陳 鋒，陳 海，洪林夢涵（中國聯(lián)通福建分公司，福建福州 350000）

1 概述

據(jù)預測，2026 年全球5G 網(wǎng)絡整體規(guī)模為1 663 億美元，其中政企專網(wǎng)市場規(guī)模達到483億美元，企業(yè)園區(qū)政企專網(wǎng)市場規(guī)模占比達15%，市場前景巨大。相較于傳統(tǒng)政企專網(wǎng)而言，5G政企專網(wǎng)具有服務等級升級溢價、減少SLA 賠付、開通響應時間快、排障響應時間快、資源消耗小等優(yōu)點。尤其是對于需要臨時短期專線（如：臨時工地、臨時辦公場所、搶險救災指揮部等）、寬帶線路資源不易到達但有專線需求以及有臨時調(diào)整帶寬需求的用戶而言，5G政企專網(wǎng)無疑是較佳的選擇。因此如何實現(xiàn)5G 政企專網(wǎng)的無線側(cè)差異化的網(wǎng)絡保障并做好5G政企專網(wǎng)用戶級風險管控，是本文的主要研究方向。

2 5G政企專網(wǎng)簡述

傳統(tǒng)政企專網(wǎng)有資源可達性低、建設和維護成本高的問題。相較于傳統(tǒng)政企專網(wǎng)而言，5G 政企專網(wǎng)在技術上而言相較于傳統(tǒng)政企專網(wǎng)，有如下幾個優(yōu)點。

a）可獲得性強：5G 政企專網(wǎng)利用了5G 網(wǎng)絡豐富的頻譜優(yōu)勢，可在5G 網(wǎng)絡建設時快速發(fā)展用戶、部署安裝CPE、支撐企業(yè)業(yè)務，比其他接入技術布網(wǎng)工程時間短，投資回報時間短，總運營成本低。

b）用戶體驗好：5G 政企專網(wǎng)運用成熟的提速技術，如Massive MIMO、載波聚合、多天線收發(fā)、波束賦型、多用戶配對、高階解調(diào)模式，可以為5G政企專網(wǎng)用戶提供類光纖的空口傳輸速率；另一方面，同樣的帶寬條件下，5G政企專網(wǎng)的頻譜效率也比傳統(tǒng)政企專網(wǎng)的更高。

c）單線成本低：5G 政企專網(wǎng)可以充分復用5G 網(wǎng)絡的頻譜資源，一網(wǎng)兩用可以支撐更有競爭力的套餐資費設計，隨著熱點區(qū)域的用戶發(fā)展，只需要挑選高價值站點進行擴容，實現(xiàn)精準投資。

3 5G政企專網(wǎng)組網(wǎng)實現(xiàn)方案

3.1 5G政企專網(wǎng)的實現(xiàn)目標

逐步完成5G 速率差異化保障、VPN、切片等技術驗證，通過端到端方案，為中小企業(yè)、大型企業(yè)提供互聯(lián)網(wǎng)寬帶及點對點專線業(yè)務保障能力，構筑5G 2B 專線基礎能力1.0。

從點、線、面逐步擴展，在滿足企業(yè)專線需求基礎上，進一步探索在安防、監(jiān)控、無人機巡檢等2B場景的移動專線業(yè)務，實現(xiàn)專線業(yè)務能力2.0。

圍繞5G 專線基礎能力，進一步延伸拓展5G 行業(yè)應用等增值業(yè)務；通過5G專線撬動整個政企業(yè)務。

3.2 5G政企專網(wǎng)的技術特點

5G 政企專網(wǎng)用戶組網(wǎng)模式由傳統(tǒng)的“專線+AR 設備”調(diào)整為“5G 基站+CPE+AR 設備”的方式為企業(yè)提供專線服務，CPE+AR能支持多種VPN業(yè)務，一方面能滿足企業(yè)業(yè)務隔離訴求，另一方面充分結(jié)合了5G大帶寬、低時延特性和無線接入移動性強、可快速開通的優(yōu)點，同時可以提供速率、時延、可靠性等端到端保障（見圖1）。

圖1 5G政企專網(wǎng)組網(wǎng)示意圖

3.3 5G政企專網(wǎng)的組網(wǎng)方案介紹

對政企用戶業(yè)務需求，政企專網(wǎng)業(yè)務分為二層轉(zhuǎn)發(fā)模式專線和三層轉(zhuǎn)發(fā)模式專線。

二層轉(zhuǎn)發(fā)模式專線：主要是指對于專線用戶來說，運營商提供的線路就像個普通的以太鏈路一樣，可以對租用線用戶的二層以太流量做二層轉(zhuǎn)發(fā)。二層轉(zhuǎn)發(fā)是根據(jù)報文的目的MAC 地址直接進行轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)過程中不用對報文的頭部做任何的修改。二層專線的優(yōu)點之一是可以近似認為是一段光纖資源。

三層轉(zhuǎn)發(fā)模式專線：對于三層專線來說主要是專用線兩端工作在OSI 模型的第3 層，也就是IP 層，針對租用線進行IP 三層轉(zhuǎn)發(fā)的模式。三層轉(zhuǎn)發(fā)是根據(jù)報文的目的IP 地址來進行轉(zhuǎn)發(fā)，并且要對報文的二層頭部進行相應的修改。二層轉(zhuǎn)發(fā)模式指在同一網(wǎng)段內(nèi)的通信，三層轉(zhuǎn)發(fā)模式指跨網(wǎng)段的通信。

二層通信多用于小型的局域網(wǎng)絡，有技術成熟、多端口接入等優(yōu)勢。三層適用于大型網(wǎng)絡之間的路由，具有路由功能強大、可選擇最佳路由、實現(xiàn)負荷分擔等優(yōu)勢。二層專線和三層專線在實際應用中各有優(yōu)劣，具體選擇上主要看政企用戶實際應用場景和業(yè)務習慣。

根據(jù)二層轉(zhuǎn)發(fā)模式和三層轉(zhuǎn)發(fā)模式技術特點，組網(wǎng)方案選型建議如表1所示。

表1 5G政企專網(wǎng)組網(wǎng)方案

4 無線差異化網(wǎng)絡保障方案

無線側(cè)當前可以通過不同的5QI/QCI 映射不同的優(yōu)先級進行用戶差異化調(diào)度，其中已實現(xiàn)基于PMBR（Preferred Minimum Bit Rate）、GBR（Guaranteed Bit Rate）和調(diào)度優(yōu)先級差異化的專線速率保障［1］，表2 對這幾種方案進行了對比。

表2 無線差異化網(wǎng)絡保障方案對比

4.1 GBR保障方案

無論在NSA 組網(wǎng)還是在SA 組網(wǎng)下，業(yè)務最終映射到gNodeB 的QCI承載上，由承載的差異化調(diào)度實現(xiàn)各業(yè)務差異化服務。根據(jù)核心網(wǎng)下發(fā)的QoS屬性參數(shù)（如GBR 業(yè)務的最小速率保障），基站實現(xiàn)差異化調(diào)度，具體原理如下。

a）GBR 業(yè)務速率保障及速率限制（基站→UE 方向）原理。gNodeB 通過eNodeB（NSA 組網(wǎng)）或者5G 核心網(wǎng)（SA 組網(wǎng)）獲取GBR 業(yè)務的最小速率保障值（即GFBR）。GBR 業(yè)務用戶若下行緩存中有待傳數(shù)據(jù)時，每TTI 對比UE GBR 承載上T時間內(nèi)（即3GPP TS 23.501 規(guī)定的Default Averaging Window 值，NSA 組網(wǎng)下，T為1 000 ms；SA 組網(wǎng)下，T默認為2 000 ms）傳輸吞吐量如果小于GBR 業(yè)務的最小速率保障值GFBR，則將無線資源優(yōu)先分配給該承載使用，盡量保障該承載的速率達到GBR 業(yè)務的最小速率保障值，否則保持基本的調(diào)度的優(yōu)先級不變。

b）GBR 業(yè)務速率保障及速率限制（UE→基站方向）原理。當用戶上行BSR>0 時，每TTI 對比UE GBR承載上T時間內(nèi)傳輸吞吐如果小于最小速率保障值（即GFBR），則將無線資源優(yōu)先分配給該承載使用，盡量保障該承載的速率達到最小速率保障值（即GF?BR），否則保持基本的調(diào)度，計算出的優(yōu)先級不變［2］。

4.2 PMBR保障方案

基站設置5G政企專網(wǎng)用戶最小保證速率：在基站側(cè)設置QCI=8，PMBR=100 Mbit/s（示例），基站按照PMBR 速率保障專線帶寬，基站周期性針對該用戶默認承載的下行速率進行觀測統(tǒng)計，如果速率低于設定的目標值，則相對性提升該用戶的下行調(diào)度優(yōu)先級，使這部分用戶能夠得到更多的調(diào)度機會從而提高其下行速率。當用戶速率達到或者超過設定目標值之后，相對的降低該用戶的下行調(diào)度優(yōu)先級，使其不再搶占普通用戶的調(diào)度資源［3］。即通過對專線用戶的優(yōu)先級調(diào)整，使這部分用戶可以搶占普通用戶的資源，直到用戶速率穩(wěn)定在目標值附近［4］（見圖2）。

圖2 PMBR保障方案原理示意圖

4.3 調(diào)度優(yōu)先級保障方案

對5G政企專網(wǎng)用戶提高調(diào)度優(yōu)先級，基站側(cè)可根據(jù)5G 政企專網(wǎng)用戶（QCI/5QI 為8）和普通用戶（QCI/5QI 為9）差異化設置調(diào)度優(yōu)先級，用戶等級越高用戶獲得的調(diào)度優(yōu)先級越高，在其他條件相同情況下，5G政企專網(wǎng)用戶調(diào)大調(diào)度因子會增加該業(yè)務的調(diào)度概率［5］。調(diào)度優(yōu)先級公式如下〔調(diào)度因子對應公式中的γ（QCI）〕：

式中：

eff——當前信道質(zhì)量

r——歷史傳輸速率

γ（QCI）——不同QCI 級別對應的調(diào)度優(yōu)先級的加權。加權因子配置值越大，則調(diào)度優(yōu)先級越高

4.4 無線差異化網(wǎng)絡保障方案效果驗證

4.4.1 GBR與PMBR方案對比

核心網(wǎng)將QCI4 保障帶寬設置為300 Mbit/s，基站側(cè) 將QCI8 的PMBR 設 置 為300 Mbit/s，QCI4 穩(wěn) 定 在300 Mbit/s 左右，而QCI8 下載速率波動較大。即GBR保證資源調(diào)度優(yōu)先級高于PMBR（見圖3）。

圖3 GBR（QC4）保障方案調(diào)度優(yōu)先級比PMBR（QCI8）保障優(yōu)先級高的測試對比圖

4.4.2 PMBR與調(diào)度優(yōu)先級方案對比

基站側(cè)將QCI8 的PMBR 設置為300 Mbit/s，基站側(cè)設置QCI9 的加權因子高于QCI8 的調(diào)度加權因子。測試結(jié)果：MBR 保障方案的優(yōu)先級高于調(diào)度優(yōu)先級保障方案（見圖4）。

圖4 PMBR保障方案（QCI8）的優(yōu)先級高于調(diào)度優(yōu)先級（QCI9）保障方案的測試圖

4.4.3 高調(diào)度優(yōu)先級與普通用戶對比

QCI8 和QCI9 均未設置PMBR 保障速率，設置QCI8 調(diào)度優(yōu)先級加權因子高于默認承載QCI9。測試結(jié)果：專線用戶按加權因子提升調(diào)度優(yōu)先級（見表3）。

表3 專線用戶（高調(diào)度優(yōu)先級QCI-8）與普通用戶（QCI-9）不同設置用戶速率對比

4.4.4 小結(jié)

GBR、PMBR 和調(diào)度優(yōu)先級3 種保障方案中，GRB優(yōu)先級最高、PMBR 次之、調(diào)度優(yōu)先級方案僅比普通用戶提供高調(diào)度優(yōu)先級。

5 用戶級風險管控機制

一是由于5G 政企專網(wǎng)套餐資費相對傳統(tǒng)套餐更便宜，擔心用戶將CPE中的SIM卡拔出來，放在手機中繼續(xù)使用；二是5G政企專網(wǎng)用戶簽約長期合約后CPE可免費使用，但顧慮用戶中途更換其他運營商SIM 卡；三是因為CPE 具有可接車載電源或連接移動電源，可在移動狀態(tài)下隨身攜帶使用的特性，擔心這樣會影響到普通用戶體驗；四是由于政策法規(guī)或其他客觀條件限制，有部分區(qū)域限制使用5G 政企專網(wǎng)產(chǎn)品，擔心用戶使用合法地址來申請，但實際卻在非法區(qū)域固定使用，以此逃脫監(jiān)管。綜合上述考量，提出機卡分離管控機制和卡站分離管控機制。

5.1 5G政企專網(wǎng)用戶機卡分離管控機制

通過用戶使用過程中平臺上報的IMEI 號進行監(jiān)控，運維中心對用戶辦理業(yè)務登記的IMEI 號與之匹配，人工判定用戶是否有過機卡分離行為。針對機卡分離情節(jié)嚴重的，后臺可限制其使用。具體流程如下。

a）通過用戶辦理業(yè)務時的臺賬獲取用戶5G 政企專網(wǎng)號碼和所用CPE設備編號。

b）通過大數(shù)據(jù)平臺獲取用戶5G 政企專網(wǎng)號碼當前使用的設備編號。

c）將當前設備編號與臺賬登記的設備編號進行對比，判斷其是否存在機卡分離的情況。

d）對于機卡分離用戶，可限制其使用5G 政企專網(wǎng)業(yè)務。

5.2 5G政企專網(wǎng)用戶卡站分離管控機制

5.2.1 基于后評估識別異常移動

通過對位置移動的用戶進行監(jiān)測，運維中心人工判斷是否采取強制措施，對于經(jīng)常移動位置，或移動到高負載小區(qū)的用戶，可選擇限制其使用。其具體流程如下。

a）通過用戶辦理業(yè)務時的臺賬獲取用戶5G 政企專網(wǎng)號碼和5G政企業(yè)務使用地址。

b）通過大數(shù)據(jù)平臺獲取用戶5G 政企專網(wǎng)號碼常駐的5G小區(qū)并根據(jù)工參獲取小區(qū)經(jīng)緯度。

c）通過地理爬蟲工具獲取5G 政企業(yè)務使用地址的詳細經(jīng)緯度。

d）將用戶5G 常駐小區(qū)經(jīng)緯度與5G 政企業(yè)務使用地址經(jīng)緯度進行距離計算，判定其是否有過卡站分離行為。

e）卡站分離判別準則如下：小于3 km，則為無卡站分離；大于3 km 但小于10 km，則為卡站分離；大于10 km，則屬于嚴重卡站分離行為。

f）對于卡站分離用戶，可限制其使用5G政企專網(wǎng)業(yè)務。

5.2.2 制定5G政企專網(wǎng)黑白名單進行用戶管控

通過對5G 政企專網(wǎng)用戶設置專屬的TAC 區(qū)，通過黑白名單機制可以達到專網(wǎng)專用的目的。實現(xiàn)原理：提取Attach Request 中所攜帶的IMSI，建立管控白名單與黑名單。對IMSI 在黑名單中的目標用戶發(fā)送EMM（EPS Mobile Management）cause 為8“LTE and non-LTE services not allowed”的Attach 拒絕信令；對IMSI 在白名單中的非目標用戶發(fā)送EMM cause 為12“Tracking area not allowed”的Attach 拒絕信令。從而實現(xiàn)對目標用戶的身份甄別，完成對非目標用戶的通信阻斷，且不會影響基站的正常通信。

6 結(jié)束語

本文通過對PMBR技術、GBR技術、調(diào)度優(yōu)先級差異化技術的研究，探討了5G政企專網(wǎng)用戶體驗感知保障方案；同時研究總結(jié)了5G 政企專網(wǎng)用戶管控策略，通過機卡鎖定、卡站鎖定等技術方案，實現(xiàn)對5G 專網(wǎng)用戶的靈活掌控，降低對公眾用戶的體驗影響。5G 政企專網(wǎng)項目立足于支撐市場前端5G 2B 業(yè)務的發(fā)展，進一步促進數(shù)字化中國建設，特別是針對寬帶資源不足區(qū)域，通過5G 政企專網(wǎng)替代方案，有效提升通信運營商口碑品牌形象。