Vastaus on harvoin yksiselitteinen, ja väärä päätös tulee kalliiksi kummassakin tapauksessa. Yksityisen 5G-markkinan ennustetaan ylittävän 56 miljardia Yhdysvaltain dollaria vuoteen 2033 mennessä, mikä johtuu yritysten IoT-työkuormista, joissa Wi-Fi 6/6E ei pysty täyttämään SLA-tavoitteita eikä julkisten matkapuhelinoperaattoreiden tarjonta voi taata taajuuksien prioriteettia. Julkinen 5G puolestaan kattaa jo nyt alueet, joilla hajautetut resurssisi sijaitsevat, ja sen yhteyskohtaiset kustannukset ovat yksityisen verkon ulottumattomissa. Tässä oppaassa käydään läpi yksityisten ja julkisten 5G-verkkojen valintaa seitsemän teknisen kriteerin perusteella, jotka todellisuudessa ratkaisevat asian.
Määritelmät tarkasti
Julkinen 5G on matkapuhelinoperaattorin (MNO) palvelu, jota tarjotaan lisensoidulla taajuusalueella, tyypillisesti 3GPP-taajuusalueilla n78 (3,5 GHz:n keskitaajuusalue), n1/n3/n28 (alle 1 GHz:n peittokerros) tai n258/n260 (mmWave), jos ne on otettu käyttöön. Pääsy verkkoon järjestetään SIM-, eSIM- tai iSIM-kortilla, ja se todennetaan 5G-AKA:n avulla operaattorin AUSF/UDM-järjestelmää vastaan, jolloin liikenteesi jakaa operaattorin RAN-verkon, siirtoverkon ja 5G-ydinverkon.
Yksityinen 5G on 3GPP-terminologiassa ei-julkinen verkko (NPN), joka otetaan käyttöön jommassakummassa kahdesta arkkitehtuurimallista. Itsenäinen ei-julkinen verkko (SNPN) käyttää täydellistä 5G-ydinverkkoa (AMF, SMF, UPF sekä datatasotoiminnot) paikan päällä, tyypillisesti paikallisella lisensoidulla taajuusalueella, kuten CBRS (3,55–3,7 GHz) Yhdysvalloissa, Saksan teollisuuskaistalla 3,7–3,8 GHz, Ison-Britannian jaetulla käyttöluvalla (Shared Access Licence) taajuusalueella 3,8–4,2 GHz tai Norjan paikallisella taajuusalueella 3,8–4,2 GHz. Julkiseen verkkoon integroitu NPN (PNI-NPN) käyttää matkapuhelinoperaattorin julkista infrastruktuuria, jossa on oma verkkosiivu, oma DNN tai paikallinen UPF-erotus reuna-alueella, joten signaalointi ja ohjaus kulkevat edelleen operaattorin ytimen kautta, mutta käyttötason liikenne voidaan kiinnittää paikan päällä.
Näiden välissä on hybridi-5G-verkon käyttöönotto, jossa paikallinen UPF ja MEC-isäntä käsittelevät viiveherkkiä työkuormia paikan päällä, kun taas julkinen verkko laajentaa kattavuuden kaikkeen, mikä lähtee paikalta.
Seitsemän kriteeriä yksityisen ja julkisen 5G-verkon valintaan
1. Turvallisuus ja datapolku
SNPN pitää koko käyttäjätason paikan päällä. PLC:ltä tai AGV:ltä tulevat paketit päättyvät paikalliseen UPF:ään eivätkä koskaan kosketa jaettua operaattorin ydinverkkoa, mikä vähentää merkittävästi hyökkäyspinta-alaa ja yksinkertaistaa tietojen säilytyspaikkaa koskevien sääntöjen (GDPR, NIS2, terveydenhuollon ja kriittisen kansallisen infrastruktuurin alakohtaiset säännöt) noudattamista. 5G parantaa tilaajien yksityisyyden oletusasetuksia LTE:hen verrattuna (SUCI suojaa SUPI:ta ilmarajapinnalla korvaamalla LTE:n IMSI-paljastumisen), ja yksityiset APN:t, joissa on vahva laitetodennus, kattavat useimmat yritysten uhkamallit julkisessa 5G-verkossa. Rakenteellinen peruste yksityisen verkon käytölle on se, että vaatimustenmukaisuusvaatimukset eivät salli jaettua ohjauskerrosta, ei se, että ne eivät salli salausta jaetun radioliikenteen yli.
2. Kattavuus ja liikkuvuus
Julkinen 5G voittaa kattavuudessa jo määritelmänsä puolesta. Yritysten IoT-käyttöönotot, joissa on hajautettuja resursseja – kuten ajoneuvot, mittarit, digitaaliset opasteet ja etävalvonta – hyötyvät operaattoreiden RAN-tiheydestä ja GSMA-sopimusten mukaisesta rajat ylittävästä verkkovierailusta. Com4 yhdistää yli 950 operaattoriverkkoa yli 190 maassa multi-IMSI- ja eSIM-profiilien (SM-SR/SM-DP+) vaihdon avulla, mikä on käytännöllinen vaihtoehto markkinakohtaisten roaming-sopimusten neuvottelemiselle.
Yksityinen 5G kattaa vain sen RF-peittoalueen, jonka suunnittelet. Tehtaan, sataman tai sairaalakampuksen kannalta tämä on suunnitteluvalinta, ei rajoitus. Paikkatutkimukset, linkkibudjetin mallinnus ja pienisoluverkon tiheyden suunnittelu korvaavat operaattoreiden peittokartat.
3. Viive ja luotettavuus
Tässä 5G:n URLLC-profiili (Ultra-Reliable Low-Latency Communication) on merkityksellinen. 3GPP-versioissa 16 ja 17 tavoitteena on 1 ms:n yksisuuntainen käyttäjätason viive 99,999 prosentin luotettavuudella URLLC-kantajille. Käytännössä saavutettavissa oleva päästä päähän -viive riippuu RAN-aikataulutuksen numerologiasta (30 kHz tai 60 kHz SCS), UPF:n sijainnista sekä siitä, suoritetaanko työkuormia samassa paikassa sijaitsevalla MEC-isäntäkoneella. SNPN-verkossa, jossa UPF ja MEC sijaitsevat paikan päällä, 5–10 ms:n päästä päähän -viive suljetun silmukan ohjauksessa on realistinen; julkisessa 5G-verkossa takuut riippuvat operaattorin viipaleiden saatavuudesta ja MEC-peittoalueesta, jotka vaihtelevat markkinoittain.
eMBB:n (enhanced mobile broadband) ja mMTC:n (massive machine-type communications) osalta julkinen 5G-verkko riittää yleensä. mMTC on suunniteltu miljoonalle laitteelle neliökilometriä kohti, ja se on tarkoitettu akkukäyttöisille antureille, jotka käyttävät PSM- ja eDRX-tekniikoita usean vuoden kenttäkäyttöiän varmistamiseksi.
4. Ohjaus, viipalointi ja palvelun laatu (QoS)
SNPN-verkossa PCF on asiakkaan omistuksessa, ja asiakas voi määritellä QoS-virtaustunnisteet, 5QI-määritykset sekä sovelluskohtaiset priorisointikäytännöt ilman operaattorin osallistumista. Julkisessa 5G-verkossa vastaava hallinta on mahdollista verkkosegmentoinnin (erillinen S-NSSAI) tai QoS-käytäntöjä sisältävän yksityisen APN:n kautta, mutta tarkkuus ja kaupalliset ehdot vaihtelevat operaattorikohtaisesti ja vaativat yleensä yritystason sopimusta.
5. Skaalautuvuus ja elinkaari
Julkinen 5G skaalautuu tilauksena. Lisä-SIM- tai eSIM-profiileja otetaan käyttöön yhteyksien hallinta-alustan (esimerkiksi Com4 Polaris) kautta, ja niiden elinkaaren hallinta tapahtuu SGP.32:n (IoT-eSIM-etäkäyttöönotto) tai SGP.22:n (kuluttaja-eSIM) avulla. Yksityinen 5G skaalautuu infrastruktuurina. Kattavuuden laajentaminen tarkoittaa lisää gNodeB-tukiasemia, siirtokapasiteettia ja ydintoimintojen skaalausta sekä sisäisesti tai kumppanin hallinnoimia RAN- ja ydinverkon toimintoja tyypillisen 5–7 vuoden laitteiston uusimissyklin aikana.
6. Taajuudet ja sääntely
SNPN:n taloudelliset edellytykset riippuvat taajuuksien saatavuudesta. Jos paikallisia toimilupia on olemassa (CBRS PAL/GAA Yhdysvalloissa, Saksan 3,7–3,8 GHz, Ison-Britannian jaettu käyttöoikeus, pohjoismaiset paikalliset toimiluvat taajuusalueella 3,8–4,2 GHz), yksityinen verkko on toteuttamiskelpoinen. Jos niitä ei ole, PNI-NPN operaattorin lisensoidulla taajuusalueella on usein ainoa vaihtoehto, mikä vie sinut takaisin kaupalliseen suhteeseen matkapuhelinoperaattorin kanssa.
7. Kokonaiskustannukset
Julkisen 5G-verkon käyttöönottoon liittyy pääasiassa käyttökustannuksia: SIM-korttikohtaiset datapaketit, alustamaksut ja integrointityö. Ensimmäisen paketin saapumiseen kuluu päiviä tai viikkoja. SNPN on investointihankkeeseen perustuva projekti: taajuuksien käyttöoikeus, gNodeB-tukiasemat (sisäkäyttöön tarkoitetut pienet solut tai ulkokäyttöön tarkoitetut makrotukiasemat), 5G-ydinohjelmisto, siirtoverkko, integrointi ja monivuotinen toimintamalli. Sijoituksen takaisinmaksu perustuu siihen, mitä verkko mahdollistaa (automaatio, kaapelien korvaaminen, suljetun silmukan ohjaus), ei verkkoon itsessään. Jos et kykene nimeämään työkuormaa, jonka vain SNPN mahdollistaa, PNI-NPN tai julkinen verkko yksityisellä APN:llä on edullisempi ratkaisu.
Käyttötapausten mallit
Julkisen 5G-verkon käyttötapaukset: telematiikka ja omaisuuden seuranta rajojen yli, potilaiden etäseuranta, älymittariparkit, digitaaliset opastejärjestelmät, mikromobiliteetti sekä verkkoon liitetyt rakennuskoneet eri työmailla. Kaikki, minkä on toimittava luotettavasti tilanteissa, joissa et omista maata ja joissa alle 20 ms:n deterministinen viive ei ole ehdoton vaatimus.
Yksityisen 5G:n käyttötapaukset: deterministiset Teollisuus 4.0 -työkuormat (AGV-kaluston ohjaus, robottisolut, konenäkö tehdassalissa), satamien ja terminaalien automaatio, automatisoitu kaivostoiminta, sairaalakampukset, joissa kliiniset työnkulut perustuvat ensisijaisesti langattomaan viestintään, sekä turvalliset puolustus- ja kriittisen infrastruktuurin kohteet. Suuri laitteiden tiheys, alle 10 ms:n suljetun silmukan ohjaus ja liikenne, joka ei saa poistua alueelta.
Käytännöllinen arkkitehtuuri: hybridi
Useimmat yrityskäyttöönotot päätyvät hybridiin. SNPN tai PNI-NPN laitoksen sisällä deterministisiä ohjauskerroksen työkuormia varten, julkinen 5G ja yksityinen APN kaikelle, mikä poistuu alueelta, yhdistettynä yhdellä yhteyksien hallinta-alustalla, yhteisellä IPSec- tai SD-WAN-overlay-verkolla yrityksen WAN-verkkoon sekä yhdenmukaisella identiteetillä ja käytänteillä molemmissa. Se tarkoittaa yhtä verkkorakennetta, kahta liityntämallia ja yhtä käyttötiimiä.
Missä Com4 sopii kuvaan
Com4:llä suunnittelemme ja ylläpidämme yritys-5G-käyttöönottojen julkista ja hybridipuolta: globaali SIM, eSIM (SGP.22 ja SGP.32) sekä iSIM-yhteydet yli 190 maassa, yksityinen APN, IoT-tietoturvapalvelut sekä Polaris-yhteydenhallinta-alusta käyttöönottoa, valvontaa ja elinkaaren hallintaa varten. Kun SNPN tai PNI-NPN on oikea ratkaisu, teemme yhteistyötä asiakkaidemme kanssa paikallisen 5G-verkon ja sitä ympäröivän laajakaistayhteyden integroinnissa.
Jos suunnittelet tiettyä käyttöönottoa ja haluat toisen mielipiteen siitä, pitäisikö valita yksityinen vai julkinen 5G-verkko, juuri tällainen keskustelu on meidän tehtävämme. Sitä varten todellinen IoT-yhteyksien kumppani on olemassa.
.webp)
.jpg)
