Private 5G

Частная сеть 5G

Комплексные решения в рамках технологии 5G для частных сетей 5G

Частные сети 5G являются катализатором развития концепции Industry 4.0 и «умных» заводов, электростанций и зданий будущего. По мере того как растет список вариантов развертывания 5G для частных предприятий, возрастает и важность точного и эффективного тестирования сетей 5G. Компания VIAVI разработала интуитивно понятный, экономически эффективный и комплексный портфель решений для тестирования сетей 5G, идеально подходящих для тестирования и обеспечения надежности частных сетей 5G на протяжении всего жизненного цикла сети.

Что такое Private 5G?

Private 5G (частная сеть 5G) — это термин, используемый для описания системы сотовой связи 5G, построенной и эксплуатируемой исключительно для частного использования компанией, частным лицом или государственным учреждением. Определяемая консорциумом 3GPP как непубличная сеть (NPN), частная сеть 5G обычно развертывается более локально и целенаправленно для удовлетворения конкретных потребностей организации в надежности, доступности и обслуживании.

Традиционные частные сети с беспроводной связью 4G LTE обеспечивают расширенное покрытие и возможности настройки. Обеспечивая сверхнадежную связь с низкой задержкой (URLLC), частные сети 5G кардинально изменяют ситуацию, поддерживая передовые приложения Интернета вещей, концепции Industry 4.0 и критически важные приложения для служб общественной безопасности. Улучшенный доступ к спектру, специализация сценариев использования и проблемы безопасности сети являются дополнительными факторами, стимулирующими частный рынок 5G.

Для кого предназначена частная сеть 5G?

В условиях расширения и совершенствования публичных услуг 5G логика использования частных сетей в мире 5G может показаться непонятной. Лицензирование частного спектра 5G, приобретение и установка сложной сетевой инфраструктуры, а также мониторинг проблем и ключевых показателей производительности сети могут быть сложными и отнимать много времени.

Организации, которые получат наибольшую выгоду от частной сети 5G, имеют общие черты. К ним относятся высокие требования к безопасности и/или конфиденциальности, уникальные предложения услуг, ускоренные сроки развертывания 5G или их комбинация. Поскольку новые возможности 5G продолжают развиваться, многие организации просто хотят, чтобы в будущем воспользоваться операционными преимуществами.

  • Производственный сектор признает огромный потенциал частной сети 5G. Коммуникации с низкой задержкой и высокой пропускной способностью образуют идеальную центральную нервную систему для прорывных инноваций в области робототехники, обработки материалов и прогнозного техобслуживания.
  • Четвертая промышленная революция (Industry 4.0) — это термин, используемый для описания революции 5G, происходящей на фоне существующей автоматизации и развития компьютерных средств управления с беспрецедентным повышением точности и эффективности. Частная сеть 5G на «умных» заводах позволит свести к минимуму количество проводных соединений, упростить сбор и анализ данных и повысить безопасность людей на производстве.
  • Традиционные предприятия в таких секторах, как здравоохранение, образование и общественный транспорт, являются другими потенциальными бенефициарами развертываний частных сетей 5G. В этих секторах можно использовать частные сети 5G для улучшения логистики, покрытия и безопасности. Резонансные утечки данных подчеркнули важность защиты конфиденциальности и безопасности клиентов.

Приложения для частных сетей 5G

Концепция Industry 4.0 позволяет внедрить автономных роботов, транспортные системы и межмашинную связь (M2M) на заводах, электростанциях и в распределительных центрах. Количество дополнительных частных приложений для надежного высокоскоростного соединения с низкой задержкой представляется бесконечным. Крытые помещения особенно хорошо подходят для технологий малых сот 5G и дуплексной передачей с временным разделением каналов (TDD), так как отклоненные или отраженные сигналы в ограниченном пространстве усиливают резервирование и увеличивают пропускную способность канала.

Event Solutions

 

Стадионы и торговые центры относятся к числу крупных объектов, которые испытывают высокий спрос на связь в часы пиковой нагрузки. Появление сетей 5G увеличит спрос на потоковый контент, дополненную реальность и другие приложения с высокой пропускной способностью в условиях такой нагрузки. Частные сети 5G могут решить эти задачи, превращая большие помещения в «умные» объекты с повышенной пропускной способностью. Интернет вещей и технологии формирования направленного луча могут рационализировать эксплуатацию объектов и предоставление услуг.

Retail Solutions

 

Нефте- и газоперерабатывающие предприятия давно признали ценность частных сетей, поскольку многие из них находятся вне зоны действия коммерческих беспроводных сетей. Эти объекты охватывают большие территории и включают в себя множество критически важных машин, датчиков и средств обеспечения безопасности. Частные сети 5G для промышленного Интернета вещей позволяют контролировать и безопасно обслуживать эти огромные взаимосвязанные сети в режиме реального времени.

Fleet Solutions

 

Приложение Smart Cities (Умные города) представляет идеализированное видение будущего с поддержкой 5G. Интеллектуальные транспортные системы будут использовать технологию V2X (vehicle-to-everything — «автомобиль, подключенный ко всему») с низкой задержкой для эффективной транспортировки пассажиров между такими же интеллектуальными местами для покупок, развлечений и работы. В этом идеальном городе, скорее всего, будет использоваться комбинация независимых сетей малых сот, частных сетей, управляемых коммерческими поставщиками сетей 5G, и всеобъемлющих общественных сетей 5G. 

Smart Cities

 

Каковы требования к частным сетям 5G?

Частные сети 5G могут поддерживать критически важные каналы связи, которые должны оставаться работоспособными даже при возникновении непредвиденных событий. В зависимости от области применения требования к доступности, надежности, взаимодействию и качеству обслуживания (QoS) частной сети 5G могут быть более строгими, чем стандарты коммерческих сетей.

  • Переход от архитектуры, ориентированной на соты, к архитектуре, ориентированной на луч, где статическое и динамическое формирование луча играет главную роль в производительности, оптимизации и определении местоположения.
  • Реализация архитектуры опорной сети на основе услуг (SBA).
  • Виртуальные программно-определяемые сети (SDN) для поддержки нарезки сетей и автоматизированного предоставления услуг для основных сценариев использования 5G: Расширенная мобильная широкополосная связь (eMBB), массовая связь машинного типа (mMTC) и сверхнадежная связь с низкой задержкой (URLLC).

O-RAN в частной сети 5G

Стандарты 3GPP для частной сети 5G позволяют предприятиям определять и создавать свои собственные беспроводные сети. Это создает окно возможностей для перехода от собственной RAN к открытой архитектуре RAN (O-RAN). Open RAN предпочитает подход, который позволяет произвольно комбинировать лучшие в своем классе элементы RAN от нескольких поставщиков частных сетей 5G. Операторы получают выгоду от присущих O-RAN конкуренции и инноваций.

What is O-RAN?

Роль малых сот в частных сетях 5G

Как следует из названия, технология малых сот использует небольшие распределительные узлы малого радиуса действия для создания экономически эффективной внутренней или внешней беспроводной сети 5G. Выдающуюся мобильность, стабильность и покрытие сетей малых сот можно с успехом использовать в торговых центрах, офисных зданиях, университетах, на производственных предприятиях и во многих других частных сетях в мире 5G.    

  • Низкая стоимость развертывания
    Аппаратное обеспечение малых сот разработано для снижения сложности. Многие приемопередатчики малых сот можно легко закрепить на стенах, столбах и других обычных предметах. Варианты Backhaul (транзитных соединений) также являются гибкими и легко осуществимыми с использованием оптоволоконных, кабельных и микроволновых линий. Микросоты могут последовательно удовлетворять потребности в емкости для большого числа пользователей на большой территории покрытия.
  • Свободный от лицензии диапазон
    В частных сетях 5G, построенных с использованием микроволновых узлов малых сот, можно использовать нелицензируемые частотные диапазоны между 57 и 71 ГГц. Этот свободный непрерывный спектр шириной 14 ГГц обеспечивает частной сети 5G путь к экономически эффективным услугам с высокой пропускной способностью.

Безопасность в частных сетях 5G

Хотя вариант частной сети часто связывают с повышенной безопасностью, это не всегда так. Развертывание концепции Интернета вещей может увеличить поверхность атаки для потенциальных вредных факторов. Решения Open RAN для нескольких поставщиков также могут привести к уязвимостям, связанным с интерпретацией стандартов и функциональной совместимостью. Операции и активы компаний частных сетей 5G тесно переплетены с производительностью частных сетей. Это делает услуги безопасности с добавленной стоимостью крайне важными.

Решение для эмуляции приложений и обеспечения безопасности VIAVI TeraVM — это проактивный вариант для обеспечения безопасности частной сети 5G. Платформа TeraVM включает в себя эмуляцию реальных угроз на основе самых последних информационных архивов баз данных общеизвестных уязвимостей информационной безопасности (CVE). Потенциальные уязвимости выявляются с помощью расширенного анализа угроз, и надежность технологий безопасного доступа может быть подтверждена.

Проблемы тестирования частной сети 5G

Разнообразие вариантов использования частной корпоративной сети 5G делает тестирование сети одновременно сложным и необходимым. Сеть автоматизированного завода может включать в себя датчики, обмен межмашинными данными (M2M), робототехнику и другие приложения с низкой задержкой. Университетский кампус может включать в себя гораздо меньше устройств Интернета вещей, но поддерживать больше абонентов, пользующихся услугами с высокой пропускной способностью.

Industry Automation

Инвестиции, необходимые для развертывания частных сетей 5G, могут быть значительными, поэтому для проверки всех сценариев мобильности необходимо провести тестирование экономической эффективности до начала эксплуатации. Владельцы объектов и проектировщики частных сетей могут с успехом использовать опыт отраслевых специалистов для обеспечения производительности сети и максимальной окупаемости инвестиций (ROI).

  • Развертывание малых сот может быть особенно сложным, начиная с оптимизации размещения сот для обеспечения покрытия и производительности (пропускной способности). Надежность имеет решающее значение, поскольку любой отказ оборудования может существенно повлиять на качество обслуживания. Тщательное тестирование сети и составление карты покрытия являются рекомендуемыми методами для обеспечения производительности малых сот.
  • Тестирование ядра 5G SA имеет решающее значение для обеспечения надежности частной сети, особенно применительно к концепции Industry 4.0 и другим случаям использования в промышленных масштабах. Тестирование ядра TeraVM 5G обеспечивает эффективный метод проверки ядра 5G и сети SBA в смоделированных реальных условиях. Эмуляцию ядра 5G также можно использовать для стресс-тестирования сетевой инфраструктуры, чтобы обеспечить выполнение ключевых показателей производительности.

Как протестировать частную сеть 5G?

Несмотря на меньшие масштабы развертывания частных сетей 5G по сравнению с коммерческими сетями 5G, тестирование частных сетей 5G следует проводить с той же строгостью на протяжении всего жизненного цикла сети. Это начинается с надежного тестирования ядра и верификации/валидации покрытия и функциональности сети. Для контрольной проверки качества обслуживания после активации можно использовать программное обеспечение для мониторинга сети. На практике тестирование частной сети 5G должно быть сосредоточено на установлении следующих функциональных характеристик:

  • Безопасность
    Рынок частных сетей 5G создает беспрецедентный уровень воздействия на критически важные активы, данные и системы управления. Это приводит к более низкому уровню устойчивости к рискам кибербезопасности. Для защиты экосистемы частной сети 5G необходимы проактивные системы безопасности и надежное планирование мониторинга и реагирования.
  • Надежность
    Частные сети LTE 5G превратились из удобных услуг связи для удаленных мест в критически важные пути передачи данных с огромными потенциальными финансовыми последствиями и последствиями для безопасности. Первоначальное тестирование сети и текущий мониторинг должны быть достаточными для обеспечения надежности при всех прогнозируемых условиях.
  • Пропускная способность
    На производительность частной сети 5G могут влиять такие факторы, как схема расположения малых сот, определение времени / синхронизация сети, проектирование ядра, помехи и гигиена оптоволокна. Проверка с подтверждением и постоянный мониторинг пропускной способности сети выполняют функцию высокоуровневого барометра общей производительности.

Жизненный цикл частной сети 5G

  • Разработка частной сети 5G

    Частная сеть 5G и концепция Open RAN предоставляют предприятиям свободу проектирования, создания и эксплуатации собственных уникальных сетей 5G. Однако лишь немногие организации обладают внутренним опытом, необходимым для того, чтобы действовать самостоятельно. Благодаря партнерству с телекоммуникационными компаниями, поставщиками частных сетей 5G и специалистами по тестированию сетей можно применить более экономически эффективный подход к развитию сетей, включая имитационное тестирование в лаборатории.

    Сетевой тестер VIAVI TM500 является эффективным инструментом для моделирования трафика и поведения конечного пользователя для различных случаев использования частных сетей 5G. Для оценки пропускной способности можно смоделировать большое количество абонентского оборудования для каждой соты.

  • Развертывание частной сети 5G
    В зависимости от предпочтений предприятия в отношении конфиденциальности, качества обслуживания, использования спектра (лицензированный или нелицензированный), многосайтового покрытия и настройки RAN, появляется несколько жизнеспособных вариантов для развертывания частной сети 5G.
    • Автономные частные сети 5G полностью независимы от внешних операторов мобильной связи (MNO) и поддерживают автономную опорную сеть и концепцию RAN.
    • Совместно используемые сети RAN, называемые также гибридными сетями, создают независимые службы внутри предприятия, но используют преимущества RAN и спектр сети общего пользования. Этот вариант передает часть контроля над пользователями и сетью в руки MNO.
    • Варианты Network Slicing («нарезки сети») основаны на использовании отдельной, виртуальной части сети оператора для частного использования. Настроенный сетевой фрагмент изолирован только для частного использования данным предприятием.
  • Обеспечение частной сети 5G
    Частные сети 5G привязывают критически важные для бизнеса услуги, пропускную способность и информационную безопасность к текущей производительности сети. Для обеспечения видимости и беспрепятственного устранения аномалий требуется высокий уровень гарантии. Сложность 5G еще более затрудняет решение этой задачи.

    Решение VIAVI NITRO представляет собой интеллектуальную платформу контроля качества и оптимизации в режиме реального времени, обеспечивающую сквозную видимость сети. Благодаря использованию машинного обучения и искусственного интеллекта технология NITRO реализует целенаправленный подход к обеспечению безопасности частной сети 5G с непрерывным изучением абонентов, услуг и производительности сети.
Building on the Multi-technology NITRO

Как VIAVI поддерживает частные сети 5G?

Предприятия всех размеров и типов признают ценность частной сети 5G.

VIAVI обладает передовыми решениями для тестирования, опытом и знаниями для обеспечения оптимальной ценности и производительности этих новых сетей 5G до и после развертывания. Упрощенные, интуитивно понятные рабочие процессы снижают сложность тестирования и время выхода на рынок. Решения VIAVI для тестирования и обеспечения надежности сети поддерживают все сценарии — от развертывания оборудования «под ключ» до «нарезки сети» с поддержкой SLA, а также растущее количество промежуточных гибридных моделей.

Позвольте вам помочь

Обращайтесь к нам для получения дополнительной информации, ценовых предложений, просмотра демонстрационных видеороликов по нашей продукции. Мы всегда готовы оказать вам всю необходимую помощь.