面向5G+垂直行业的网络配置模型

文 聂炜玲 黄 嘉 王丽秋

1.背景

1.1 概述

5G垂直行业的需求带动了运营商业务转型和收入增长。云计算与边缘计算协同的“云-边-网-端”成为未来垂直行业数字化发展趋势。中国信通院发布《云计算与边缘计算协同九大应用场景（2019年）》白皮书显示：未来云边协同将主要集中在九大应用场景上，聚焦协同，以应用为导向。因此，应对垂直行业的网络资源储备迫在眉睫。

1.2 5G垂直行业应用细分

5G垂直行业应用主要分为视频及泛娱乐类、智慧城市、智慧园区、智能电网、智慧教育、智能网联汽车、智慧医疗、智慧农业、智慧金融、智慧媒体、工业互联网、行业视频、网联无人机、智能服务机器人等14类共计86种应用。具体情况如表1所示。

1.3 5G垂直行业用户的分类

运营商将5G垂直行业用户分为三类，不同类型的用户采用不同的网络配置满足客户需求，具体分类如下：

表1 5G垂直行业应用细分表

优享用户：公网共用，采用切片模式完成业务逻辑隔离，实现特定网络速率、时延及可靠性优先保障。

专享用户：公网专用，采用覆盖增强+边缘计算模式，满足数据不出场、超低时延等业务需求，提供专属网络服务。

尊享用户：专网专用，建设专用核心网，实现高安全性、高隔离度、定制化建网需求。

2.网络应对部署策略

2.1 公用资源部分

2.1.1 云计算

云计算为垂直行业提供计算能力，运营商需要提升IaaS/PaaS/SaaS多样化产品服务能力，打造具备竞争优势的行业云解决方案。目前国内运营商的云计算主要为集中部署，在面向5G+垂直行业业务时期需要考虑计算能力下沉的模式，需要提前搭建云计算集中+边缘的计算架构，应对公有业务需求到来。

因此，云计算能力的部署需要同步考虑中心+边缘的模式，按需下沉，解决垂直行业用户边缘计算能力需求。

2.1.2 人工智能

人工智能为垂直行业提供语音处理、图像识别、分析预测等AI能力，满足对市场、营销、网络安全分析、智慧运营、智慧管理、智慧办公的需求。运营商需要依托IT云构建AI平台、移动云和边缘云，实现AI资源的提供。

因此，5G+垂直行业业务需要打造全范围的AI平台，该平台依托IT云构建AI平台，提供语音处理、图像识别、分析预测等AI能力，对内满足对市场、营销、网络安全分析的需求，对智慧运营、智慧管理、智慧办公的需求；通过AI资源的提供、内部数据AI变现，对外开放大数据服务能力，开展数据变现，为5G行业客户提供AI资源和AI平台，加强与政企、金融等行业的数据合作。

2.1.3 大数据

大数据为垂直行业提供全域数据，需要沉淀公共模型，构建模型超市，加强5G+等重点业务的支撑能力。对5G+垂直行业用户，运营向的需要完成全域数据的完善和建设，沉淀公共模型，构建模型超市，加强5G+等重点业务的支撑能力。以“数据中台”为纽带，为网络、市场、服务、安全、管理全流程及全环节注智，赋能网络运维智能化、业务营销智能化、用户服务智能化、运营管理智能化。重点支撑金融、交通、旅游、公安、城市规划。

2.1.4 物联网

物联网为满足不同垂直行业应用需求，构建NB-IoT、LTECat1及5G融合发展的物联网综合生态体系。面向5G+垂直行业业务，运营商可充分利用存量NB-IoT及LTE网络资源发展垂直行业业务并承接2G物联网业务量迁入，5G专网以复用公网资源为主、结合效益按需部署无线专网（频率/基站专用），建设专用ToB无线网络和核心网络。

大数据为垂直行业提供全域数据，需要沉淀公共模型，构建模型超市，加强5G+等重点业务的支撑能力。

2.2 专用资源部分

2.2.1 边缘计算

边缘计算为垂直行业提供边缘的接入和计算能力，为搭建5G网络边缘云架构，分阶段满足规划期海量连接（智慧城市、银行、工业、农业等业务）、大带宽（云游戏、智慧文旅、行业视频、高清视频）、低时延高可靠业务接入（远程手术、无人驾驶）业务接入。网络需要根据业务时延、覆盖范围、安全容灾、规模效益等因素，部署共享型边缘计算节点和专用型边缘计算节点。

边缘计算节点需要贴近用户部署，因此共享型边缘节点主要设置在运营商自有机房，下沉至地市或县级机房设置，满足多租户的业务需求。在地市以下按需部署面向某企业的专用型（独享型）网络云边缘节点，满足企业数据本地分流/隔离，低时延等需求。

2.2.2 传输及承载

传输及承载作为配套网络，主要为满足无线和边缘节点的网络连接。承载主要满足各级TOB UPF接入CMNet、云专网、IP专网及流量承载的需求。传输主要满足针对垂直行业的核心网UPF下沉和无线网末端专用基站的承载和接入需求。

3.基础资源配置模型

根据垂直行业的主要应用与功能需求，不同类型需求于网络的对应关系，如表2所示。

表2 5G垂直行业与网络对应关系

3.1 基站配置模型

基站配置模型分为室外覆盖和室内覆盖两种：

室外覆盖：适用业务发生在室外的应用场景，或可通过室外覆盖解决的室内应用场景，采用室外基站覆盖，如表3所示。

5G已覆盖区域（700M/ 2.6G/4.9G），优先通过既有基站资源承载（基于QoS保障、切片、划分专用频率资源）5G未覆盖区域，或5G覆盖不满足业务发展需求，参考每平方公里新建基站模型。

室内覆盖：适用业务发生在室外的应用场景，需进行室外覆盖，如表4所示。

5G已覆盖场景，优先通过既有5G室内基站资源承载（基于QoS保障、切片、划分专用频率资源）。5G未覆盖场景，结合需要室内覆盖的面积估算无线投资需求，参考新建5G室内基站来满足业务发展，室内覆盖建设以2.6G频段为主。

表3 基站配置模型建议-室外覆盖

3.2 边缘计算节点配置模型

网络云边缘节点考虑到边缘机房位置、承载容量规模，虚拟层与SDN(如有)资源等占用情况，将电信云边缘节点分为大、中、小三个管理资源类型。

3.2.1 大型边缘节点

大型边缘节点多适用于地市和大型区县（规模大于等于25台服务器），包含VIM和SDN(如有)控制器，控制、计算和存储组件进行物理隔离，保证控制组件的性能和可靠性。

3.2.2 中型边缘节点

中型边缘节点多适用于中型区县（规模约为5-24台服务器），包含VIM和SDN(如有)控制器，控制组件和计算组件在物理上可采用共部署方案，以提高资源利用率。

3.2.3 小型边缘节点

小型边缘几点多适用于小型区县和接入（规模为1-4台服务器）(暂不考虑扩容情况)，可包含VIM，但不含SDN控制器，建议VIM控制组件和计算组件物理上共部署，但在节点数量小于3的情况下不能保证VIM控制组件可靠性。

边缘计算节点根据大中小共分为4个模型配置，如表5所示。

表4 基站配置模型建议-室内覆盖

表5 边缘节点配置模型建议

3.3 传输与承载配置模型

3.3.1 传输配置模型

针对客户侧ToB UPF部署，传送网将主要解决其向上至承载网节点（CMNet+IP专网）和向下至5G基站的传输承载和接入问题，可结合以下传送网资源配置模型进行方案选用。

UPF至承载网模型按UPF设备至承载网节点上联距离及本地汇聚OTN覆盖情况，分为以下几种场景，如表6所示。

表6 传输配置模型-UPF至承载网部分

UPF至5G基站按行业客户类别及无线基站策略分为以下几种场景，如表7所示。

表7 传输配置模型-UPF至承载网部分

3.3.2 承载配置模型

TOB UPF主要接入CMNet和IP专用承载网，单UPF根据规模和接入需求不同，承载网侧的投资也有不同，主要配置模型 如下，如表8所示。

表8 承载配置模型

4.总结及建议

目前垂直行业具体的需求不明确，成为垂直行业网络储备的难点。建议运营商应从网络成熟度及技术成熟度两个方面进行综合评估，对近期发展可行性大的业务需求进行必要的网络建设。提前部署公网能力，搭建下沉至地市级的共享型网络架构，满足共享型用户的业务接入。针对省内重点企业可能存在的专用业务需求，预留项目投资，参考本文中的主要网络配置模型，快速响应专用业务需求，用自选菜单的方式配置业务模型及投资估算，利于下一步业务的商务谈判。