企业网络。例如 ，在一些物联网场景中，终端设备功耗低且复杂度低，因此企业网络需要充分支持这些特性4 其他特定领域的需求示例包括应用和网络安全以及特定场景下的隐私保护。例如，医院需要将患者数据视为隐私敏感数据，而制造公司则以不同的保密级别处理其运营数据。为了满足这些需求，企业网络用户传输数据至网络外部的能力应受到限制以免使网络暴露于外部攻击或使敏感数据泄露至企业外部。网络还应受到保护，防止下载可能使网络崩溃的恶意软件。 如何实现5G技术 地址企业网络要求？ 5G网络技术提供了一系列功能和能力，这些功能和能力可以被服务提供商（CSPs）用于创建满足上述要求的enterprisenetworkingservices。以下我们将详细阐述一系列 （非详尽的）功能和能力，这些功能和能力对支持企业网络需求具有重要意义。 灵活的网络部署模型和网络切片 5G提供了灵活的部署模式，以适应各种场景和网络段，服务于企业和消费者领域。具体而言，根据市场需求，我们可以在高级别上识别出三个5G网络段：本地专用网络、广域专用网络以及公众网络。这些网络段可用于服务各种部署场景，如图2所示，涵盖局部区域、限制性广域和普通广域，跨越多个行业。在这三个已识别的5G网络段中，有两个与企业网络相关，即本地专用网络和广域专用网络。在此，我们仅强调后者，它可以用于解决企业广域网段，也是本文的主要焦点。 根据使用案例场景，广域专用网络可能部署具有一般（即全国）广域覆盖或限定在预定义、有限的地理区域内的广域汇聚。在这两种情况下，网络可以支持各种企业网络场景，例如企业网络、公用事业、医疗保健、公共安全、关键任务、铁路等。 灵活的网络部署模式可以通过网络切片实现，这使网络服务提供商能够在共享的网络基础设施上创建逻辑上分离和独立的网络5这可以用于从商业和技术两个角度区分不同的企业领域和或用例，确保满足企业用例的具体要求，在用户体验质量和安全方面。 在广域专用网络中，其他5G能力可以用来满足各种企业特定需求。例如，分布式的5G核心用户平面功能， 部署场景 受限的广域 对于一个预定义的地理区域 示例：沿着高速公路或铁路，之间某些变电站，位于市中心 本地区域 包括室内和室外覆盖对于一个小地理区域 例如：港口、农场、工厂、矿山、医院 通用广域 在任何虚拟位置提供服务设备 基于用例覆盖需求，即，用户设备的位置 网络段 基于市场需求 部署场景 受限的广域通用广域 行业行业 汽车行业交通运输医疗保健教育 媒体制作林业 公共安全公共事业油气 铁路农业制造业仓储采矿港口建筑 本地区域 专用 网络本地 广域专用网络 公众网络 国家级数据中心边缘数据中心 图2：5G为各种场景和网络段提供灵活的部署模式。 支持关键企业应用，并且临时本地热点可以在极端企业场景中满足高需求的使用案例。交通类别、服务质量配置文件和性能类别 CSPs使用3GPP定义的网络基础设施为消费者和企业提供差异化的连接服务。差异化的连接服务是一组具有独特网络特性的服务。爱立信将这些集合称为性能类别，其中某一性能类别可以支持多个流量类别。差异化的连接服务为CSPs提供了机会，可以根据服务提供的价值以溢价向客户收费。 5G支持流量类别和QoS配置文件，这些可以被用来满足企业应用的不同连接服务需求。企业客户可以通过为CSPs的连接服务提供流量类别和QoS配置文件进行标记，来订购适当的连接服务。假设企业不需要深入了解电信网络的技术知识，因此建议限制流量类别和QoS配置文件的数量。 应用描述和连接能力是3GPP定义的交通类别的两种类型。这两种类别可以用来指定服务的特性和类型。带宽和延迟是应用描述的例子，而MMS和关键通信是连接能力的例子。为了避免CSPs提供众多连接服务，使用服务特性是最佳选择。 为了详细说明流量类型，让我们看看延迟作为分类的主要特征。延迟可以分为以下几类：背景流量、互联网（尽力而为）以及优先延迟（实时交互流量和关键通信）。对于前两种类型，带宽是主要的QoS特征，而对于最后一种类型，延迟则至关重要。延迟本身也可以按几种方式进行分类。例如，“正常”和“极端”或“低延迟”和“非常低延迟” 。这可以总结为： 延迟 背景流量最佳努力低延迟非常低延迟每种延迟类型的带宽 CSPs可以定义结合这些流量类别的连接服务方案以满足企业需求。以下是CSP服务方案的某些示例。 连接服务提供X 不同带宽级别的背景流量 不同带宽级别的尽力而为服务 连接服务提供Y不同带宽级别的尽力而为服务不同带宽级别的低延迟服务 连通性服务提供Z不同带宽水平的背景流量 尽最大努力，根据不同带宽级别进行操作 低延迟，根据不同带宽级别进行操作 非常低延迟，根据不同带宽级别进行操作 交通类别描述了多个企业使用的应用程序的需求。在网络中，交通类别由性能类别支持。爱立信提出了以下四个离散的性能级别：固定即时、固定缓冲、自适应即时和自适应缓冲。有限性能级别将成为行业标准。 两类交通类别和性能等级为服务提供商（CSPs）应用新的商业模式奠定了基础。基于性能的商业模式使服务提供商能够在合适成本和价格下，找到提供恰当性能的最佳平衡点 ，以满足消费者和企业多样化、动态的需求。 该网络提供可曝光的资产，运营商可以通过这些资产盈利。网络资产可通过开放的API访问，应用开发者在其中创建应用程序以调用网络API。企业购买这些应用程序并消耗网络资产。 网络API和服务开放 通过通过网络API公开5G系统特性和功能，移动网络转变为数字创新平台6这使应用程序开发者和服务提供商能够利用5G网络能力和可编程性，提供针对各种企业的创新网络服务和应用。5G服务暴露和网络API在各种标准化和事实上的标准化论坛中指定，如3GPP、TMForum和GSMAOPG。3GPP中标准化的能力包括5G核心网络暴露功能（NEF）、通用API框架（CAPIF）和服务使能架构层（SEAL）等。 为了简化应用开发人员对这些电信内部网络API的使用，行业联盟CAMARA进一步在其上指定了一个抽象层7这导致提供开源且易于使用的服务API。按需质量、验证位置、静默认证和设备报告只是通过API公开的功能和能力的几个例子。 至少有两种方式来货币化网络基础设施和服务，即通过高价的订阅，以及通过为API调用收费。这提供了两个独立且同时活跃的资金流。差异化的连接服务可通过订阅来货币化 。 以5G为中心的企业网络 现在让我们看看以5G为中心的企业网络是什么样的。图3描述了端到端的企业连接系统架构，该架构利用5G网络的功能和特性来满足企业需求。这里涉及多个利益相关者，包括服务提供商