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1、1云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005編號 ODCC-2023-03005云化 5G 專網技術白皮書開放數據中心委員會2023-09 發布I云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005版權聲明版權聲明ODCC（開放數據中心委員會）發布的各項成果，受著作權法保護，編制單位共同享有著作權。轉載、摘編或利用其它方式使用 ODCC 成果中的文字或者觀點的，應注明來源：“開放數據中心委員會 ODCC”。對于未經著作權人書面同意而實施的剽竊、復制、修改、銷售、改編、匯編和翻譯出版等侵權行為，ODCC 及有關單位將追究其法律責任，感謝各單位的配合與支持。II云化 5G 專網技

2、術白皮書ODCC-2023-03005編寫組編寫組項目經理：項目經理：張久仙中移（蘇州）軟件技術有限公司工作組長：工作組長：王超阿里云計算有限公司貢獻專家：貢獻專家：郝文杰中移（蘇州）軟件技術有限公司趙立芬中移（蘇州）軟件技術有限公司張飛中移（蘇州）軟件技術有限公司徐軍中移（蘇州）軟件技術有限公司楊柳天翼云科技有限公司張亮天翼云科技有限公司蔣星思科（中國）有限公司凌軍思科（中國）有限公司黃浩思科（中國）有限公司吳鵬思科（中國）有限公司石磊深圳艾靈網絡有限公司潘自全深圳艾靈網絡有限公司III云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005引引 言言2019 年 6 月 6 日工業和信息化

3、部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電四家運營商發放 5G 商用牌照，中國正式進入5G 商用元年。在消費者領域從無到有的 5G 終端出貨量 4 年后提升到了國內全部手機出貨量的 78.8%，成為市場主流，為了保障消費者的 5G 使用體驗，四大運營商也基于適度超前布局的策略四年在國內 5G 基站總數建設達到 293.7 萬個，占移動基站總數的 26%；覆蓋所有地級市城區、縣城城區，以上基礎設施的能力也支撐 5G 移動電話用戶達 6.76 億戶，占移動電話用戶的 39.5%。在 5G 技術出現之后業界的關注點除了在消費者領域以外，更看重對于面向企業的應用場景。賦能千行百業是業界對于 5G

4、技術的期待，而能滿足這樣期待的實際技術方案就是 5G 專網。中國發放 5G牌照以來，國家出臺多項政策大力支持 5G 專網建設。5G 應用“揚帆”行動計劃（2021-2023 年）中明確要求“支持各地結合區域需求，建設 5G 行業虛擬專網，探索建網新模式，形成區域先導效應”，提出到 2023 年“建成超過 3000 個 5G 行業虛擬專網”；“十四五”信息通信行業發展規劃中明確要求“面向行業應用需求，推動 5G 行業虛擬專網建設模式、運營服務、技術方案創新與成熟，促進 5G 行業虛擬專網規?；l展”，提出全國 5G 虛擬專網數量要從 2020 年底的 800 個增長到 2025 年底的 5000

5、 個，年均增速44%。在政策推動及業內各方的共同努力下，5G 專網發展駛入快車IV云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005道。工信部數據顯示，截至 2022 年 9 月，全國已累計部署 5G 行業專網超 10000 個，遠超政策文件預期目標。在專網建設絕對數量得到提升的同時，國家同步也關注 5G 走入工廠，提出要打造 5G 全連接工廠，進一步拓展“5G+工業互聯網”典型應用場景，促進 5G 在工業生產中由“局部單點”向“生產全局”、由“外圍應用”向“生產核心”創新發展，加快工業企業數字化轉型步伐。2022 年 9 月，工業和信息化部發布5G 全連接工廠建設指南，明確了 5G 全

6、連接工廠建設的總體要求、建設內容和建設路徑，標志著“5G+業互聯網”由起步探索階段邁向精耕細作階段。到了這個精耕細作階段我們會發現對于 5G 專網的下一步建設優化提出了新的需求和挑戰。V云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005目目 錄錄版權聲明.I編寫組.II引言.III術語與縮略語.VII一、背景.1二、5G 網絡技術架構.4（一）基站.5（二）5G 核心網.6（三）傳輸網.8三、5G 專網現狀.10（一）工業專網，一網到底.10（二）專網從定制化到服務化，一目了然.11（三）云網業協同，1+1+13.13（四）專網云化技術趨近成熟.15（五）交付運維效率亟待提升.16四、云

7、化 5G 專網關鍵技術.17（一）OpenAPI.17（二）云邊互聯.18（三）網絡加速.18（四）CPU 綁核.19（五）大頁內存.19（六）租戶隔離.20VI云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005（七）容器技術.21（八）灰度升級.22五、構建云化 5G 網絡.23（一）典型業務場景.23（二）5G 云梯.26（三）邊緣智能小站（EIS）.27（四）邊緣智能云（EIC）.29（五）容器服務（KCS）.30（六）思科 5G 企業專網.31（七）艾靈 5G 工業專網.33六、技術展望.35（一）無線云化演進.35（二）UPF 網元白盒化.35（三）網元無狀態化改造.36（四）

8、5G 與企業網絡融合.36（五）容災設計.37（六）5G 數字化運營.38VII云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005術語與縮略語術語與縮略語5GC5G 核心網5G Core NetworkAMF接入和移動管理AccessandMobilityManagementFunctionAUSF鑒權服務功能Authentication Server FunctionDN數據網絡Data NetworkDPDK數據平面開發工具包Data Plane Development KitMEP邊緣計算平臺Multi-access Edge Compute PlatformNEF網絡能力開放功能

9、Network Exposure FunctionNFV網絡功能虛擬化Network Functions VirtualizationNRF網絡存儲功能Network Repository FunctionNSMF網絡切片管理功能Network Slice Management FunctionNSSF網絡切片選擇功能Network Slice Selection FunctionPaaS平臺即服務Platform as a ServicePCF策略控制功能Policy Control FunctionSDN軟件定義網絡Software Defined NetworkSMF會話管理功能Sess

10、ion Management FunctionSMSF短消息服務功能Short Message Service FunctionSRIOV單根 I/O 虛擬化Single Root I/O VirtualizationUDM統一的數據管理Unified Data ManagementUPF用戶面功能User Plane Function1云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005一、一、背景背景數字中國中把 5G 和算力等視為重要的基礎設施，一方面天地一體網絡演進對產品數字化提供了連接基座，另一方面網絡也開始從硬件為主體的架構向虛擬化、云化、服務化的方向發展，以期實現彈性資源分配

11、、敏捷靈活組網、自動智能運行等目標。從 5G 運營商的需求角度分析，首先，5G 網絡需要支持大帶寬、低時延和廣連接，本身對邊緣云就提出了要求。其次，面向 5G 行業應用，客戶需要連接能力、算力資源、應用等的一攬子解決方案。而利用云服務商的軟件堆棧和服務能力加速 IT 應用創新，這這也為運營商和云服務商合作提出了要求。從公有云的發展角度分析，首先，國內公有云市場已經形成了阿里云、華為云、天翼云、移動云等巨頭相互爭霸的局面，競爭高度激烈，亟需開拓新的市場。其次，以天翼云和移動云為代表的公有云技術快速發展，具備了承載網元的基本條件。最后，面向政企客戶數字化轉型，云服務商擁有大量的客戶群體和上云實踐，

12、也將5G 專網視為通向更高價值服務和構建企業數字化轉型的重要抓手。商業模式方面，中國電信的 5G 專網分為“致遠”（與公網共享）“比鄰”（與公網部分共享）“如翼”（獨立部署）三類服務模式。中國移動采用 5G 專網 BAF 商業模式，對內牽引 5G 建設的資源投放，重構運維、服務、支撐體系，對外提供“簡單易懂、按單點菜”的靈活套餐匹配客戶關鍵需求，包含流量、帶寬、基站數、運營、運2云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005維服務等多種計費量綱，并提煉多檔高頻組合套餐，滿足多樣化付費需求，如圖 1 所示。圖 1 中國移動 5G 專網 BAF 商業模式5GC 和 RAN 側 CUPS

13、分離架構，SBA 特性等，以及公有云技術快速發展，都為云服務商承載 5G 網絡奠定了基礎。宏觀上，公有云方案仍處于探索階段。國外 AWS 從最初與運營商合作提供服務于 5GMEC 的 IT 類服務，到為 5G 專網、5G 公網的 NFV 網元提供承載平臺，逐步演進到將 5G 專網作為 AWS 的一項云服務。微軟收購 AT&T 的網絡云，打造 AFO。谷歌也推出無線專網解決方案。國內目前雖然未有大規模、穩定的商用案例，但是國內各云商和運營商紛紛布局，國內天翼云在探索基于公有云承載 5GC 網絡，且有小規模實踐效果。騰訊、阿里等等也希望深入 5G 技術研發。2022 年 4 月 19 日，中國電信

14、與騰訊聯合發布 5G 電競專網解決方案，在天翼云上部署自研 5GC、電競專網運營管理系統，配合現場部署的 UPF、5G 小站等設備，打造了 WiFi5G 雙發選收的賽事網絡保障方案。將網絡部署時間縮短至數小時，且針對電競場景進行深度優3云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005化，擁有超低時延、高可靠性、網絡隔離能力且集成了騰訊安全能力。已經在王者榮耀職業等聯賽中應用。2023 年中國移動基于一體化集成模式，推出按需集成 UPF、Lite-5GC、MEP、BBU、IMS 等能力的 5G 專網定制化的集成解決方案。采用通過自研+聯合研發模式，打造 5G 專網邊緣一體化的集成解決方案

15、和產品，有效降低 5G 核心網產品集采價格和建設成本，助力公司數智化賦能生產和社會治理。2020 年 3 月 10 日阿里達摩院宣布成立 XG 實驗室，專注于 5G 技術與應用創新。主要聚焦在 5G 基礎設施（多種形態的 5G 專網、白盒基站、云化核心網、開放 UPF、MEC 虛擬化及資源調度）、音視頻編解碼及傳輸協議、5G 應用創新等方面。已經在探索輕量化/容器化5GC 產品架構設計。因此，公有云快速發展及 5G 對算力需求，促進了云網更深層次的融合。4云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005二、二、5 5G G 網絡技術架構網絡技術架構5G 網絡技術架構是指為實現 5G 移

16、動通信而設計的網絡架構。它是以前一代移動通信網絡的演進和改進，旨在提供更高的數據傳輸速率、更低的延遲、更大的容量和更好的網絡連接穩定性。以下是 5G 網絡技術架構的主要組成部分：1.用戶設備（User Equipment，UE）：用戶設備是指連接到 5G網絡的移動設備，如智能手機、平板電腦、物聯網設備等。用戶設備通過空中接口與 5G 基站進行通信。2.基站（Base Station）：基站是 5G 網絡的無線接入點，負責與用戶設備進行通信。5G 基站采用了新的技術標準，如多輸入多輸出（MIMO）、波 束 賦 形（Beamforming）和 大 規 模 天 線 陣 列（Massive MIMO）

17、，以提供更高的數據速率和更好的網絡覆蓋。3.核心網（Core Network）：核心網是 5G 網絡的中樞，負責處理和路由用戶數據、控制信令和提供網絡服務。5G 核心網采用了新的架構，如 5G 核心網（5GC）或 Evolved Packet Core（EPC），以支持更高的數據傳輸速率和更低的延遲。4.邊緣計算（Edge Computing）：5G 網絡技術架構還涉及邊緣計算技術，將計算和存儲資源移動到更接近用戶的位置，以降低網絡延遲并提供更快的響應速度。邊緣計算可以支持 5G 網絡中的實時應用和服務，如智能城市、工業自動化和虛擬現實等。5云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-030

18、055.軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）：為了提高網絡的靈活性和可編程性，5G 網絡技術架構采用了軟件定義網絡和網絡功能虛擬化的技術。SDN 可以實現網絡資源的靈活配置和管理，而 NFV 則可以將網絡功能虛擬化為軟件實體，提供更高效和可擴展的網絡服務。（一）（一）基站基站圖 2 5G 基站組成部分如圖 2 所示，5G 基站主要包括 RU(Radio Unit)，CU（CentralUnit）和 DU（Distributed Unit）三部分，它們分別負責不同的功能。RU 用于實現無線信號的傳輸和接收，負責將數字信號轉換為無線信號，并將其發送到用戶設備，或者接收來自用戶設備的無線

19、信號并將其轉換為數字信號。CU 模塊是基站的中央控制單元，負責基站的整體控制和協調。它包含了基站的控制平面（Control Plane）功能，處理信令和網絡管理等任務。CU 模塊負責與核心網進行通信，6云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005管理基站的接入和移動性管理，以及資源的分配和調度。它還負責與其他基站進行協同工作，實現無縫的無線覆蓋和用戶切換；進一步 CU 還會分為 CP 和 UP 模塊，分別負責控制和轉發。DU 模塊是基站的分布式單元，負責基站的無線接入功能。它包含了基站的用戶面（User Plane）功能，處理數據傳輸和處理等任務。DU 模塊負責接收和發送用戶數據，

20、包括語音、視頻和其他數據流。它還負責基站的射頻處理和信號傳輸，將無線信號轉換為數字信號，并進行調度和傳輸。通過將 CU 和 DU 模塊分離，5G 基站可以實現靈活的部署和擴展。CU 模塊可以集中部署在核心位置，負責整體控制和管理，而 DU 模塊可以分布在基站附近，負責無線接入和數據傳輸。該架構目前除了 RU 單元，CU/DU 均可以實現虛擬化部署，這也是基站虛擬化基礎。（二）（二）5 5G G 核心網核心網5G 核心網架構相對以往的移動通信架構，最明顯的變化在于引入了服務化架構。5G 核心網的服務化架構包含以下主要特征：1.網絡功能服務化：如圖 3 所示，傳統的網絡功能被拆分成獨立的服務單元，

21、每個服務單元提供特定的網絡功能，例如用戶鑒權、會話管理、流量控制等。這些服務單元可以根據需要獨立部署和擴展，實現按需使用和資源共享。7云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005圖 3 5G 核心網組成部分2.服務網格引入：服務網格是一種用于管理和調度網絡服務的架構。它通過將服務單元組織成網格結構，提供服務發現、負載均衡、故障恢復等功能，以實現服務的高可用性和彈性。服務網格還支持服務間的通信和協作，確保服務之間的無縫集成和協同工作。3.采用云原生技術：5G 核心網的服務化架構采用云原生技術，包括容器化、微服務架構和自動化管理等。容器化技術可以實現快速部署和彈性擴展，微服務架構可以將

22、復雜的網絡功能拆分為獨立的服務單元，自動化管理可以提高運維效率和資源利用率。4.API 和開放接口：5G 核心網的服務化架構通過 API 和開放接口，提供對網絡功能的訪問和調用。這些接口允許第三方應用程序和服務提供商與核心網進行集成，實現更多的創新和個性化服務。8云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005通過服務化架構，5G 核心網實現了更高的靈活性和可擴展性，同時也為核心網云化打下了堅實基礎。（三）（三）傳輸網傳輸網5G 傳輸網是為支持第五代移動通信（5G）而設計的網絡基礎設施，主要負責傳輸和承載大量的數據流量。它是 5G 網絡的重要組成部分，旨在提供高速、穩定和可靠的網絡連接

23、。5G 將為企業和消費者提供大量的新型應用，包括隨時隨地的視頻（如視頻通話或會議）、實時通信（如觸覺互聯網）、超可靠通信（如遠程醫療）、高密度大帶寬接入（如高速互聯網）、高速移動接入（如高鐵）、增強現實（AR）、虛擬現實（VR）、超大規模物聯網（如 M2M 或傳感器網絡）等。這些在時延、可靠性、接入帶寬、容量與覆蓋、技術創新等方面對運營商網絡提出了更高的要求。以下是 5G 傳輸網的一些典型特點：1.高速傳輸：5G 傳輸網采用了先進的傳輸技術和協議，如光纖通信和高頻段無線傳輸，以實現更高的數據傳輸速率。這使得 5G 網絡能夠支持大規模的高速數據傳輸，滿足用戶對于高清視頻、虛擬現實和增強現實等應用

24、的需求。2.低延遲：5G 傳輸網通過優化網絡架構和使用更快的傳輸協議，實現了更低的傳輸延遲。這對于實時應用和服務，如智能交通、遠9云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005程醫療和工業自動化等，非常重要。低延遲可以提供更快的響應時間和更可靠的連接。3.大容量：5G 傳輸網具備更大的容量，能夠承載大量的數據流量。它采用了高頻段的無線傳輸和更高效的數據壓縮技術，以滿足日益增長的移動數據需求。這使得 5G 網絡能夠支持大規模連接和高帶寬應用，如物聯網和云計算等。4.網絡切片：5G 傳輸網支持網絡切片技術，即將網絡資源劃分為多個獨立的虛擬網絡，以滿足不同應用場景的需求。通過網絡切片，5G

25、 傳輸網可以為不同行業和應用提供定制化的網絡服務和資源分配，提高網絡的靈活性和可定制性。5.兼容性：5G 傳輸網與現有的網絡基礎設施兼容，并支持與 4GLTE 網絡的平滑過渡。這意味著現有的基站和設備可以逐步升級到5G，而無需進行大規模的基礎設施更換。10云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005三、三、5 5G G 專網現狀專網現狀（一）（一）工業專網，一網到底工業專網，一網到底5G 技術低時延、超可靠、大連接的特性，彌補了比如 WiFi，藍牙等傳統無線技術在工業領域應用所出現的廠區覆蓋范圍有限、網絡穩定性不佳、終端連接率不足等方面的問題。5G 專網將成為工廠內網的基礎設施。傳

26、統的工業網絡是金字塔式的層次化架構網絡，也就是大家經常提到的 IT 網絡和 OT 網絡，其中工廠級網絡以 IT 網絡為主，車間級網絡和現場級網絡以 OT 網絡為主。當下的 5G 專網在很大程度上都以 IT 網絡所使用的場景部署為主，在 OT 網絡里面也多數以面向OT 到 IT 的北向接口方向為主，也就是通常意義上的數采、視頻監控、安防、ERP 等場景，而對于用于現場實時控制的 OT 網絡，也就是 OT 網絡的南向接口業務基本滲透較少。車間級、現場級工業網絡多數采用“集中管理、分散控制”的模式，一般采用工業以太網作為連接技術，PLC（機器人控制）和現場設備層設備（I/O）之間通過工業總線/工業以

27、太網采用樹形/環形/總線型網絡拓撲結構進行連接，其中工業總線/工業以太網使用專用線纜，接頭使用專用快速連接接頭，對應網絡使用的協議也和具體的設備廠家強耦合，以保證網絡通訊的穩定性和實時性。這樣的組網方式存在較大的局限性。一是限制了工業制造的靈活性、柔性和高效性，產線調整需要重新規劃和部署有線網絡，調整效率和靈11云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005活性均有很大限制；二是機器人機械臂的末端工業以太數據通信接口在多任務切換場景中，由于需要與不同外掛 I/O 間頻繁插拔切換易造成通信接口磨損導致通信失??；三是機器人在重復性大角度旋轉作業場景中，對工業以太數據線頻繁進行拉伸、旋轉加

28、速線纜老化導致潛在斷線風險。如果將諸如傳感器、機器臂等工業設備以 5G形式接入工業以太網，通過減少產線有線束縛、減少產線人工干預，有效提升產線效率。在 PLC 南向 I/O 和機器人控制業務實現 5G 無線化后可以大大提高設備開工率，降低相關故障帶來的產能損失。但是南向業務特點對于網絡的要求也十分苛刻，比如在 PLC 與 I/O 之間每 4ms 發送狀態和控制信息，看門狗次數設置為 2 的場景下，若PLC 與 I/O 之間數據傳輸錯誤，將會導致機器人停機，因而要求通信 網 絡 的 端 到 端 數 據 傳 輸 時 延 抖 動 3x4ms，可 靠 性 滿 足99.99999.9999%。針對以上的

29、業務需求，5G 專網需要在自身空口調度技術，5GLAN 特性，工業網絡協議支持，多業務并行，雙發選收的可靠性增強等端到端的網絡能力方面進一步增強，也只有這樣才能使 5G 具備在工業場景一網到底的能力，讓企業用戶的核心生產網絡進一步降本增效，把 5G 專網從盆景走向森林。（二）（二）專網從定制化到服務化，一目了然專網從定制化到服務化，一目了然根據 3GPP 標準定義，5G 專網分為獨立部署模式(SNPN)和公網集成模式(PNI-NPN)，其中公網集成模式又根據與公網共享程度不同12云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005分為“與公網部分共享(共享 RAN 或共享 RAN 及核心網

30、控制面)”與“與公網端到端共享”。目前國內三大運營商的 5G 專網業務根據不同客戶的需求，采取不同的服務模式推出了各自不同的產品系列。中國移動推出“優享、專享、尊享”的 5G 專網產品體系。中國電信推出三類模式：以“致遠、比鄰、如翼”三類服務模式為基礎服務不同行業客戶，實現“云網一體、按需定制”。中國聯通的 5G 專網分為虛擬專網、混合專網、獨立專網三種部署方式。對比以上運營商的專網產品可以看到產品設計的著重點在于部署方式的不同，從而實現了不同定制化的專網模式，以上不同產品概念的推廣在企業客戶層面雖然構建了對應的產品體系，但是也會讓企業客戶糾結于不同部署方式的差異，同時通信網功能自身的標準化方

31、式也讓不同的產品忽略了差異化，最終變成了價格的競爭。網絡對于企業客戶始于建設，但終于服務，這和公網消費者場景有很大的差異，所以專網到了目前階段需要關注其提供的服務能力如何滿足企業客戶的需求。專網的服務能力是以網絡能力，平臺能力為基礎，通過一些自服務系統，自動化接口實現對網絡能力的使用，這與現在的云服務體系不謀而合。云平臺對于下層的基礎設施進行了高度抽象，然后在此抽象上進一步抽象為不同的服務能力，企業最終使用的是具體的數據庫服務能力，算力能力，AI 能力等，企業只需要關注其自身的業務能力建設，畢竟這才是企業發展的基石。13云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005因此在下一步專網項

32、目推進的過程中需要進一步向企業客戶提供服務能力，構建專網服務平臺，對于網絡能力，運維能力，管理能力等進一步的抽象化，以業務可被感知和理解的方式提供給客戶，客戶更多關注在使用這些能力對其業務發展提供彈藥庫，助力其降本增效，避免過度關注于專網的部署方式，專網的版本特性，5G 演進的技術細節等，這些是專網提供商所需要解決的技術問題，最終實現底層支撐技術和上層業務使用能力的解耦。（三）（三）云網業協同，云網業協同，1 1+1+1+1+13 3目前的網絡應用主要采用基于文件的模式，即應用服務是由文件傳輸觸發和推動的。例如，在訪問網站時，我們實際上是從網絡服務器上下載多個文件。類似的場景還包括音樂、游戲和

33、在線電影，這些內容通常被分成若干個文件，一個接一個地傳輸到用戶終端?；谖募鬏數膽脤W絡性能的要求相對有限，通常只關注特定文件的總完成時間的統計，而不關心每個數據包的到達時間，特別是抖動。因此，網絡的主要角色是傳輸文件，更多的帶寬意味著更好的性能。目前 IP 網絡出色地實現了“盡力而為”的設計，即統計學上的最優解決方案，完全滿足了這種需求。然而，隨著網絡技術的快速發展和部署，越來越多的行業開始在實際場景中使用網絡技術并打破了“帶寬等于質量”的規律。設想對遠程基礎設施進行實時控制的觸感互聯網，為工業 4.0 或遠程醫療等多種應用領域提供支持。沉浸式視頻流應用，如 HTC 3D 圖像14云化

34、5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005流，將幫助人類操作員和遠程機器之間實現實時和沉浸式互動。具體來說，在遠程工業管理中，需要實時監測和控制工業基礎設施的運行。觸感傳感器幫助遠程人類操作員通過他們的動覺反饋來控制機器。操作員和機器之間的這種交互一個重要組成部分是實時視覺反饋。在這些場景下，網絡需要具有非常低的延遲（接近零）以進行實時互動，同時需要提供高帶寬以支持視頻傳送。此外，網絡還需要在各種信號之間進行嚴格同步，以實現互動控制的感覺。未來，這種基于控制的觸感網絡和相關應用將有廣泛的應用場景，特別是在制造業、遠程控制（包括手術、汽車控制、相互合作）等領域。以上愿景的實現背后依靠的就

35、是云網業的協同，這里的協同不僅僅是通過一體化部署的形式來實現的資源的融合節約，也不是純粹技術能力的相互借鑒，而是借助這樣的協同實現高于當前業務應用的能力，延展出新的場景，助力新的業務普及。圖 4 云網業協同網絡架構15云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005圖 4 所描述的解決方案方法就是通過三者的協同旨在提供為工業自動化用例提供控制即服務的業務能力，從而改變現有工業控制自動化的業務模型。該系統初期以專有云平臺的形式實現，在虛擬化云平臺上部署后 5G 專網和虛擬化控制設備，通過 5G 無線網絡實現多個站點終端的彈性互聯，打破了之前工業網絡金字塔式的設計，實現扁平化網絡架構，業務

36、的柔性能力得到顯著提升，可以應用于移動云化機器人，廠房互聯，閉環的工業自動化控制，模塊化的產生等業務場景。（四）（四）專網云化技術趨近成熟專網云化技術趨近成熟隨著 5G 技術的快速發展和廣泛應用，云化技術的引入為 5G 專網帶來了更高的靈活性、可擴展性和效率。首先，5G 專網云化技術通過將網絡功能和服務從傳統的硬件設備中解耦，轉移到云端的虛擬化環境中。這種架構的優勢在于可以實現資源的彈性分配和動態調整，提高網絡的靈活性和可管理性。云化技術還可以實現網絡功能的快速部署和升級，大大縮短了新服務的上線時間。其次，5G 專網云化技術通過虛擬化和軟件定義網絡（SDN）等技術手段，實現了網絡的可編程性和自

37、動化管理。通過集中管理和控制，網絡管理員可以更加高效地配置和管理網絡資源，快速響應16云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005用戶需求。同時，云化技術還支持網絡切片，可以將網絡資源劃分為多個獨立的虛擬網絡，為不同的應用場景提供個性化的網絡服務。最后，5G 專網云化技術在安全性方面也有所突破。通過云端集中管理和監控，可以更好地實施安全策略和防護措施，提高網絡的安全性和可靠性。同時，云化技術還可以實現故障隔離和容災備份，提供更高的可用性和彈性?？傮w而言，5G 專網云化技術正朝著成熟的方向發展。它為 5G網絡的高效運營和應用提供了強大的支持，將為各行各業帶來更多創新和機遇。隨著技術的

38、不斷進步和應用的推廣，相信 5G 專網云化技術將進一步成熟和完善，為數字化時代的網絡連接提供更好的基礎設施。（五）（五）交付運維效率亟待提升交付運維效率亟待提升5G 專網作為一種新興的網絡技術，目前在交付運維效率方面仍然存在一些亟待提升的問題。盡管 5G 專網在帶寬、速度和連接性方面具有明顯的優勢，但在實際應用中，仍然面臨一些挑戰。首先，5G 專網的交付過程相對復雜。與傳統的網絡相比，5G 專網交付需要進行精確的規劃、部署和調試，以確保網絡的正常運行。然而，由于 5G 專網技術的相對新穎性和復雜性，目前在交付過程中存在一些技術難題和人力資源不足的問題，導致交付效率不高。17云化 5G 專網技術

39、白皮書ODCC-2023-03005其次，當前以設備交付為中心的交付流程，從工堪，規劃，施工，交付到最終驗收，再到日常運維，這一系列流程的人力/物力投入，給專網交付造成極大壓力，據不完全統計，在面向中小企業 5G專網項目中，交付成本占比高達 50%以上，同時非常影響交付效率。此外，5G 專網設備形態交付導致對運維人員技能水平和知識水平要求極高，中小企業中往往不具備相關人才，這直接導致 5G 專網目前只能服務于大型企業，無法在中小企業得到有效普及。最后，為了應對企業客戶頻繁的需求變化，設備開發商需要更快，更敏捷的進行軟件迭代，這對于設備形態交付的產品而言，存在巨大挑戰。四、四、云化云化 5 5G

40、 G 專網關鍵技術專網關鍵技術（一）（一）OpenAPIOpenAPIOpenAPI 技術是一種用于構建和管理應用程序接口（API）的技術。它提供了一套標準和工具，使開發人員能夠定義、發布、文檔和管理 API，以便其他開發人員或應用程序可以使用這些 API 進行集成和交互。OpenAPI 技術通常使用基于 RESTful 架構的方式，并使用 JSON 或 YAML 等格式來描述 API 的規范和交互方式。通過使用OpenAPI 技術，開發人員可以更加方便地創建和管理 API，并促進不同系統之間的集成和數據交換。在 5G 專網領域，這種技術通常用于構建網元業務功能接口以及運維接口。18云化 5G

41、 專網技術白皮書ODCC-2023-03005（二）（二）云邊互聯云邊互聯云邊互聯技術是一種將云計算和邊緣計算相結合的技術。它旨在通過將計算、存儲和網絡資源分布在云端和邊緣設備之間，實現更高效的數據處理和服務提供。云邊互聯技術可以將數據的處理和分析推向邊緣設備，減少數據傳輸的延遲和帶寬消耗。同時，它也可以將邊緣設備上產生的數據傳輸到云端進行進一步的處理和存儲。在 5G 云化領域，通常用于云上與云下之間互聯互通，包括 5G 核心網管理與控制面之間，5G 核心網控制面與轉發面之間，基站與 5G核心網控制面之間，5G 核心網數據面與云上業務之間。雖然 5G 核心網已經實現了服務化架構，但部分非服務化

42、接口仍然得到了保留，如 N2 接口（基站與 AMF 之間接口，采用 SCTP 協議）/N4 接口（SMF 與 UPF 之間接口，采用 PFCP 協議），由于這些協議在公網路由設備中支持度不高，對于這些接口需要云邊互聯的場景，目前主流的云邊互聯技術采用隧道或協議轉換方式完成。從遠期技術演進角度考慮，云需要在安全組，負載均衡，NAT 等增加對電信協議如 GTP、SCTP、SIP、NG-AP 等的支持。（三）（三）網絡加速網絡加速UPF 為數據轉發面網元，通常需要處理較大的流量?；谠品掌鞑渴?UPF 網元如何兼顧靈活性與性能問題是一個需要重點考慮的問題。目前業界比較成熟的方案為采用 DPDK 技

43、術提升數據轉發性19云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005能。對于多實例共享物理設備的場景，還需要采用 SRIOV 技術，對物理網卡進行拆分，以滿足多實例共享網卡的需求。在上云后，為了更好的兼容各廠商的 UPF，可以將 UPF 部署在用戶態的虛擬機內。部署 UPF 的虛擬機采用 virt-IO 疊加 DPDK 來提供網絡加速能力。（四）（四）C CPUPU 綁核綁核CPU 綁核是一種將特定的 CPU 核心與應用程序或進程進行綁定的技術。在多核處理器系統中，每個 CPU 核心都可以執行獨立的指令流。通過將應用程序或進程綁定到特定的 CPU 核心上，可以提高系統的性能和效率。CP

44、U 綁核可以用于優化多線程應用程序的執行。通過將不同的線程綁定到不同的 CPU 核心上，可以避免線程之間的競爭和資源爭用，提高并行執行的效率。此外，CPU 綁核還可以用于實時系統，確保關鍵任務在指定的 CPU 核心上得到優先執行，從而提高系統的響應性和可靠性。該技術對于 5G 專網中需要穩定性能的網元，如核心網數據面，虛擬化基站，都是必不可少的。（五）（五）大頁內存大頁內存大頁內存（Huge Pages）是一種內存管理技術，用于改善系統的性能和效率。傳統的操作系統將內存劃分為固定大小的頁面（通20云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005常為 4KB），而大頁內存則將內存劃分為更

45、大的頁面（通常為 2MB或 1GB）。使用大頁內存可以減少內存頁表的大小，從而降低了內存訪問的開銷。大頁內存對于一些特定的應用場景非常有用，特別是需要大量內存的應用程序，如數據庫、虛擬化和高性能計算等。通過使用大頁內存，可以減少 TLB（Translation Lookaside Buffer）缺失，提高內存訪問的效率，從而提升應用程序的性能。該技術在 5G 專網中的各網元中均有使用，可以有效提升用戶上下文處理效率。（六）（六）租戶隔離租戶隔離租戶隔離技術是一種在多租戶系統中實現租戶之間資源隔離和安全性的技術。在云計算和軟件即服務（SaaS）等多租戶環境中，不同的租戶共享同一套基礎設施和資源，

46、但需要確保彼此之間的數據和操作相互隔離，以保護各個租戶的隱私和安全。租戶隔離技術可以通過多種方式來實現，包括：1.虛擬化：使用虛擬化技術，將不同的租戶隔離在獨立的虛擬機、容器或命名空間中，使它們在資源和網絡上相互隔離。2.訪問控制：通過訪問控制策略和權限管理，限制不同租戶之間的訪問和操作權限，確保只有授權的租戶可以訪問其自己的資源和數據。21云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-030053.數據隔離：使用強大的數據隔離機制，如數據庫隔離和加密，確保不同租戶的數據在存儲和處理過程中相互隔離，防止數據泄露和交叉污染。4.監控和審計：建立全面的監控和審計機制，對不同租戶的活動進行監控和記錄

47、，及時發現異常行為并采取相應措施。租戶隔離技術對于保障多租戶系統的穩定性、安全性和可靠性非常重要，確保不同租戶之間的資源和數據相互獨立，提供良好的用戶體驗和服務質量。在 5G 上云項目中，必須基于客戶訴求，合理的選擇租戶格式方式。（七）（七）容器技術容器技術基于容器技術構建 5G 專網，可以有效加速開發和部署的過程，提高系統的可靠性和可維護性。容器技術是一種虛擬化技術，用于隔離和管理應用程序及其依賴的運行環境。通過容器技術，可以將應用程序及其相關組件打包成一個獨立的容器，包括所需的庫文件、配置和運行時環境等。這些容器可以在不同的操作系統和平臺上運行，而無需擔心兼容性和依賴性問題。容器技術的主要

48、優勢在于輕量級和快速啟動。相比于傳統的虛擬機技術，容器技術更加輕量級，因為它們共享操作系統內核，不需要每個容器都運行一個完整的操作系統。這使得容器的啟動和停止非常迅速，并且可以在較小的資源開銷下運行多個容器實例。22云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005常見的容器技術包括 Docker 和 Kubernetes。Docker 是一種開源的容器平臺，它提供了一個簡單易用的工具和接口，用于創建、部署和管理容器。Kubernetes 是一個容器編排和管理平臺，用于自動化部署、擴展和管理容器化應用程序。與傳統硬件路由器相比，虛擬路由器通常部署在基于 X86 的通用服務器上，可以根據服

49、務器的 CPU、內存資源靈活調配路由器的擴展能力，同時借助于公有云技術，將虛擬路由器部署在云端，可以實現在更復雜的分布式路由環境中，路由軟件的各個部分在整個網絡中移動和集中控制管理。早期的虛擬路由器產品部署在服務器的 Hypervisor 層，封裝 Linux 操作系統，不僅占用服務器內存、硬盤資源多，而且啟動時間長。最新的虛擬路由器產品均采用容器化部署方式，可以部署在 Docker 或 K8s 上。容器化虛擬路由器的主要優勢在于可在通用 Kubernetes 協調層上運行路由功能，允許客戶管理路由功能，類似于在數據中心或公有云中運行的其他應用。其主要特征為：系統資源消耗小，啟動速度快，極富彈

50、性、穩定且易于擴展。這些特性應對 5G 復雜的網絡需求具有天然優勢（八）（八）灰度升級灰度升級灰度升級技術（Gray Upgrade）是一種軟件或系統升級的策略，通過逐步將新版本的功能和變更應用到部分用戶或系統中，以驗證23云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005新版本的穩定性和兼容性。與傳統的全量升級不同，灰度升級可以減少升級過程中的風險和影響范圍。在灰度升級中，先選擇一小部分用戶或系統進行升級，這些用戶或系統被稱為灰度用戶或灰度環境。在灰度環境中測試新版本，收集反饋并解決問題。如果新版本在灰度環境中表現良好，可以逐步擴大升級范圍，直到全部用戶或系統都完成升級?；叶壬壖夹g可

51、以帶來多個好處。首先，它可以降低升級過程中的風險，因為問題只會影響到一小部分用戶或系統，而不是全部。其次，它可以提供實時的反饋和數據，幫助開發團隊及時發現和解決問題。最后，灰度升級還可以平滑地過渡到新版本，減少用戶的不適應和學習成本。相對于傳統 2C 用戶，2B 專網客戶需求迭代更為頻繁，基于云環境的資源彈性優勢，使用灰度升級技術實現軟件版本的快速迭代，以滿足客戶 5G 專網需求是必要的。五、五、構建云化構建云化 5 5G G 網絡網絡（一）（一）典型業務場景典型業務場景針對 5G 專網，有多部署方式可以選擇。根據 IDC 的一份調研報告，如表 1 所示，是針對不同垂直行業的 5G 專網的部署

52、模式。這是由不同行業的業務類型，安全需求，網絡需求、流量模式等決定的。表 1 不同業務類型的 5G 專網部署模式24云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005垂垂直直行行業業預預期期采采用用率率預預期期的的主主導導云云模模型型應應用用場場景景制造業制造業高高本地實時自動化/過程自動化、監控、AGV、工業控制、sm 藝術工廠，數字雙胞胎政府和公共部政府和公共部門門高高混合視頻應用、監控、站點自動化、LMR 現代化（例如，公共安全）挖掘挖掘高高本地遠程監控、數字化運營、數據精選和管理、AGV、自動提取、數字雙胞胎能源（油和氣能源（油和氣等）等）中等中等本地遠程監控、數字化運營、數據精

53、選和管理、AGV、自動提取、數字雙胞胎實用程序實用程序中等中等本地變電站數字化、傳感器連接、監控、預測性維護、物聯網醫療保健醫療保健中等中等混合視頻、危害感知監控/跟蹤、嵌入式智能交通運輸交通運輸中等中等混合監控和跟蹤、危害感知、監控教育教育中等中等混合支持研發和創新實驗室、數據隱私、園區連接、各個園區的網絡標準化零售零售中等中等主要是公共云 視頻應用、跟蹤和監控、POS 設備、智能看板其其他他低低主要是公共云 企業通信、多云應用、協作對于通信運營商（CSP）而言，選擇合適的部署方式，應用于不同的垂直行業，不斷優化其網絡，在成本、性能、上市時間和服務產品等方面實現差異化。5G 正向云原生解決方

54、案轉變。特別是軟件組件（例如，5GC 核心網、vRAN 和其它管理軟件）可以跨本地、云邊或中心云基礎設施的混合云模型進行部署。這從根本上改變了企業使用和部署 5G 專網的方式。企業客戶可以嘗試云化的 5G 專網網絡功能和服務，并在公有云中靈活擴展到更強大的計算資源平臺。25云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005為了解決 5G 專網交付運維效率問題，移動云提出了 5G 專網服務平臺概念，基于統一云基礎設施，云能力平臺，協助 5G 設備商上云，提供統一的運維運營平臺。圖 5 5G 專網服務平臺基于該架構，5G 設備供應商只需提供軟件服務，軟件服務所依賴的部署平臺，中間件服務，如數

55、據庫，消息隊列，負載均衡等均由移動云提供，設備供應商無需再進行這些產品的運行維護，只聚焦自身業務的開發和運維，并將自身能力注冊至運營商的運維平臺。運營商提供運營和運維平臺，在接受客戶的專網訂購服務后，基于設備商注冊能力，選擇合適的設備商為客戶提供服務，同時進行所有設備的統一運行維護，這也要求所有設備都能提供統一北向接口。如圖 6 所示，移動云深入細分場景，已基于大云底座完成移動邊緣云“1+2”重點產品打造，構建 1 套云邊協同平臺（邊緣智能服務平臺 EISP）+2 個邊緣基礎設施平臺（邊緣智能云 EIC、邊緣智能小站 EIS），與中心云形成一朵分布式云，覆蓋邊緣廣域、局域、現場三大業務場景，實

56、現公有云“全場景覆蓋模式”。26云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005圖 6 移動云云邊協同架構5G 專網云化部署場景下，按 5GC 控制面、數據面部署位置不同，可分為融合部署、混合部署和純邊緣部署三種模式，如圖 7 所示。圖 7 云化部署三種模式（二）（二）5 5G G 云梯云梯5G 云梯是基于中國移動 5G 網絡、云骨干網為客戶提供 5G 終端入云的網絡產品，具有大帶寬、低時延、海量連接、安全接入等特點，能夠實現便捷開通的云網融合一站式服務。通過 5G 切片技術實現與其他用戶業務的隔離、通過云骨干網開通專網獨享的物理通道，提供無線接入場景下端到端安全可靠的通信，滿足大帶寬

57、、低時延、海量連接等場景下接入移動云的需求。27云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005如圖 8 所示，本方案端到端組網由 5G 網絡段、UPF-云專網網PE 段、云專網段、云專網云 PE-云內網絡段四部分組成，分別采用切片+DNN、VLAN、MPLS VPN、VXLAN 進行隔離，從而實現端到端安全隔離。5G UPF 通過 PTN 專線接入云專網直達云內，打通終端到云上網絡的通道。圖 8 5G 云梯架構（三）（三）邊緣智能小站（邊緣智能小站（E EISIS）邊緣智能小站 EIS（Edge Intelligence Site）是將云基礎設施部署在用戶側，具備數據不出場、超低時延

58、、資源獨占等特性的邊緣軟硬一體化交付產品，滿足用戶低成本運營、資源專享、數據不出場等需求，提供虛機、容器、存儲、網絡、鏡像等多種云服務及資源、運維監控等管理能力，可廣泛應用于醫療、園區、工廠、礦山、港口等局域邊緣場景。提供公有云的服務、私有云的體驗。28云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005EIS 可提供虛機/容器/鏡像/網絡/存儲/安全等用戶專屬云服務，具備用戶本地自服務管理/運維能力；支持國產化 ARM 型。結合移動云行業解決方案能力，打造場景化小站版本。EIS 支持 3 節點-20 節點部署，基于輕量化融合算力底座，是基于 K8s+kubevirt 架構，可同時支持容器

59、、云主機，同時提供鏡像、云硬盤、VPC、網關、EIP、對象存儲云能力。圖 9 EIS 產品架構核心網全下沉到邊緣現場，數據不出園區場景下，如圖 10 所示，5GC 主要部署于邊緣小站（EIS），數據不出園區，5G 網絡側方案相對簡單，如允許數據出園區，可通過 5G 云梯/云端口產品與邊緣云、中心云網絡互聯，以提供入云能力。圖 10 基于 EIS 部署 5GC 核心網29云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005（四）（四）邊緣智能云（邊緣智能云（E EICIC）邊緣智能云 EIC 針對規劃的邊緣基礎產品及云游戲/vCDN/視頻等重點業務需求，打造用戶就近接入、為敏感業務提供 52

60、0ms 低時延、與移動云一致體驗的邊緣云服務，具備全域管理、資源調度、云邊/邊邊/端邊網絡開通等能力。邊緣智能云 EIC 可提供廣域邊緣基礎云產品能力，包含豐富的邊緣算力、多類型的邊緣存儲和邊緣網絡產品，支持組合多類云間網絡產品、安全產品和其他管理和應用類產品，提供更豐富的網絡接入方案和應用場景，可靈活配置組合滿足不同類別邊緣業務場景的業務需求。邊緣智能云為分布式資源管理架構，支持全網+分省邊緣節點管理模式，從而減少單點故障，降低鏈路風險。EIC 適用客戶業務在邊緣云節點的場景，核心網可以選擇全部在 EIC 節點部署如圖 11 所示，或僅 UPF 下沉如圖 12 所示，同時EIC 可提供 ME

61、C 計算資源，以及按需訂購的高級場景化的云解決方案產品。圖 11 基于 EIC 部署 5GC 核心網30云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005圖 12 于 EIC 部署 5GC UPF（五）（五）容器服務（容器服務（K KCSCS）移動云容器服務 KCS（Kubernetes Container Service）提供了高性能高可靠的容器應用管理能力，支持容器化應用全生命周期管理，支持一鍵部署集群，并提供豐富的集群管理能力，簡化云端容器化應用運行環境的搭建。使用 KCS 可以實現靈活部署，以及更好的彈性伸縮能力。對于5G 核心網已經實現容器化部署的場景，可以選擇使用 KCS 進

62、行部署，如圖 13 所示，該方案將 5G 核心網的控制面部署在中心的 KCS 集群中，而 UPF 通常使用白盒化方案，下沉至客戶本地部署。31云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005圖 13 KCS 承載云原生 5GC（六）（六）思科思科 5 5G G 企業專網企業專網思科 5G 企業專網提供了三種部署模式，如圖 14 所示：完全私有化部署、混合云部署和切片部署。其中，基于混合云的部署模式具備了云計算的靈活性、可擴展性和可靠性，同時還具備企業網絡的安全性和高性能，同時融合了運營商網絡的高質量服務特性。此外，基于混合云的部署模式還支持按需分配擴展和按需付費的服務模式，使企業能夠根

63、據實際需求靈活調整和支付服務費用。圖 14 思科 5G 專網參考架構32云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005為了應對混合云/多云基礎設施部署的復雜性，思科構建了面向5G 的融合 SDN 傳輸云解決方案。該解決方案的一個關鍵組件是思科Cloud vRouter，它支持端到端的傳輸連接，有效地將基于本地的電信傳輸網絡擴展到公共云服務提供商，從而將額外的傳輸功能和技術引入云中。通過將思科 Cloud vRouter 與思科的 SDN-C 控制和網絡狀態感知應用相結合，可以提供具有服務狀態感知、網絡分段和恢復能力的混合云/多云傳輸網絡。如圖 15 所示，是思科 5G 專網（Priv

64、ate 5G）的完整解決方案及合作伙伴示意圖。圖 15 思科 5G 專網解決方案思科于 2023 年 8 月宣布計劃收購挪威公司 Working Group Two（簡稱 WG2 或 Wgtwo）。WG2 是一家創新的公司，開發了一個完全可消費的 API 和高度可編程的云原生移動服務平臺。該平臺以簡約、創新和高效為特點，與思科的移動服務平臺相互契合。通過 WG2 和思科移動服務平臺的合作，將推動服務邊緣部署和以 API 為先的應用開發策略，為應用開發合作伙伴、企業客戶和服務提供商合作伙33云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005伴提供支持。自 2018 年起，WG2 提供核心網

65、即服務（Core-as-a-Service）。其使命是創建一個可編程的、多租戶的、基于云的移動核心平臺，電信運營商可以按照 SIM 卡的基礎進行租賃。其核心網絡功能托管在 AWS 上，相當于在超大規模云（AWS、Google Cloud和 Microsoft Azure）上提供核心網 SaaS 服務。（七）（七）艾靈艾靈 5 5G G 工業專網工業專網艾靈與西門子合作，共同打造了基于西門子工業邊緣管理平臺（IEM）的工業 5G 云網一體解決方案。艾靈將自主研發的 5G 專網管理系統以容器化方式部署到 IEM 環境中的工業邊緣虛擬設備（IEVD）上，并與部署在數字化改造現場的艾靈工業 5G 基站

66、和 5G 核心網服務器進行連接。工廠用戶可以通過 IEM 平臺操作和維護自己專屬的5G 網絡。通過雙方合作打造的工業 5G 邊緣一體化解決方案，可以快速在工業現場實現 5G 云網基礎設施的部署。僅需兩天時間，就可以開通覆蓋面積達六千平米的車間級 5G 專網，并支持現場設備以即插即用的方式接入 5G 專網，實現本地數據的實時分析，提升產線的成本效益，如 OEE 監測、汽車生產節拍分析等。當工廠的產線環境變得復雜、有線連接無法提供網絡服務，并且傳統 WIFI 網絡的穩定性和安全性存在劣勢時，5G 技術在工業物聯場景下的諸多優勢得以充分發揮。在融合方面，如圖 16 所示，艾靈工業 5G 專網技術與羅

67、克韋爾自 動 化 發 布 的 5G 工 業 以 太 網 架 構 相 結 合，共 同 打 造 了34云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-030055G+Ethernet/IP 融合、一網到底的工業智聯網動力解決方案。為了確保智聯網動力解決方案具備高性能的連接能力，聯合方案利用 5GLAN、雙發選收等技術保障了電氣控制組件之間通信的時延確定性，加快了傳統工業網絡向無線化、扁平化的轉變。同時，艾靈獨特的內網切片技術被應用，將非實時數據采集業務和實時控制業務承載于一張統一的 5G 專網上，滿足產線現場各類需求，優化投資回報率。圖 16 艾靈 5G 專網架構基于新型的 5G 工業以太網架構，羅

68、克韋爾自動化實現了各種PLC、IO 和分布式控制系統之間的 5G 專網通信，簡化了級聯型網絡結構，確保生產線上的信息能夠實時傳遞到邊緣數據采集中心和中控室的生產監控系統中。這為管理者提供了精細化生產運營和柔性生產所需的數據支持和決策依據。在未來，還可以將攝像頭、工業攝像機等視頻信息采集終端引入紙漿生產現場，逐步實現無人化作業和智能化質檢，全面提升環境健康與安全監控的水平。35云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005六、六、技術展望技術展望（一）（一）無線云化演進無線云化演進基于當前的調研與技術實踐，目前階段雖然無線云化成熟度還不足以支撐規模商用，但已基本驗證了技術可行性。如圖

69、17 所示，無線云化助力傳統無線基站能力從單一的連接功能升級到“連接+計算+能力”的多樣化服務。這種升級使得基站能夠更靈活地響應行業多樣化的定制需求，實現智能化演進和無線服務能力的拓展。在未來的移動網絡演進中，無線云化將成為必然的趨勢。圖 17 無線云化演進（二）（二）UPFUPF 網元白盒化網元白盒化5G 實現了移動核心網網關的 CU 分離架構，UPF 作為分離后的移動核心網的數據錨點，承擔了路由轉發的功能，這與同樣具備轉發能力的白盒交換機功能模型無限接近，這為白盒交換機卸載 UPF 的轉發功能提供了基礎的技術邏輯。雖然目前白盒化 UPF 還處于技術驗證階段，但其在大流量、低功耗、多端口的場

70、景下，即滿足高性36云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005能的要求，又兼顧網絡靈活性與開放性的特點，為其后續發展奠定了良好的基礎。（三）（三）網元無狀態化改造網元無狀態化改造5G 網元無狀態化改造是指對 5G 網絡中的網元進行改造，將網元的狀態信息從具體設備中解耦出來，存儲在中心化的控制平面中，使其無狀態化。利用云的標準 PaaS 組件，如數據庫，對 5GC 網元做無狀態化改造，可提高網絡的靈活性、可擴展性和可維護性。通過將網元的狀態信息從設備中分離出來，可以實現更快速的設備替換和升級，減少對設備的依賴性。同時，無狀態化還可以提高網絡的可擴展性，使得網絡能夠更好地適應不斷增長

71、的用戶數量和數據流量，使得 5G 網絡能夠更好地適應不斷變化的需求和應用場景，為用戶提供更高質量的服務和體驗。（四）（四）5 5G G 與企業網絡融合與企業網絡融合企業網絡和 5G 網絡正在朝著基于意圖驅動的網絡演進。未來的發展方向是將企業網絡和 5G 網絡融合并進行統一的管控。意圖驅動的網絡可以提供自動化控制、策略管理、安全性和保障，覆蓋從數據中心到園區再到公有云平臺的全方位需求。在企業網絡中，強制執行安全管控策略可以確保與可許可的數據源和應用程序建立安全連接。然而，目前企業網絡管理員在移動辦公人員和設備轉換到 5G網絡后幾乎沒有安全管控能力。雖然通過服務提供商的 5G 網絡管理37云化 5

72、G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005系統可以對企業網絡上的應用程序訪問進行一些控制，但其粒度較粗，無法滿足企業細粒度的管控要求。此外，企業無法靈活控制 5G網絡的帶寬、延遲和應用程序優先級等網絡策略。隨著 Wi-Fi6 和 5G 蜂窩網絡技術在近幾年得到成熟并廣泛部署，建立企業 Wi-Fi 和 5G 網絡之間的橋梁，實現融合部署，并構建統一的管控策略，將成為企業數字轉型項目的下一個重要發展階段。這樣可以更大限度地發揮 5G 和 Wi-Fi 網絡的優勢，為企業提供更強大的網絡支持。（五）（五）容災設計容災設計利用云災備能力，可以在邊緣云部署將 5GC 用戶的數據同步到異地或同城的其他

73、云池，提高數據高可靠性和業務連續性。針對類似 UDM 的網元，對 RTO 和 RPO 都要求實時，可以在邊緣云的雙 AZ 部署，從而形成雙活，并實時同步。容器的彈性伸縮，也可以按最小規模部署災備環境，當出異?；蛐枰\維時，可以接受激增流量快速擴容。如果采用云運維，可以使用統一的云管管理企業的私有云和就近的邊緣云，如一城一池資源或調配就近公有云資源池。當客戶私有云內 5GC 網元故障，可以快速拉起和開通邊緣云的服務，也可以將用戶的數據備份到邊緣云，從而實現云級的備份?！霸七厖f同”在企業內部可以只部署小規模存儲，定期可以將用戶數據同步到邊緣云。38云化 5G 專網技術白皮書ODCC-2023-03005災備網絡僅僅在災難或計劃維護時才需要使用該環境，使用公有云的邊緣云可以快速擴展并最大限度的降低資源成本和能耗。同時還可以應對突發激增的流量以及一些運維升級等操作。（六）（六）5 5G G 數字化運營數字化運營5G 數字化運營是指在算力網絡的發展趨勢下，網絡向數字化轉型的必然結果，也要求運營商走向數字化。這與當前云計算的運營模式不謀而合。盡管 5G 云化發展不斷深入，云計算理念也將逐漸滲透到 5G 領域，設備供應商從提供硬件一體機轉變為提供軟件服務，運營商從提供卡號給客戶轉變為提供服務訂閱，而客戶從購買無線連接轉變為購買服務。這些變化將推動專網向更智能、彈性和多樣化的方向發展。