引爆5G应用的第一枚核弹5G专网,三大
5G时代我国运营商利用网络切片及边缘计算技术构造虚拟专网,在传统专网的基础上融合了5G大带宽、低时延、广连接等优点,对我国目前专网通信技术起到较明显的改进推动作用。年我国各省市5G专网建设积极性逐步走高,低时延及高带宽特性赋能石油通信、民航及工业互联网等,解决相关产业对视频实时通话及监控、低时延远程操作等需求。
运营模式看,虚拟专网以运营商构建、企业支付使用费用为主,三大通信运营商皆推出自身专网解决方案、专网平台及发展路径;后续随着互联网公司对5G相关产业融合的介入,5G专网不仅仅只由运营商提供,互联网公司也可以帮助企业提供5G核心网或者业务平台等服务,将提供更多的行业应用维度,丰富5G应用的同时也让5G专网相关设备产业链百花齐放。
本期的智能内参,我们推荐开源证券的报告《5G专网助力产业横向拓展,打开5G纵向新空间》,揭秘5G专网的最新发展状况、以及在工业互联网、民航通信、石油通信等领域的应用。
本期内参来源:开源证券
原标题:
《5G专网助力产业横向拓展,打开5G纵向新空间》
作者:赵良毕
一、应用于2B端的5G专网
专网是主要针对2B端的网络,公网是主要针对2C端网络。按广义定义分类看,无线通信可以分为专网通信和公网通信两部分,其中专网无线通信主要指遵循IPv4和IPv6规范,采用专用IP网络地址空间的通信网络;公网则主要指供公共用户使用的通信网络。
二者差距看,专网在特定区域进行信号覆盖,弥补了公网通信无法覆盖的范围,由于专网对于技术可靠性需求较高,整体安全性、抗干扰能力优于公网,同时由于其覆盖物理范围小于公网且需求场景较确定,其专业性、专用性较高。应用侧看,专网专用于特定行业或企业如政府、军队、公安、能源、消防、轨道交通等部门或领域,广泛分布于应急通信、调度指挥等2B端应用场景;公网主要渠道为个人、企业等社会公众用户,偏向于2C端客户,达到社会上广连接的作用。
▲专网主要面向2B端,公网更偏向2C端
民用专网脱胎于电报技术,目前我国专网主要集中于模拟和数字窄带通信为主,处于模转数进程中。专网无线通信在二战后迎来从军用向特殊行业应用的发展趋势,分行业技术发展看,我国从50年代开始,在铁路设置无线调度系统(无线列调),实现语音调度指挥并沿用至今,目前客运专线逐步向GSM-R转变;20世纪80年代中期,我国引入模拟集群技术(中继系统),主要供政府部门使用,模拟集群效率较低,整体处于向数字集群平滑升级过程中。
20世纪90年代末我国开始自研数字集群技术标准。目前我国应用最广泛的数字集群技术是源于欧洲的TETRA技术及摩托罗拉的iDEN技术。目前在我国主要的TETRA厂商是摩托罗拉和空客。空客的主要市场为政务网,摩托罗拉在地铁市场占据优势地位。国产替代看,我国海信、七一二、海能达等单位皆有相关TETRA终端在产。
我国自主窄带数字集群发展看,中兴GoTa发展较迅速。我国最早的自主的数字集群技术是基于公网技术的中兴GoTa和华为GT。中兴GoTa技术基于CDMA开发,华为GT基于GSM技术开发,可以提供组呼、单呼、优先级呼叫等语音业务以及数据业务,其中GoTa技术在中国电信公网集群业务中贡献较大。
我国自研警用窄带PDT技术逐步形成对TETRA替代。警用窄带PDT技术于年开始研发,基于欧洲DMR标准进行修改,关键性指标较TETRA更佳,降低建网成本,逐步形成对TETRA的替代,现已形成完整产业链且仍在发展,在新疆反恐工作中发挥较大作用。PDT在业务复杂程度等方面较TETRA稍差,技术指标中最大数据吞吐量较TETRA相差近三倍,且PDT技术设备价格较高,对进口的TETRA设备暂时未形成明显的价格优势。
▲TETRA数字集群通信系统网络架构是我国主流
▲S-数字模拟兼容交换中心实现PDT国产
宽带技术是专网技术的发展方向之一,我国在研发宽带数字集群技术方面处于世界领先水平。宽带集群是先宽带接入后进行集群功能,北京信威在年研发推出世界上首套采用TDD双工模式的宽带无线集群技术McWiLL,能够提供视频业务和高速数传业务。
年工信部电信研究院的牵头发起了基于3GPPR9版本的LTE技术的宽带集群(B-TrunC)产业联盟。B-TrunC集群技术被CCSA采纳为我国LTE宽带集群标准。年国家将~MHz和~MHz两个频段划给了采用TDD的专用无线系统,其中1.4GHz频段作为公共安全等共网使用频率,1.8GHz作为各行业专网使用频率。
▲McWiLL通信系统结构为我国自主研发
▲B-TrunC产业联盟制定我国业界主流评选准则
专网通信市场规模逐年增长,对专网通信需求旺盛。专网通信是指通过建设安全可靠的无线服务的专业网络,为特定的部门或群体如政府与公共安全等行业提供应急通信、指挥调度、日常工作通信等服务。专网通信可以有效弥补了公网通信所无法涉及的领域。
根据年3月十三届全国人大一次会议第四次全体会议,国务院提出拟组建应急管理部,提升专网需求。国家政策的支持也推动我国专网通信行业市场发展。另外,随着国家经济快速发展,对于公共安全的重视程度也在不断加深,带动了对于专网通信的需求。
我国专网通信行业市场规模不断增长,据中国产业信息网数据,-年我国专网通信行业在不断扩大发展,年专网通讯市场规模的市场规模超过亿元,专网通讯产值超过亿元。代表着专网通信由于自身安全可靠、自主控制、保密性高等特点带来需求端的高景气度。
▲中国专网通信行业市场规模不断增长
5G专网对当前专网通信系统改善意义较大。专网通信系统在不断发展的同时也面临着一些问题。结合5G通信自身具备的低时延、高速率和广连接三大特征,5G专网实现了信息安全性,网络专有性及可靠性等特点,完善了专网带宽低、时延长、安全性相对较差等弊端。说明将传统专网向5G专网的升级存在解决当前专网通信长期存在问题的较大可能性。第一,我国频谱资源大部分已经划分给了公网,这使得能够划分给专网的频谱资源十分有限。
特别是宽带专网通信对频谱的需求较大。然而对于具有网络专有性的5G专网,国家可能会释放专门的5G专网频谱。第二,许多垂直行业如公安、轨道交通、军队等对网络通信的要求越来越高,具有覆盖范围广、高带宽、高保密性等需求,5G专网在这些方面能很好的满足。另外,虽然宽带通信在不断发展,但网络资源频率在目前是受限的,然而大数据时代对于数据的需求在不断增加。在这种情况下,5G大带宽低时延的优点使得5G专网占有优势。
随5G时代来临,年我国广东省、湖南省、肇庆市、北京市、苏州市等各省市5G专网建设积极性逐步走高,专网体量增长确定性较大。近几年,随着物联网、大数据等新技术、新业态的广泛应用,在公共安全、社会管理、应急通信等政府和行业物联网应用领域,尤其是超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性等多场景情况下,对海量信息接入和传输安全性、可靠性、及时性提出了极高的要求。相关需求在教育、政务、公安、应急管理、电网、高速公路、船舶、钢铁石化等行业主要应用中展开试点,目前已经成为较明确的发展方向,跟随“两化融合”脚步赋能千行百业。
▲年我国整体发力,进行5G专网相关布局
二、专网建设运营商为主,互联网公司为辅
1、5G时代我国专网主要以虚拟专网为主,运营商话语权较大
5G时代专网建设方法主分为自建独立物理5G专网及依靠运营商,利用边缘计算、网络切片技术建立虚拟专网两种。国际上主流为向企业分配专网频段并自建专网,德国、日本、英国、荷兰、法国等国家已允许企业自建5G专用网络且为垂直行业分配了5G专网频段,企业只需支付一定的费用即可使用;我国主要为依靠运营商,利用边缘计算、网络切片技术建立虚拟专网,目前运营商正积极与各行各业合作建设虚拟5G专网,三大运营商中国移动、中国联通、中国电信皆推出自身专网解决方案及发展路径。
▲专网同公网共享资源随组网形式不同而不同
中国移动5G专网建设布局较早,推出专网平台,网络定制化能力较强。年11月18日,中国移动发布《5G行业专网研究报告》,根据无线建网方式差异提出面向行业客户的5GM.V.P三类行业无线专网方案。M混合专网提供高性能、高隔离的解决方案;V虚拟专网提供低成本增强性能的解决方案;P物理专网提供极致性能极致隔离的解决方案;年7月22日,中国移动正式发布5G专网产品、技术、运营三大体系与运营平台,明确5G行业专网的组网需求、网络架构及网络端到端的主要技术需求,帮助行业客户快速构建安全可靠、性能稳定、服务可视的定制化专属网络。
中国移动专网采取边缘计算+虚拟组网技术,ToB端同ToC端各自独立建设AMF/SMF/UDM/UPF等单元并进行必要的互通,整体共用无线,仅在特定需求场景下建设基站以提供专用无线资源;共用传输网络,通过SPN软、硬隔离手段为ToB应用按需划分传输资源。
▲中国移动5G行业专网可以使用公网资源
▲中国移动5G专网逻辑网络架构与国际主流接轨
具体措施方面,中国移动5G专网规划相对细致。中国移动首先推出5G专网“优享、专享、尊享”三种服务模式,包括边缘计算、超级上行及网络服务等多项5G专网能力。此外,中国移动还发布了5G专网运营平台,为行业客户提供一站式业务全流程服务。应用场景方面,中国移动聚焦港口、矿山、钢铁等多个行业,目标打造个集团级5G龙头示范项目和0个省级特色项目,探索多样化精品行业专网服务。
在支撑体系中,中国移动汇聚各领域专家组建一支专家队伍,通过“一支队伍”+“N个行业专家分队”的顾问式支撑模式,聚合网络业务支撑、5G技术、垂直行业洞察等服务能力,为客户提供售前咨询、方案设计、技术定制等服务,全面赋能千行百业。
▲中国移动专网预计年H2具备商用能力
中国电信在5G专网发展方面重视技术验证及网络基础稳定。中国电信于年4月携手华为完成了业界首个基于5GSA网络切片的验证,并开通5G云专线,为不同行业下游客户提供更加可靠更低时延的端到端切片行业云专网。中国电信旨在增强电网与电力用户间的双向互动,有效提升在突发电网负荷超载的情况下对电网末端小颗粒度负荷单元的精准管理能力,进而将因停电所造成的经济、社会影响降至最低。
▲中国电信携手华为完成业界首个基于5GSA网络切片的验证
中国电信将云网与5G专网结合,正逐步探索5G专网应用领域多元化。年6月27日,中国电信在上海举办行业客户5G云网发布会,发布了媒体、医疗、教育、金融、物联、视频六大5G行业云网方案,推动5G与垂直行业相结合的业务创新。其中物联方面尤为受到业内
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