私有5G网络：规模化部署时机已至

私有5G网络：扩大规模的时间 GSMA是一个全球性组织，致力于统一移动生态，以发现、开发并交付支撑积极商业环境和社会变革的基础性创新。我们的愿景是释放连接的全面力量，使人们、产业和社会蓬勃发展。GSMA代表移动生态系统及相邻行业的运营商和组织，为成员提供三大核心支柱服务：善用连接、行业服务与解决方案，以及对外拓展。此活动包括推动政策、应对当今最大的社会挑战、奠定让移动技术运作的技术和互操作性基础，以及通过MWC和M360系列活动，向世界提供最大的移动生态系统汇聚平台。 gsma Intelligence是全球移动运营商数据、分析和预测的权威来源，也是权威行业报告和研究的发布者。我们的数据涵盖了全球每个国家的所有运营商集团、网络和mvno——从阿富汗到津巴布韦。这是目前最准确和最完整的行业指标集合，包含数千万个独立数据点，每日更新。 gsma情报机构被领先的运营商、供应商、监管机构、金融机构和第三方行业参与者信赖，以支持战略决策和长期投资规划。这些数据被用作行业参考点，并经常被媒体和行业本身引用。 我们邀请您访问gsma.com了解更多信息 我们的分析师和专家团队定期就多个行业主题发布具有思想领导力的研究报告。 遵循GSMA：@GSMA www.gsmaintelligence.com gsmaintelligence.com 2024年9月发布 作者 Shiv Putcha, 研究与咨询总监, Christina Patsioura, 物联网与企业首席分析师, Tim Hatt, 研究与咨询负责人 这份报告由GSMA Intelligence进行，并由赞助商英特尔支持。 执行摘要 截至2024年年中，私有无线网络已积累了大量发展势头。如今不仅全球部署数量增多，而且健康的务实态度似乎已渗透到该行业。几个主要市场正越来越多地开放频谱接入，以支持私有网络部署和新的商业模式。但即便如此，私有5G仍主要局限于地方层面，因为特定国家的政策将很大程度上决定私有5G的发展势头以及最终部署的私有无线网络的特点。 私有网络市场，尤其是私有5G市场，正以惊人的速度增长，因为企业越来越多地与生态系统参与者合作，包括电信运营商和系统集成商，来建立私有无线网络。行业关注点正越来越多地集中于弥补私有无线解决方案中的空白，从这个意义上说，这也是一个成熟的市场细分。私有5G将继续获得发展动力，多家供应商将加大投资力度。但价值点正从无线电和移动核心转移，这两者现在是基础要素，转向分布式边缘以及跨企业信息技术（IT）和运营技术（OT）环境的工作负载的无缝编排。 意味着大量的复杂性，因此竞争格局转向以系统集成为企业提供关键合作伙伴。系统集成商已经与企业建立了现有关系，并越来越多地承担起领导企业专用无线网络的责任。然而，有几家大型电信运营商在这方面取得了重大进展，包括主要的中国运营商以及其他如Singtel、Telstra和Verizon的运营商。 企业需求的多样性也意味着一刀切不适用于所有情况。这体现在诺基亚和爱立信身上，在少数几个大型供应商中，存在着非常长的、由众多小型供应商组成的链条。一个明确的例子是移动核心软件的众多提供者，从行业先驱如HPE Athonet到像Celona和Druid Software这样的公司。其中许多参与者将其解决方案基于英特尔（Intel）的FlexRAN参考架构，该架构一直是满足企业需求解决方案的关键推动者。 企业间存在巨大差异，不仅体现在其规模和工作负载上，还体现在它们试图实现的用例类型上。企业场所的覆盖范围增加一直是私有无线网络的一个关键独特卖点（USP）。然而，最终，覆盖范围将是一个复合体，包括作为现有网络覆盖层的蜂窝网络覆盖，以及在某些区域安装的遗留Wi-Fi。理想情况下，私有网络将覆盖所有可服务区域，并管理网络中的多样性。 私有5G的真实价值在于边缘云解决方案，该方案赋予企业灵活性，使其能够本地部署工作负载并处理数据。在某些情况下，工作负载也将通过多云连接到公共云或私有云进行隔离处理。2024年，私有无线网络空间中的其他关键创新领域包括工作负载的无缝编排、对安全性的关注超越接入点名称（APN）以及连接端点的全面可见性。 全球范围内出现的部署模型类型也存在显著差异。频谱仍然是关键的基础构件，当地监管机构如何处理频谱可用性和许可问题，对塑造部署的进程和质量起着关键作用。但多样性也 市场更新：势头仍在，但规模需要扩大 各行业持续存在对私有无线网络的需求，企业寻求定制化连接以满足特定需求。这意味着，现有基于LTE的私有网络运营商，在能够使用非独立组网（NSA）架构、配备5G无线电和LTE核心快速部署私有5G网络的程度内，拥有竞争优势。最终，NSA网络可以升级为5G独立组网（SA）以提供端到端的5G连接。 过去12个月中，已将5G添加到服务中的比例。目前，近三分之二的运营商已部署私有5G，这一数字是去年同期可比数据的两倍（见图1）。这得益于5G SA网络份额的增长，这些网络对于5G的低延迟优势是必需的，以及高频谱容量数量的增长。 数据清晰地讲述了一个故事。无论是由运营商、系统集成商或企业直接部署，私有5G部署都显示出强劲的势头。部署私有5G的移动运营商数量是衡量这种势头的一个有用指标。虽然绝大多数运营商（84%）已经拥有私有网络，但发生了一个值得注意的变化。 图1 尽管存在区域差异，全球多个市场在专用无线网络发展方面已取得显著进展： 北美： – 三大主要运营商——威瑞森、AT&T 和 T-Mobile——均已实施现场部署，并将私网无线作为向企业客户销售 5G 的优先方式。 – 私有无线活动的关键市场包括德国、法国、英国、西班牙和北欧国家。 – 虽然制造业和服务业（金融服务和媒体）等典型企业部门展示了主要应用案例，但在建筑、采矿、机场、港口、医疗诊所和医院等关键基础设施项目中已进行了更大规模的部署。 市场分为两大阵营，即使用授权频谱（由运营商或供应商运营）和不授权频谱的群体。后者模型大量利用了公民宽带无线电服务（CBRS）频段。 韩国在专用网络发展方面继续保持领先地位，韩国科学与信息通信技术部（MSIT）报告称，专用5G已在48个地点投入运营，相较于2022年大幅增加。韩国的主要应用案例涉及造船、物流、医疗保健、制造业和能源。 在中国，三大电信运营商在私有网络实施方面处于领先地位，涵盖私有4G和5G。全球范围内，中国在私有5G部署数量上处于领先地位，监管机构和其它来源的数据有所不同，将部署总数置于超过30,000。 企业需要5G吗？ 定义私有无线网络很重要，因为它们已经存在一段时间了，并且并不总是基于蜂窝技术。例如，Wi-Fi 网络在其核心也是私有的，用于住宅或企业环境中高度本地化的应用场景。 第三代合作伙伴计划（3gpp）已将私有网络定义为非公用网络（npons），主要区别在于这些网络不会在通常由现有电信运营商运行的“公用”广域网（wan）上运行，而是运行在规模较小、满足企业“私有”需求的网络。大多数私有网络属于独立npon（snpon）类别：gsma将其定义为“一个自包含的独立网络，由工业运营商使用租赁、未授权或私有授权的频谱运营，该频谱为外部企业访问而屏蔽”。还有其他类别的私有5g网络，将具有私有网络与公用网络之间的集成特征。 超越定义，企业终端用户需要考虑可能需要私有无线网络的使用案例的数量和类别。第一个方面是使用案例是否可以通过尽力而为的连接性来启用，还是需要关键任务连接性。企业需要考虑的第二个方面是这些使用案例是否可以通过‘本地’的网络覆盖来提供服务，还是需要宏网络来提供更广泛的覆盖范围。图2展示了一个框架，用于分析企业在这些选择和权衡中的分析。 图2 私有无线网络用例框架 大多数正在推进数字化转型的企业将在图2的右下象限看到新兴用例（“本地”网络和关键任务用例）。然而，用例可以 也将扩展到更广泛的移动场景中，这将把它们推向混合网络部署的上右象限。 2.1 私有无线网络的特点 私有网络为企业提供了相对于企业已部署的传统能源蜂窝网络和Wi-Fi网络的多项关键优势和好处。 更广的覆盖范围与更小的占用面积 52 个 Wi-Fi 接入点以及两个 LTE 基站。使用 5G 私有无线网络，也会有类似的效果。基站数量更少在降低企业拥有总成本方面具有重要意义。正如诺基亚工厂的例子所示，与 Wi-Fi 接入点相比，5G 无线电的成本显著更低，特别是当计入连接到 Wi-Fi 接入点的光纤连接的附加成本时。 私有无线网络帮助企业在其场所实现近乎全覆盖，涵盖室内和室外场景。与 Wi-Fi 接入点相比，给定区域可以使用更少的蜂窝无线电（小型蜂窝）来覆盖。这方面的一个早期例子是澳大利亚矿业巨头力拓，用四个 LTE基站替换了超过 30 个 Wi-Fi 接入点。类似地，诺基亚在钦奈的智能工厂也 更大的覆盖范围使企业场站能够实现更多用例，包括高度移动性用例或位于难以到达区域的固定资产用例。然而，最终，覆盖范围将是一个综合概念，是现有网络上的蜂窝覆盖层，包括在特定区域安装的遗留Wi-Fi。理想情况下，私有网络将覆盖所有可服务区域，并管理网络多样性。 可在恶劣环境中运行 存在许多处于恶劣环境的行业垂直领域。这包括石油和天然气、交通运输、航空和采矿等能源领域，这些领域经常涉及对稳定连接具有挑战性的区域。即使制造业也由于重型机械的存在、视线不清和障碍物等问题的存在，对连接提出了独特的挑战。5G专网可以通过使用空间分集和协调多点（CoMP）等技术来克服这些挑战，消除阻塞并实现苛刻的可用性目标。 移交能力以启用移动用例 传统 Wi-Fi 覆盖的主要挑战之一是无法实时跟踪和与移动终端通信，无论这些资产是产品还是人员。LTE 和 5G 等蜂窝技术为终端在从场地的一个区域移动到另一个区域时提供了切换能力，无论是室内还是室内到室外。切换能力正在支持资产跟踪、库存控制和管理的用例，以及自动导引车 (AGV) 等自主车辆。例如，AGV 需要 10 毫秒以下的延迟以及切换能力，以实现工厂或场地的无缝移动。在繁忙的工厂或仓库中，AGV 的数量可能达到数百台，使得延迟和切换要求至关重要。相对于 Wi-Fi，5G 能更好地满足这些要求。 本地化资产和数据控制 结合可配置网络，企业也可以在本地部署计算资源，并在本地站点级别保护其网络。以安全的方式执行此操作，使企业能够收集和分析数据并部署新的用例。对任务关键且需要低延迟以进行实时决策的用例可以进行本地处理。这还有助于将敏感数据保留在本地，为现场部署的设备和终端构建安全性，并节省与数据传输到集中式公共云或私有云相关的巨大成本。 通过提高生产率来提高成本效益 可配置的服务质量 提升生产力已成为企业的当务之急，尤其是那些被“数字”玩家颠覆的垂直行业。例如，制造业的企业正试图通过使其生产线更智能化，来提高装配线和更广泛的工厂运营效率。企业此前曾零散地采用了无线/移动技术，现在则意识到并正在评估通过5G、Wi-Fi 6甚至NB-IoT等无线连接技术来增强和扩展其广域网的潜力。私有无线网络也在其他领域节省成本。例如，制造企业迁移到私有网络后，可以消除连接每台机器所需的昂贵布线，同时也能降低能耗。 传统技术如Wi-Fi本质上是无差别连接，并且是覆盖区域内所有终端的共享资源。4G LTE比无差别连接更进一步，但仍然没有“配置”网络以实现对不同终端进行差异化访问的能力。例如，5G网络可以允许CCTV和4K摄像头流利用更高的上行数据吞吐量。再例如，5G网络可以实现一个工人安全用例，该用例在危险区域周围创建一个地理围栏，该区域必须提供尽可能低的延迟以实现实时警报。 2.2 私有5G的关键驱动因素 全球私密无线网络的发展得益于几个关键驱动因素和趋势，这些因素在全球范围内以及在国家自身的特定背景下都得到了体现。私密网络并非新概念，之前也曾尝试过，但它们从未在企业中超越点解决方案的规模。 企业数字化转型 consequences o