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试析5G专网核心网部署模式与挑战

摘要：5G网络的演进趋势是网元虚拟化、开放式架构和智能化布局，这为

5G专网业务能力的灵活性和定制提供了强有力的技术保障。5G核心网采用NFV、

云计算等新技术，具备控制与承载分离的特征。笔者结合多年工作经验，探索5G

网络在行业市场的应用模式，研究5G专网的部署方案，是电信领域面临的重大

课题。

关键词：5G专网；核心网；部署模式；挑战

前言

由于通信性能指标的显著提升，5G技术将以工厂、能源、矿山、电力、交通、

医院、教育等领域的专用网络形式，实现工业数字应用场景创新和信息化业务演

进，推动生产要素数字化、智能化转化。行业应用对5G专网提出了更高的要求，

要求系统实现独立组网和独立运营。当外部网络发生故障或断开时，系统应能实

现安全、独立、稳定的运行，确保无线通信和数据传输的可靠性和稳定性。

15G专网技术

1.1服务化架构（SBA）

为了适应未来业务应用的网络需求，5G网络架构被寄予了非常高的期望。

行业专家结合IT云原生的概念，将5G网络架构中的控制面功能抽象为多个独立

的网络服务，以基于软件、模块化、面向服务的方式构建网络。

每个网络服务在业务功能方面与其他服务分离，并提供外部服务化接口。同

一接口可以向其他调用方提供服务，多个耦合接口可以转换为单个服务接口，从

而减少接口数量。基于面向服务的架构，5G网络资源更加开放，基本网络能力灵

活可定制，可以最大限度地发挥5G网络的潜力，适应创新业务的发展。

1.2网络切片

网络切片是通过切片技术，基于一个公共硬件虚拟化多个端到端网络。每个

网络具有不同的网络功能，满足不同类型的服务需求。虽然垂直行业中的各个行

业对网络功能有不同的要求，但这些要求可以分解为网络带宽、连接数、延迟、

可靠性等网络功能要求。

5G标准还将不同业务对网络功能的需求归纳为三种典型场景。这三种典型场

景对应的网络切片类型分别为EMBB切片、MTC切片和URLLC切片。

1.35GLAN

基于L2以太网协议栈的应用和组网广泛应用于工业制造、港口码头、矿山、

电力等行业。例如：对于机器视觉、PLC远程控制等应用，由于布线困难等原因，

企业会选择使用5G来取代原有的布线模式。5GLAN技术可以实现L2和L3层本

地交换功能，无需堆叠AR路由器。

此外，5GLAN通过N19接口支持跨域专网互联，取代Wi-Fi和专线，满足大

型企业分支机构和出差员工随时随地访问企业内网的需求。此外，通信网络由运

营商提供，提供更好的安全性和体验保障。

与传统局域网和广域网相比，5G局域网具有以下优势。

1）5G局域网之间的按需通信更加灵活。

2）数据转发路径由核心网络统一控制，以实现更好的业务连续性。

3）支持与QoS/切片相结合，以确保端到端服务质量。

1.4边缘计算（MEC）

边缘计算是一个中心DC（数据中心）更靠近最终用户边缘的位置，为用户提

供所需的服务和云计算功能的网络架构，将应用于内容和MBB核心网络部分的业

务流程，并将资源调度功能部署在靠近最终用户网络边缘的位置，通过业务处理，

以及应用程序、内容和网络的协同作用，与用户保持密切联系，以提供可靠、终

极的业务体验。

MEC的UPF可分为ULCL分流部署和主锚下沉部署。矿业、钢铁等生产企业要

求数据不离开园区，采用主锚下沉部署模式。

25G核心网专网部署模式分析

2.1部署模式

5G核心网采用NFV、云计算等新技术，控制与承载分离。控制平面采用面向

服务的架构，通过虚拟化实现弹性伸缩容量和网络切片功能。用户端功能通过

UPF下沉和服务应用程序虚拟化实现边缘计算。

5G核心网专网基于无线使用情况，有公网共享模式、公网专网模式和专网专

网模式三种建设模式。这三种部署模式如图1所示。

图15G专网部署模式

模式一是公网共享模式，即无线基站共享。通过5QI区分服务优先级。核心

网络5GC控制平面共享，用户平面共享UPF。承载网络是完全共享的。主要的典

型行业是教育、医疗、政务等。

模式2专用于公共网络，即无线基站共享。资源通过专用RB/载体进行硬隔

离。核心网络5GC控制平面共享、用户端UPF专用（接收器到客户区）或共享。