最新白皮书：从移动网络运营商的角度探索专用网络

北美私有5G网络白皮书 V0.46

1. 概述

• 私有5G网络为私有实体提供连接服务，并可选择性提供其他服务（如设备位置），用户可指定授权用户。
• 私有网络可通过物理隔离或共享基础设施提供，独立或与公共网络集成。
• 2021年全球私有5G网络市场规模为13.8亿美元，预计2022-2030年以49.0%的复合年增长率扩张。

2. 私有网络格局快速调查

• OnGo联盟：
  • 促进CBRS频段内LTE和5G技术的发展、商业化和应用。
  • 提供私有LTE和5G网络的部署指南，包括网络切片、虚拟化和边缘计算。
  • 强调货币化机会、成本效益、可扩展性、控制和定制化。
  • 需要简化CBRS频谱管理流程，为企业提供有效管理频谱的工具。
  • 讨论了独立网络、混合网络、中性主机网络和托管私有网络等部署类型。
  • 挑战包括互操作性、漫游、移动性、安全性和可扩展性。
• GSA：
  • 倡导创建和采用开放标准和互操作性解决方案。
  • 提供市场报告和数据库，如GAMBoD分析器，提供市场趋势、技术采用率及竞争格局的见解。
  • 部署指南包括网络架构、部署策略、频谱利用及案例研究。
  • 挑战包括频谱分配、高成本、技术复杂性、生态成熟度、技能短缺和用例识别。
• GSMA数字产业：
  • 现更名为“连接制造生产”，发布5G工业专用网络白皮书。
  • 确定了SNPN、PNI-NPN和NHN等不同部署类型的需求。
  • 阐述了工业制造网络、校园网络、港口和机场、智能工具、自动导引车辆和机器人、AI/ML和XR应用等用例。
  • 强调本地数据平面和边缘计算的必要性。

3. 私有网络应用场景

• UC1：私有网络用户使用私有网络提供服务。
  • 提供无缝覆盖、加密、数据安全、运营效率和成本效益。
• UC2：私有网络用户使用公共网络访问其企业服务。
  • 提供不间断连接、增强灵活性、优化资源利用和成本效益。
• UC3：私有网络用户使用私有网络提供的公共网络通信服务。
  • 提供无缝覆盖、加密、数据安全、服务连续性和增强购物体验。
• UC4：公共网络用户使用中立主机（私有）网络为公共网络提供通信服务。
  • 提供无缝接入、增强购物体验、增加互动和服务连续性。
• UC5：私有网络用户使用另一个私有网络提供服务。
  • 提供灵活性和服务连续性。

4. 私有网络用到的3GPP架构模型

• 通用：
  • 3GPP架构模型支持私有网络，通过标准化用户设备和网络使能器实现。
  • 使能器可组合支持多种部署模型选项。
• 非公共网络（NPN）：
  • SNPN：独立网络，与PLMN无相互作用。
  • PNI-NPN：公共网络集成NPN，服务由PLMN或其合作伙伴提供。
• 网络共享：
  • RAN和可选的无线电频率可由PLMNs、PNI-NPNs和SNPNs共享。
• 封闭访问组（CAG）：
  • 指定受限用户群访问私有网络服务。
  • CAG和CAG小区实现地理限制。
• 网络切片：
  • 支持特定服务属性的切片类型提供差异化服务。
  • 网络切片也可用于支持PNI-NPNs。
• 服务特定功能（URLLC、TSN、蜂窝物联网）和差异化QoS：
  • 支持URLLC、TSN、蜂窝物联网等特定服务功能。
  • 通过5QI支持广泛的标准化应用需求。
• 5G LAN-虚拟网络：
  • 支持在3GPP中使用5G LAN-虚拟网络提供私有通信。
  • 参与该服务的UE属于5G VN组。
• 公共/专用网络互操作的不受信任的非3GPP接入：
  • SNPN用户平面访问PLMN服务的架构。
• UE访问本地化服务（由LADN定义）：
  • 仅在特定地理区域内提供DN访问。
• 二级和网络切片特定认证/授权：
  • 允许与UE访问的DN关联的AAA服务器对UE进行认证并授权。
• 私有网络LTE / EPC（EPS）功能：
  • 支持多种私有网络用例，包括SNPN和PNI-NPN。

5. 3GPP用例网络启用器

• 通用：
  • 3GPP规范通过标准化用户设备和网络使能器支持私有网络。
  • 使能器可根据不同用例和部署场景进行定制。
• UC1：独立私有网络。
  • 使用专用核心网络（DCN）和本地EPC。
• UC2：利用公共网络从私有网络覆盖范围外访问企业服务。
  • 使用PNI-NPN网络切片和PLMN宽带网络切片。
• UC3：利用私有网络提供的公共网络通信服务。
  • 使用专用QoS（QCI）承载和IMS切片。
• UC4：公共网络用户利用中立主机（私有）网络为公共网络提供通信服务。
  • 使用MOCN和DCN选择，以及私有APN和DN。
• UC5：使用其他私有网络提供服务。
  • 使用MOCN、DCN选择和NHN，以及企业DNs & APNs。

6. 结论

• 3GPP推动私有和公共无线网络的演进，满足多样化需求。
• 3GPP赋能的网络提供多种配置选项，支持独立部署或与公共网络集成。
• 融合私有和公共网络的能力带来一系列好处，包括无缝连接和运营效率。
• 3GPP使能器带来的互操作性、灵活性和创新将推动产业进一步增长。