关于5G双域专网的应用研究

刘岚 徐建林

中国移动通信集团贵州有限公司 贵州 贵阳 550002

1 5G双域专网业务能力输出要点

在当前的技术背景下，针对5G专网技术的实际应用方向，可大概被分为如下几种类型：一般性网络连接类、对安全性于控制力有较高要求类、对时延敏感类、上述类别混合需求类。而5G专网现存的服务类型包括两方面，其一为向专门的网络提供连接，这一服务内容与5G网络自身具备的功能特征相关，主要体现为覆盖面积广、带宽较大、连接范围较为广阔、网络连接状态较为稳定。其二为边缘算力，这一特征关乎5G网络自身的融合功能，具体表现为时延较低、数据表现能力较低、网络总体开放、安全性较强。随着5G网络稳定性与技术性的日渐提升，以上几种功能也在逐渐交融发展。

1.1 差异化连接水平

由于客户身处不同的行业与岗位，其对于5G双域专网应用业务的实际需求也存在差异。其中对差异化连接能力需求较大的应用方向就是在5G公网的技术支撑之下，达到生成5G专网技术应用场景的目的。这里可以以车联网业务为示范举例说明：车联网的主要技术应用场景包括：车内多媒体运行、5G专网是否覆盖全车、车内网络的上行速率与下行速率、车辆行驶过程中车内5G业务的连续性，以及车路协同场景的创设、5G专网的时延、抖动，最后还包括整体业务的是否可靠。

1.2 确定性连接水平

在确认使用场景的前提下，具体应用对5G双域专网提出的具体需求为带宽、速率、抖动、时延、可用性等网络性能以及安全隔离能力[1]。当需要在5G公网的基础之上搭建起5G专网技术应用场景时，最主要也最迫切的需求内容就是对确定性连接能力的实际需求。这是由于判断业务开展是否具有充分的可用性，其最主要的判断标准就是确定性的连接能力高低。这里可以以智慧医疗业务为示范举例说明：在实际的使用过程中，应用于院前急救场景的数据回传，其速率要求大于等于30Mbp每秒的上行带宽，以及低于50m/s的网络时延。

1.3 边缘计算功能

为了有效地控制网络负荷量，尽量减轻网络负荷带来的负担，并且充分提升数据处理的时效性与质量水准，提升用户对实际开展业务的体验感，5G专网边缘计算力要做到下沉用户侧，这样才能贴近用户需求，提升与行业应用的贴合性。而5G专网下沉的能力大概可被分为控制面与用户面两方面。而为了客户行业能够降低管理成本，提升管理水平，缩减部署工作开展的工作量，就要求5G双域专网要做到以边缘计算为技术基础，促进5G专网与行业应用相适配，为行业用户按需参与网络运营以及网络数据辅助生产奠定开展基础。这里可以以智慧园区业务为示范举例说明，出于对管理者管控数据的安全因素考虑，系统生成的数据应往往不会离开本园区，而监控类视频数据对较大上行带宽的需求较大，且要具备实时分析以及根据分析结果进行预警的功能，基于这种情况，可以看出智慧园区产生的生产数据对时延性的要求较位显著。

1.4 高性价比

除了要满足客户的具体需求以及客户对网络的能力要求，为客户节约运行成本也是5G双域专网运行的主要能力之一。基于这种需求，就应该将已投入商用的2C（to Customer，面向个人用户）网络运用于5G双域专网中，并在其中系统地运维5G网络，使其达到分摊网络建设成本和运维成本的目的，进而达到客户的高性价比需求。

2 5G双域专网业务需求分析

2.1 教育行业

5G双域专网业务的主要需求群体就是我国国内的各大高校。而基于这种情况，就要对校园客户具体需求进行掌控。校园客户的实际需求主要体现为以下几点内容。首先，本校的师生在本校的地域范围内应该能在5G网络的支撑之下实现对校园内网的访问，访问的全程都应严格遵守当前校内校园网的运营原则，且其中将会产生的具体业务资费应由校方独立承担。其次，本校的师生在访问外部网络时，应该借助各自选择的运营商网络完成疏导，其中会产生的具体业务资费应以2C资费为标准由本校师生自行承担。然后，本校师生无论处于我国境内的任何角落，都应该能够实现对校园内网的访问，其中将会产生的具体业务资费应该统一计费。最后，我国范围内不属于本省的外省用户师生，一旦来到校园内部，实现网络漫游也要可以实现对校园内网的访问，其中将会产生的具体业务资费也应该统一计费。

2.2 文旅行业

所谓的文旅行业，其主要是以剧院、博物馆、科技馆、体育场、文化馆等客户为代表。这一类客户的主要需求体现为期望能够基于5G技术中大带宽、低时延及边缘计算能力等功能的支持，再加之使用AR（Augmented Reality）、VR（Virtual Reality）等技术，为前往参观游玩的旅客充实游玩内容，使之更加沉浸投入，提升体验感。例如在博物馆内借助全息投影、AR等技术实现对展品信息的普及。这样的需求使得5G双域专网应该保证在一定的场馆限制范围之内，参观的游客应该能够使用手机平板等终端实现对该场馆内部网址的访问以及进一步操作，其中产生的流量资费应该由该场馆或者说文旅行业客户统一支付。从文旅行业的实际情况出发，访问点击内部网络的用户应该来自不同的运营商和不同的地域省份，并不局限于本省用户。

2.3 政务行业

5G双域专网业务还会迎来相关企事业单位的实际需求，在这一类用户的使用需求中，会涉及许多不同的办公场景，也因此应该对相关从业者的办公需求日常各场景的实际通信需求进行满足。

2.4 需求要素分析

针对如上几方面行业的具体使用场景的细致化分析能够观察到，使用者的职业类型与身份特征、访问目的不同，直接导致了5G双域专网业务所要提供的业务开展范围、用户终端可控性、费用结算方式等方面内容也不尽相同[2]。

从访问人群的角度出发服务，高校内的各师生等用户群体具有明显的固定性，但文旅场景中，由于其场所性质的特殊性，来访的游客可能来自于全国各地甚至世界各地，这一用户群体就具有明显的流动性以及不确定性，那就要求5G双域专网业务应该保证能满足所有区域内游客的访问需求。

从业务开展的角度出发，高校方希望但凡是在本省范围内本校师生都可以随时实现对校园网的访问，而在文旅场馆，则希望游客一旦不处于本场馆之中，就无法实现对场馆内网的访问。

从用户终端可控性的角度出发，部分政务机关会为工作人员统一配发终端。但在高校内，师生的终端设备均自行购买，不能实现对访问终端的指定性管理。

从费用结算的角度出发，同样都是访问网络这一行为，高校师生与游览游客的结算标准存在差异，而访问内网的流量，在指定区域内及本地市内优惠计费均存在需求。

3 5G双域专网的应用方案

3.1 单DNN

单DNN方案即只为园区用户签约园区专用DNN，所有业务数据流量均汇聚至支持专用DNN的UPF。在用户签约上，只为用户签约专用DNN，通过纠错机制为用户建立专用DNN会话，承载所有流量。

3.2 多DNN

多DNN方案即除通用DNN外，为园区用户新增签约园区专用DNN，互联网流量从地市通用UPF出口，园区流量汇聚至支持专用DNN的UPF在用户签约上，用户需要签约CMNET及专用DNN。

3.3 基于ULCL分流的双域专网方案

该方案是利用ULCL本地分流技术，即ULCLUPF识别出访问园区的业务并通过边缘辅锚点UPF进行流量本地疏导，其他访问公网的流量仍从主锚点UPF出口。

4 5G双域专网的部署模式

4.1 DNN方案部署模式

4.1.1 共享模式。复用地市UPF作为支持专用DNN的UPF，并与园区专网通过隧道连接。

4.1.2 专享模式。新建园区UPF作为专用DNN的UPF。在时延体验方面，由于UPF部署在园区，业务时延较小。在维护难度方面，园区级UPF维护难度较大，成本较高。

4.2 ULCL方案部署模式

当使用基于ULCL分流的方案时，ULCLUPF存在地市分流、园区分流两种部署模式。

4.2.1 地市分流模式。选取专用地市UPF或者复用地市UPF作为园区分流专用的ULCL+PSA1 UPF，并与园区专网通过隧道连接。

4.2.2 园区分流模式。园区新建2C边缘UPF作为ULCL+PSA1UPF用于疏导园区用户的公网流量，地市级UPF作为PSA0UPF。

5 实际应用建议

在目前的技术前提下，双域专网暂无能够适用于上述一切场景的统一化完备方案，但可以根据客户行业区别，以及技术匹配程度，高校、政务、文旅等行业的业务内容，可以依据需求的差异，对其采取不同的双域专网技术方案。下面基于具体的技术方案及行业应用的典型性体现，对时下不同行业的方案选择展开分析

5.1 政务

由于工作内容以及行业从事的特殊性，部分职业的政务客户会存在单位统一配发网络访问终端的情况，一旦该行业客户可能够使用统一定制的终端设备，就可以借助专用于DNN的双域专网方案。例如警务通的使用，使用定制的终端实现对警务通的访问时，客户可以借助手动切换的方式完成对通用和专用DNN的随时切换，而具体地市也应与之对应地分别部署2B及2C的UPF。在利用统一的终端设备访问互联网时，2CUPF能够把业务流量疏导至互联网，而当切换回内网进行访问时，2BUPF就会将业务流量疏导至警务内网中[3]。

5.2 教育

教育行业的使用还是以我国各地高校较为典型，这是因为这一部分客户群体稳定性较强，使用目标相对明确，而且高校师生访问网络时采用的终端均为商用手机。基于这种情况，可以采用特定用户分流的ULCL双域专网方案，并以此来迎合本地市需要分流的具体需要。基于ULCL的方案，运营商部署边缘UPF作为ULCL及辅锚点UPF连接校园内网，再利用用2C地市UPF做为主锚点连接互联网。在访问互联网业务时，业务流量经由边缘UPF（作为ULCLUPF）及2C地市UPF疏导至互联网。而当本校师生访问内网时，业务流量通过边缘UPF（作为ULCLUPF及辅锚点UPF）疏导至校园网络。基于DNN的方案在高校也有相应案例的业务探索，运营商为高校师生开新的SIM卡并签约专用DNN，复用地市UPF连接互联网和校园网络。访问校园网络及互联网均由地市UPF疏导[4]。

5.3 文旅

针对文旅场所的实际使用情况分析，这一类的客户群体的灵活性较强，流动性较大，与之对应随机性于不确定性也就相对较强，基于这种情况，可以使用将场馆区域内所以用户进行分流的ULCL双域专网方案，这样就能充分迎合本场馆内分流的业务需求。同运营商部署边缘UPF作为ULCL及辅锚点UPF连接场馆网络，复用2C地市UPF做为主锚点连接互联网。在访问互联网业务时，业务流量经由边缘UPF及2C地市UPF疏导至互联网，在访问内网业务时，业务流量通过边缘UPF疏导至场馆网络。

6 结束语

伴随着5G技术同各行业发展的深入融合，我国各地都在对双域专网业务展开探索和实施，为了满足行业内外的更多需求，运营商仍需积极完善技术方案，为5G技术的不断升级与融入行业持续助力。