翻譯自5g.co.uk。作者 Sacha Kavanagh and Kevin Thomas
5G的新興用例是專用5G網絡。本質上，私有5G網絡將是下一代局域網（LAN），它將結合5G技術并實現(xiàn)比當前技術所支持的更高級的用例。專用LTE網絡已經成為商業(yè)現(xiàn)實，并且監(jiān)管機構，制造商和潛在用戶現(xiàn)在都在期待5G能夠提供的功能。
私有5G網絡也稱為局域網5G網絡，是一種局域網（LAN），它將使用5G技術創(chuàng)建一個專用網絡，該網絡具有統(tǒng)一的連接性，優(yōu)化的服務以及在特定區(qū)域內的安全通信方式。它將提供5G承諾支持下一代應用程序的速度，延遲和其他好處。
由于5G將基于4G和4.5G LTE技術，因此專用5G網絡將基于已經推出的專用LTE網絡構建，其中許多都使用了支持5G的設備。
有什么優(yōu)勢？與其他LAN一樣，5G專用網絡將專用于所有者，獨立管理且易于部署。但是，5G將具有一些超越當今可用技術的關鍵優(yōu)勢。
無線：5G專用網絡將消除對以太網等有線技術的需求。它們不僅昂貴且笨重，而且對于連接大量小型設備或在人員，設備和設備處于移動中的動態(tài)環(huán)境中也不可行。
網絡切片：5G的一項關鍵功能是能夠創(chuàng)建多個虛擬網絡，這些虛擬網絡可以針對將使用特定網絡切片的特定服務和流量進行定制和優(yōu)化。在私有5G網絡的背景下，這意味著可以針對用戶的需求以及網絡內的不同用途優(yōu)化網絡。
控制：將在內部完成5G專用網絡的配置，因此網絡所有者將完全控制網絡的各個方面，例如安全性（在下文中有更多介紹），各種資源的使用方式以及優(yōu)先采取哪些行動因此，關鍵任務設備（及其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)）的優(yōu)先級高于次要設備。
延遲：5G的延遲將比當前的蜂窩和無線技術低得多，這將支持設備之間的實時通信，這是諸如公共安全或機器人運動控制等應用程序中的關鍵因素。
帶寬：5G的優(yōu)越帶寬將允許通過網絡傳輸大量數(shù)據(jù)，并與大量設備同時進行上下行通信。
安全性：私有5G網絡將比當前技術更加安全，因為網絡運營商將能夠建立自己的安全策略，而不必依賴外部提供商。它還將使數(shù)據(jù)能夠存儲在本地，即在本地。在一個經常發(fā)生數(shù)據(jù)泄露和網絡攻擊且數(shù)據(jù)保護法規(guī)越來越嚴格的世界中，安全角度可能是一個關鍵賣點。
有哪些用例？早期感興趣的領域是工業(yè)物聯(lián)網（IIoT）應用程序?？紤]一下未來的工廠–通常稱為工業(yè)4.0。傳感器將安裝在工廠中，以監(jiān)視環(huán)境狀況，將其安裝在設備上以監(jiān)視一切正常運行并在可能的問題發(fā)生之前識別出任何潛在問題，并在最終產品上進行質量控制和定制制造。
所有這些數(shù)據(jù)都將被收集和分析，以提供對工廠運營各個方面的高度詳細的了解。具有機器學習能力的機器人將使用并生成更多數(shù)據(jù)來制造產品，并在工廠內外運輸貨物和設備。制造業(yè)將從裝配線轉變?yōu)楦叨榷ㄖ飘a品的生產，而工人將流播增強現(xiàn)實視頻或在虛擬環(huán)境中工作。沒有5G，這一切都是不可能的。
關鍵通信行業(yè)正在接受3GPP（第三代合作伙伴計劃）的標準化，LTE的關鍵任務即按即說（Mission-Critical PTT）功能已開始部署可用于5G的專用LTE網絡。公共安全機構和鐵路運營商等組織正在將這些網絡用于PTT組通信和實時視頻監(jiān)視等應用，而5G專用網絡將在它們的基礎上提供有保證的連接性并支持更廣泛的用途。
5G專用網絡可能還會在偏遠且服務欠缺的地方找到家，而這些地方根本無法提供實現(xiàn)5G性能所需的基礎架構。
諸如大學，醫(yī)院，軍事基地或交通樞紐之類的校園環(huán)境可以受益于5G專用網絡，以滿足IoT應用程序所要求的要求，例如始終在線的連接性，移動性，安全性和低延遲。實際上，幾乎任何校園，企業(yè)建筑物或公共場所都可以成為私有5G網絡的候選人，尤其是在特定區(qū)域中公共5G網絡部署緩慢或延遲的情況下。
有哪些挑戰(zhàn)？除了5G服務才剛剛開始并且網絡切片仍處于開發(fā)階段這一事實外，在私有5G網絡成為現(xiàn)實之前還有其他障礙需要克服。
主要的頻譜是頻譜，因為當前可用的5G頻譜掌握在移動運營商手中。
建立自己的網絡（BYON）模型可能是答案。事實證明，它在LTE領域很受歡迎，移動運營商可以通過它訪問其頻譜，因此組織可以建立自己擁有，控制和運營的專用LTE網絡。服務提供商也參與其中，它們通常通過與網絡基礎設施OEM的合作來提供專用于LTE和5G的網絡，而這些合作伙伴通常是針對特定行業(yè)的。
但是，盡管許多專用LTE網絡已支持5G，但MNO并不愿意通過BYON產品放棄寶貴的5G頻譜。歐洲一些大型MNO已經反對私有5G網絡。運營商將需要大量頻譜才能使5G成為現(xiàn)實，并且可能不愿放棄對它的一小部分的控制。
也就是說，推出5G所需的投資水平意味著他們將需要考慮新的收入來源，而頻譜許可可能就是其中之一。成本必須足夠低，對于希望使用私有5G網絡的組織來說具有商業(yè)意義，而成本又必須足夠高，以使頻譜所有者可以使用。
歐洲監(jiān)管機構正在考慮為大型私人用戶預留頻譜，盡管目前尚不清楚該頻譜是授權頻譜還是非授權頻譜。如果是前者，這是用戶向監(jiān)管機構租賃頻譜還是監(jiān)管機構向頻譜所有者施加條件的問題？如果是后者，是否需要對誰可以使用頻譜，如何，何時何地使用頻譜進行某種形式的控制？
當然，5G新無線電（5G NR）旨在優(yōu)化許可頻譜，許可頻譜，共享頻譜或非許可頻譜以及整個頻段的可用頻譜。這應該意味著專用5G網絡可以使用頻譜，但可能會增加另一層復雜性。
現(xiàn)在還處于起步階段，現(xiàn)在還無法確定哪種情況會出現(xiàn)。以上可能性的某種組合可能會支撐私有5G網絡。
其他問題圍繞技術專長，因為任何想要5G專用網絡的組織都不太可能擁有建立和管理5G專用網絡的內部經驗。獲取或外包該專有技術可能會增加所有最大的障礙：成本。仍然未知，但是我們可以合理地確定私有5G網絡不會便宜。
現(xiàn)在在哪？仍處于起步階段，但德國引起了特別的興趣，德國將“工業(yè)4.0”一詞創(chuàng)造為一項旨在幫助該國保持在先進制造業(yè)前沿的國家計劃。汽車，制造，公用事業(yè)，航運，化工以及石油和天然氣行業(yè)的公司都已表示有興趣向聯(lián)邦網絡管理局（BNA，負責頻譜的德國機構）運營本地5G網絡。
2018年夏季，奧迪（大眾汽車的一部分）與愛立信簽署了諒解備忘錄（MoU），以探索其工廠中5G的使用。第一項試驗將涉及使用5G控制兩個無線控制的生產機器人。奧迪相信5G將使它能夠比其現(xiàn)有網絡更快，更安全地連接制造機器人和其他設備，并創(chuàng)造一個更加靈活，敏捷的生產環(huán)境。目前，它使用Wi-Fi作為其主要的無線技術，而以太網則用于與機器人的大多數(shù)連接，但是當機器人需要快速移動或實時傳輸數(shù)據(jù)時，Wi-Fi會遇到困難，并且固定連接意味著機器人的動作受到限制。但是，完整的5G專用網絡不會很快出現(xiàn)，并且取決于奧迪能否獲得頻譜。
愛立信還為聯(lián)合國維持和平特派團建立5G專用網絡鋪平了道路。在2018年10月，它獲得了為任務提供4G LTE任務關鍵網絡的合同，第一套網絡將于2019年某個時候投入使用。愛立信將提供支持5G的無線電系統(tǒng)，以支持這些遠程操作。
2018年12月，當3GPP批準了一項將5G NR引入非授權頻譜的工作項目時，邁出了一大步。NR-U將成為將于2020年推出的3GPP Release 16規(guī)范的一部分。它將使無需許可的5G網絡的部署就無需與許可的頻譜進行任何連接，因此組織將能夠構建具有5G核心的獨立5G無線電網絡。在自己定義的區(qū)域內供自己使用-即專用5G網絡。
此外，MulteFire聯(lián)盟于2018年12月完成了其規(guī)范的第二次迭代，該規(guī)范將于2019年中公開發(fā)布。除了提高性能之外，版本1.1還針對物聯(lián)網進行了優(yōu)化，并增加了對eMTC-U和NB-IoT以及其他頻譜的支持。MulteFire是一家成立于2015年末的全球性組織，旨在推廣MulteFire，這是一種基于LTE的蜂窩技術，可在無執(zhí)照和共享頻譜下運行。其技術路線圖與3GPP 5G標準保持一致，以支持5G NR和其他下一代技術。主要的5G制造商支持該技術（諾基亞和高通是創(chuàng)始成員，愛立信和英特爾是啟動成員，華為于2016年底加入），這可能是解鎖私有5G網絡的關鍵。
下一步是什么？現(xiàn)實情況是，要實現(xiàn)私有5G網絡，還有很長的路要走。早期采用者可能是財大氣粗，業(yè)務案例引人注目的大型組織，但跨行業(yè)，企業(yè)，公用事業(yè)和公共部門的私有5G網絡仍有機會。
吸收率很可能取決于公共5G網絡的推出速度以及在沒有公共5G覆蓋的區(qū)域中的組織可能決定不等待而是建立自己的本地網絡的位置。組織的安全需求以及公共5G網絡的安全性將是關鍵。
