企業(yè)5G：規(guī)劃、架構(gòu)和收益指南

企業(yè)5G：規(guī)劃、架構(gòu)和收益指南

企業(yè)5G部署需要廣泛的規(guī)劃。使用本5G指南為無線技術(shù)的進(jìn)步做好準(zhǔn)備，該指南涵蓋了用例、架構(gòu)集成等。

5G是最新一代的蜂窩技術(shù)，與4G相比，其可以為多種設(shè)備提供更快的速度、更低的延遲和更大的容量。盡管運(yùn)營商將大部分5G營銷資金用于吸引消費(fèi)者，但企業(yè)將獲得更大的回報(bào)。

在未來幾年，企業(yè)用例將超過消費(fèi)者用例，這使得組織必須徹底了解5G的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，并開始評(píng)估該技術(shù)如何影響其開展業(yè)務(wù)的方式。

本企業(yè)5G指南將解釋蜂窩技術(shù)的工作原理、其架構(gòu)選項(xiàng)、新興用例、以及與4G和Wi-Fi 6的比較等等。

什么是5G？

5G是第五代蜂窩技術(shù)，支持千兆數(shù)據(jù)速率，可能超過傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)速度。雖然5G的20 Gbps潛在速度非常吸引人，但其低延遲（最終為5毫秒或更短）對(duì)于將包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、位置感知和分支機(jī)構(gòu)連接的企業(yè)應(yīng)用更具吸引力。由于其更全面的傳輸安全算法和網(wǎng)絡(luò)切片等保障措施，5G的設(shè)計(jì)比其之前的蜂窩服務(wù)更安全。

5G是如何工作的？

5G使用位于燈桿和建筑物屋頂上的小型蜂窩基站組成的龐大網(wǎng)絡(luò)，通過毫米波頻譜（30 GHz至300 GHz）傳輸信號(hào)。由于波長較短，毫米波只能傳播很短的距離，而且容易受到天氣和障礙物的影響，例如建筑物、墻壁、涂層窗戶和樹葉。毫米波技術(shù)在人口密集地區(qū)或開放場(chǎng)所效果最佳，如工廠或體育場(chǎng)。這些場(chǎng)所可以覆蓋低功率的小型基站，以適當(dāng)?shù)孬@得視線并增強(qiáng)無線電信號(hào)。

除了小型基站，5G網(wǎng)絡(luò)還可以通過宏基站和家庭基站進(jìn)行連接和分布。

人口密度較低的地區(qū)也可以利用5G，但必須使用較低頻段，例如，低頻段和中頻段，以支持更少的設(shè)備、更低的速度和更大的延遲。目前，許多組織正將其企業(yè)5G工作集中在密集區(qū)域或開放場(chǎng)所，以充分利用5G的功能。

第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)正在制定5G標(biāo)準(zhǔn)，例如5G新無線電(5G NR)，替代長期演進(jìn)(LTE)標(biāo)準(zhǔn)，因此企業(yè)需要密切關(guān)注其工作。5G NR通過提高電磁輻射頻譜效率來支持無線通信的增長。

這種新一代蜂窩技術(shù)有自己的術(shù)話，因此要溫習(xí)一下需要了解的5G術(shù)語。

5G和4G的區(qū)別

雖然4G蜂窩服務(wù)在為移動(dòng)員工提供動(dòng)力方面發(fā)揮了重要作用，但5G可能會(huì)因改善企業(yè)運(yùn)營而更廣為人知，并使新應(yīng)用和服務(wù)的交付成為可能。

4G LTE受限于其頻譜，只能達(dá)到6 GHz。5G的毫米波工作在30 GHz到300 GHz之間，這意味著更寬的信道可以傳輸更多的數(shù)據(jù)。4G使用的較低頻段阻礙了延遲、速度和容量，盡管其信號(hào)可以在無線電或高大的蜂窩塔之間傳播更遠(yuǎn)的距離。與4G網(wǎng)絡(luò)相比，一些5G網(wǎng)絡(luò)每平方公里可以支持10到100倍的用戶和設(shè)備。

5G將要求組織投資新的核心基礎(chǔ)設(shè)施，包括基站和天線，以及設(shè)備和傳感器的機(jī)載無線電。5G更短的傳輸距離也需要更多的基礎(chǔ)設(shè)施，即更多的小型基站，以便在不受干擾的情況下將信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)點(diǎn)。5G帶來了一系列全新的功能；其中包括網(wǎng)絡(luò)切片，這是一種讓企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)段進(jìn)行編程，以安全且經(jīng)濟(jì)高效地共享5G連接的技術(shù)。

企業(yè)5G的商業(yè)利益

長期以來，組織一直希望為企業(yè)提供靈活、安全的連接選項(xiàng)，而5G的功能滿足了這一需求。正如TechTarget撰稿人John Fruehe所寫，5G將在五個(gè)關(guān)鍵方面使企業(yè)受益：

企業(yè)也在關(guān)注新版本5G的開發(fā)，稱為獨(dú)立5G或SA 5G，其有望比依賴4G核心的5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步減少延遲。SA 5G網(wǎng)絡(luò)在其基礎(chǔ)上依賴于5G無線電和5G核心，從而為企業(yè)提供額外的高速、低延遲選項(xiàng)。

供應(yīng)商、制造商和美國政府總體上正在努力使5G成為一項(xiàng)安全技術(shù)，這應(yīng)該可以緩解企業(yè)對(duì)漏洞的許多擔(dān)憂。例如，5G加密已從4G中使用的128位加密標(biāo)準(zhǔn)提升到256位。

網(wǎng)絡(luò)切片讓企業(yè)可以在特定應(yīng)用和服務(wù)中應(yīng)用定制的安全控制，以確保只有經(jīng)過驗(yàn)證的用戶才能訪問。而且由于5G是可編程的，因此可以更容易地集成新技術(shù)，例如零信任，以提供進(jìn)一步的保障。

5G架構(gòu)和特性

5G架構(gòu)比其前身更好地支持機(jī)器對(duì)機(jī)器通信，因?yàn)槠渚哂袀鬏敶髷?shù)據(jù)流的能力，支持實(shí)時(shí)決策并促進(jìn)自動(dòng)化。5G的可編程性使其更容易連接更多數(shù)據(jù)源，包括存儲(chǔ)在云端的資源。最后，5G向后兼容其他無線技術(shù)，包括3G、4G和Wi-Fi，使企業(yè)能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)與其他通信系統(tǒng)聚合。

專用5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G網(wǎng)絡(luò)可以是公共的，也可以是專用的。許多大型企業(yè)評(píng)估專用5G網(wǎng)絡(luò)作為使用網(wǎng)絡(luò)切片的替代方案，以更好地保護(hù)其運(yùn)營。雖然專用網(wǎng)絡(luò)的成本更高，但其使企業(yè)能夠定制其5G擴(kuò)建以滿足應(yīng)用需求，更精細(xì)地管理基礎(chǔ)設(shè)施，并保護(hù)本地?cái)?shù)據(jù)。

5G和Wi-Fi 6

5G和Wi-Fi 6(802.11ax)的交集為企業(yè)提供了一些有趣的選擇。例如，Wi-Fi 6可能更適合有障礙物和視線少的擁擠空間，而5G在需要高速和低延遲的開放空間中表現(xiàn)良好。Wi-Fi和5G網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換意味著這兩種技術(shù)可以一起使用，以支持不斷增長的遠(yuǎn)程勞動(dòng)力。

5G和Wi-Fi 6都具有強(qiáng)大的信號(hào)調(diào)制、身份驗(yàn)證和安全功能。此外，每一種技術(shù)都可以幫助企業(yè)降低功耗，無論是通過設(shè)計(jì)還是通過可以減少接入點(diǎn)負(fù)載的節(jié)電功能。

通常，蜂窩技術(shù)和Wi-Fi技術(shù)之間的一個(gè)主要區(qū)別在于，它們?cè)谠S可頻段和非許可頻段的運(yùn)行方式，但5G改變了這一點(diǎn)。專家警告到，在未經(jīng)許可的頻段中使用5G可能會(huì)對(duì)Wi-Fi造成干擾，因此企業(yè)應(yīng)仔細(xì)規(guī)劃其覆蓋范圍。

此外，Wi-Fi無法在接入點(diǎn)之間傳輸會(huì)話。如果一家企業(yè)想要使用Wi-Fi來跟蹤產(chǎn)品的移動(dòng)，這個(gè)限制就會(huì)發(fā)揮作用。相比之下，5G可以輕松處理這些傳輸。

5G、物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算

物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算對(duì)高速和低延遲有著截然不同的需求。在許多情況下，傳感器將關(guān)鍵任務(wù)信息發(fā)送到邊緣或基于云的設(shè)備，以便進(jìn)行聚合、分析和采取行動(dòng)。例如，自動(dòng)駕駛汽車、裝配線設(shè)備和城市監(jiān)控?cái)z像頭會(huì)不斷發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

5G的低功耗要求可延長電池壽命，使其非常適合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。此功能使企業(yè)能夠在其架構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行創(chuàng)新，因?yàn)樵O(shè)備不必連接到電源。

專家建議企業(yè)根據(jù)應(yīng)用的要求來選擇最佳的無線連接選項(xiàng)，了解5G在滿足應(yīng)用需求方面可能有點(diǎn)矯枉過正。

5G和SD-WAN

組織可以將5G和SD-WAN配對(duì)，以管理與遠(yuǎn)程辦公室和家庭辦公室的有線和無線連接。例如，一家保險(xiǎn)企業(yè)部署了SD-WAN來主動(dòng)管理其10,000個(gè)站點(diǎn)的電纜、DSL、光纖和LTE鏈路。當(dāng)5G被廣泛使用時(shí)，可以輕松地將5G服務(wù)添加到該組合中。

SD-WAN還可用于幫助站點(diǎn)在4G和5G連接之間切換，自動(dòng)根據(jù)應(yīng)用和流量條件的需求選擇適當(dāng)?shù)逆溄?。包括零售業(yè)在內(nèi)的一些行業(yè)可以使用SD-WAN來提供5G，作為彈出式位置的主要選項(xiàng)，并通過MPLS和寬帶提供輔助鏈接。

企業(yè)5G用例

隨著企業(yè)評(píng)估蜂窩技術(shù)可以改善其運(yùn)營的領(lǐng)域，企業(yè)5G的用例正在迅速擴(kuò)展。以下是5G用例的五個(gè)示例：

5G企業(yè)挑戰(zhàn)

對(duì)于5G的所有優(yōu)勢(shì)，企業(yè)應(yīng)仔細(xì)考慮其在放棄當(dāng)前無線和有線基礎(chǔ)設(shè)施方面面臨的挑戰(zhàn)。

網(wǎng)絡(luò)安全問題

事實(shí)上，5G可以同時(shí)支持比以前的蜂窩技術(shù)更多的連接用戶和設(shè)備，這意味著需要仔細(xì)評(píng)估和監(jiān)控更多的暴露媒介。此外，5G需要更多必須保護(hù)免受威脅的基礎(chǔ)設(shè)施。專家警告稱，黑客可能會(huì)利用5G網(wǎng)絡(luò)利用現(xiàn)有漏洞或開發(fā)新的攻擊模式。

成本

5G需要大量投資才能獲得全部回報(bào)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組件將必須更換為兼容5G的組件。企業(yè)還必須購買新的無線設(shè)備以確保足夠的覆蓋范圍。

信號(hào)干擾

也許與任何其他無線技術(shù)相比，5G更需要網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)密切關(guān)注站點(diǎn)調(diào)查。最簡(jiǎn)單的用例是在同一屋檐下?lián)碛虚_放空間的場(chǎng)所。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查將揭示信號(hào)穿透挑戰(zhàn)的程度（特別是涂層窗戶、墻壁等）和無線電盲點(diǎn)，以及需要多少努力來通過設(shè)施重新設(shè)計(jì)或額外設(shè)備來減輕它們，例如天線。

5G的可用性

想要在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)充分利用5G的企業(yè)，必須首先確定蜂窩技術(shù)是否已在其所有地點(diǎn)推出。

服務(wù)提供商仍在推出其5G服務(wù)，其大部分注意力都集中在人口稠密的地區(qū)，例如主要大城市。盡管農(nóng)業(yè)和采礦業(yè)的用例在農(nóng)村地區(qū)很豐富，但在這些地區(qū)部署5G對(duì)運(yùn)營商而言可能不具有成本效益，這可能會(huì)延遲其可用性。

如何尋找合作伙伴并購買5G

5G服務(wù)的好壞取決于使用其設(shè)備和應(yīng)用，因此組織應(yīng)該制定一個(gè)路線圖，確定企業(yè)設(shè)備和應(yīng)用何時(shí)可以支持5G。據(jù)此，企業(yè)可以制定采購5G服務(wù)的時(shí)間表。

企業(yè)將不得不決定是購買、租賃還是構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)。通過這三種選擇，企業(yè)可以從移動(dòng)運(yùn)營商處購買公共5G服務(wù)、租賃5G網(wǎng)絡(luò)切片或構(gòu)建專用5G網(wǎng)絡(luò)。

想要構(gòu)建自己的專用5G網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)應(yīng)與集成商、供應(yīng)商或服務(wù)提供商合作，以幫助解決5G的一些更細(xì)微的問題。例如，5G可以顯著增加流量，因此組織必須評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的其他部分（如VPN）是否可以處理負(fù)載。

選擇構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)應(yīng)考慮以下四個(gè)因素：

企業(yè)5G的未來

企業(yè)5G的核心是創(chuàng)新和應(yīng)用。接下來會(huì)發(fā)生什么，在很大程度上取決于企業(yè)如何利用5G的速度、低延遲和容量來推動(dòng)人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)分析和其他進(jìn)步深入到其運(yùn)營中。

5G的新迭代也在等待著。根據(jù)3GPP發(fā)布的時(shí)間表，5G Advanced標(biāo)準(zhǔn)定于2024年發(fā)布。除其他功能外，5G Advanced將支持?jǐn)U展現(xiàn)實(shí)通信，該通信建立在現(xiàn)有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用之上。

也就是說，無線行業(yè)已經(jīng)在研究6G技術(shù)，預(yù)計(jì)該技術(shù)將于2030年開始商用，并將支持每秒1 TB的數(shù)據(jù)速率。6G將建立在5G的應(yīng)用功能之上，例如成像、存在技術(shù)和位置感知。6G技術(shù)將能夠選擇性地使用不同的頻率來測(cè)量電磁吸收率并相應(yīng)地調(diào)整頻率。政府、醫(yī)療保健和交通等行業(yè)將從6G中受益匪淺。

最新的5G新聞和趨勢(shì)

自從三到四年前開始推出5G網(wǎng)絡(luò)以來，與4G相比，5G服務(wù)總體上有所改善。據(jù)報(bào)道，全球上傳和下載時(shí)間更快。然而，根據(jù)Oookla的速度測(cè)試數(shù)據(jù)，5G網(wǎng)絡(luò)并沒有達(dá)到國際電信聯(lián)盟20 Gbps的理想下載速度，因?yàn)楫?dāng)今性能最好的網(wǎng)絡(luò)也只能達(dá)到1 Gbps。隨著越來越多的客戶購買使用5G的新設(shè)備，這可能是一種正常的成長痛苦，但構(gòu)建毫米波網(wǎng)絡(luò)的延遲和定位新蜂窩基站的困難阻礙了5G的推出。在路燈等現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上部署小型基站有助于實(shí)現(xiàn)毫米波網(wǎng)絡(luò)。

5G正在接近成熟階段，因此，服務(wù)提供商和企業(yè)對(duì)固定無線接入表現(xiàn)出更大的興趣。Rethink Technology Research的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，消費(fèi)者、政府和移動(dòng)運(yùn)營商都希望利用改進(jìn)的固定無線功能，美國目前在用戶數(shù)量方面處于領(lǐng)先地位，中國和印度等人口眾多的國家也在迅速增加。

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