针对企业利用专网优势的意向，通信服务提供商 (CoSP) 开始为其提供经优化的应用和服务。
执行概要
企业已开始利用 5G 中频专网提供专用连接和控制。借助 5G 和边缘计算的优势，他们可以为日益增长的实时数据需求、物联网 (IoT) 应用和由人工智能 (AI) 驱动的服务提供支持。
专网为通信服务提供商 (CoSP) 带来了极具吸引力的新机遇。例如，通信服务提供商可以提供本地专网的管理服务，或者与企业联手建立同样能访问公网的专网。要充分利用专网带来的机遇，通信服务提供商需要了解各类专网用例和专网的整体拓扑结构，还必须跳出常见的批发方式，开发新的业务模式，根据企业环境来提供服务。专网需要企业专用的应用和服务。
基于同原始设备制造商 (OEM)、电信设备制造商 (TEM)、云服务提供商 (CSP) 和通信服务提供商 (CoSP) 的长期合作，英特尔可以根据专网的不同阶段提供可靠的建议。此外，英特尔提供的创新性软硬件解决方案还能为专网的各个层面增值，包括无线接入网 (RAN)、边缘和云。
专网的兴起
过去，工厂和零售点等企业经营场所配备的是有线网络和/或使用 Wi-Fi 的无线局域网 (WLAN)。但这两种连接方案各有优势和不足。有线网络的扩展成本高昂，而且物理网线也限制了移动性，不适合四处移动的机器（如机器人）。而 Wi-Fi 则存在覆盖死角、时延和带宽等问题，特别是在有金属结构的环境中，这些问题尤为突出。另外，Wi-Fi 也容易遭到非授权用户接入。如果企业选择一级通信服务提供商来部署本地蜂窝网络，那么部署和服务的成本可能会很高。而且，如果没有合适的安全机制，数据很可能会遭到未经授权的访问，进而引发数据控制问题。
最近几年，越来越多的国家认识到允许企业建立专网对于工业 4.0、先进数据分析和 AI 等应用的重要性。例如，美国开放了 3.5–3.7 GHz 频段，德国开放了 3.8–3.9 GHz 频段，中国选择了 3.3–3.4 GHz 频段。日本和马来西亚等国也紧跟其后。
公网使用的是专用许可频谱，覆盖范围广。专网使用的则是政府分配的频谱[例如公民宽带无线电服务 (CBRS) 频谱，在美国为 3550 - 3700 MHz]的切片，针对专门用途提供定向覆盖。对企业来说，专网具有三个主要优势：可靠覆盖（时延更低且带宽更高）、边缘数据控制力、成本比传统模式低。在这些优势的推动下，专网支出的复合年增长率 (CAGR) 达到了两位数。据 IDC 预测，到 2024 年，专网市场的规模将由 9.45 亿美元增长到 57 亿美元1。
专网的拓扑结构和用例
专网基础设施有三个拓扑层（见图 2）：
- 网络基础设施，包括 RAN、多接入边缘计算 (MEC)、分组核心网和云。
- 虚拟网络功能 (VNF)，如软件定义广域网 (SD-WAN) 和防火墙。
- 物联网数据源和物联网应用。
在专网中，分布式单元 (DU) 和集中式单元 (CU) 组件通常与 MEC 和用户平面功能 (UPF) 一起托管在本地。像行业特定的物联网应用和数据分析服务这类用户服务同样也托管在本地。数据可以跨核心网发送到云端进行存储或进一步分析。无线单元 (RU) 通常位于蜂窝基站。运营支持系统和业务支持系统 (OSS/BSS) 一般托管在云端。
专网有以下三个主要用例：
- 本地企业。工厂、大型商业楼宇和大型零售商场是常见的部署。这一用例还包括要求在数据源头进行边缘计算的游乐园、体育场馆和智慧港口。本地企业部署的基础设施的重要组件是 MEC 组件。MEC 节点执行本地数据分析，使企业只需要将必要的数据而非全部数据发送到云端，因此改善了时延和带宽情况。这一用例目前占专网部署的绝大部分，也是多数一级服务提供商的服务重点。
- 固定无线接入宽带和移动性卸载。在很多场景中，实现“最后一公里”连接并不实际，或者成本高昂。这类例子包括农村住宅、保障房开发区或大规模农业环境。在这些场景中，无线互联网服务提供商 (WISP) 和二级服务提供商可以利用政府分配的频谱提供专网。移动虚拟网络运营商 (MVNO) 正在考虑将专网作为一种移动性卸载选择方案，以此减少向一级服务提供商支付费用。
- 中立主机解决方案。在智慧楼宇、酒店和会议中心内，Wi-Fi 可能不大稳定。专网既可以更好地覆盖住户或租户，又能实现对楼宇内物联网传感器的管理。中立主机部署方案中构成基础设施的重要部分是与通信服务提供商核心网的连接，以便于无缝漫游。举例来说，采用这种方案后，正在打电话的酒店客人在进出酒店时便不会出现因网络连接从专网切换到订户自己的服务提供商而造成通话中断的情况。在这个用例中，一些当前与一级服务提供商签订了业务协议的知名中立主机解决方案提供商会发挥牵头作用。
建立新的生态系统关系是高效交付专网的关键
通信服务提供商有着数十年提供网络基础设施和虚拟网络功能的经验。过去在 2G、3G 和 4G 时代，通信服务提供商专注于消费者（就新的数据方案和服务而言），同时为企业提供一整套应用和服务。但这种“批发式的”业务模式不大适合专网，因为专网对各企业或垂直行业往往是独一无二的。此外，以消费者为中心的服务往往不以物联网为中心；因此，对于企业环境内部署和托管的物联网应用，通信服务提供商几乎或者完全不具备相关专业知识。而这些企业物联网应用却是大部分专网部署的必要组成部分。
与此相反，云服务提供商在虚拟网络功能、物联网应用以及 Amazon Web Services (AWS) Outposts、AWS Snowball Edge 和 Microsoft Azure Edge Zone 等多接入边缘计算这些方面有着丰富的经验。但他们无法接入 RAN。
因此，通信服务提供商和云服务提供商正在建立新型业务关系，通过合作充分利用专网带来的机遇并将其变现。以下是他们近期开展这类合作的几个例子：
- Verizon 与 AWS 联合提供专用移动 5G 边缘计算集成方案
- AT&T 和微软宣布建立战略联盟，利用云、AI 和 5G 实现创新
- 西班牙电信公司 Telefónica 指定微软为 5G 专网合作伙伴
毫无疑问，专网有很多组件必须实现同步和互操作，才能为终端客户带来所需的用户体验。汽车厂的专网在许多方面就与医院或零售点的专网不同。因此，很多通信服务提供商和云服务提供商也与托管服务提供商 (MSP) 合作，帮助设计和交付满足客户要求的一站式专网解决方案。
专网实践
缩小数字鸿沟2
根据英特尔 5,000 万美元科技抗疫计划 (PRTI)，英特尔、Amazon Web Services (AWS) 和 Megh Computing 正合作部署公民宽带无线电服务 (CBRS) 专网解决方案，该方案将覆盖美国萨克拉门托四分之三英里范围内的区域，使利用宽带接入进行远程学习成为面向当地资源不足的社区的一项重要服务。
高速公民宽带无线电服务专网旨在连接 Leataata Floyd 小学和三个相邻的住宅区。该解决方案最初将重点放在提供获得教育服务的渠道，合作者们计划对方案进行扩展，从而为社区居民提供至关重要的线上数字服务（例如远程医疗和租赁管理）。在接下来的两年，该解决方案将扩展到大部分资源不足的学区和加州州立大学系统 (CSUS) 选定的高等教育校区。
据美国国家教育统计中心 (NCES) 的数据显示，在 3 至 18 岁的儿童中，有 14% 的家庭不能上网3。对于 Leataata Floyd 小学来说，新冠肺炎疫情和远程学习导致辍学率加速上升，而互联网接入不畅及 Wi-Fi 热点的选择性又加剧了这一问题。像英特尔、AWS、Megh 合作的这类项目有助于缩小数字鸿沟，并为学生提供优质的互联网接入服务。
这种专用网络在解决方案的多个层面利用了英特尔® 架构，包括由英特尔凌动® 处理器提供支持的 Chromebook、AWS Snowball 边缘计算基础设施和运行 Megh Computing 的视频分析应用的 AWS 云实例。
专网的架构考量
通过与企业和云服务提供商合作建立专网，通信服务提供商可以利用英特尔的软硬件来优化从边缘到云端的网络。
RAN 基础设施的灵活与可编程控制
为了降低成本、消除供应商锁定、更好地支持 MEC，通信服务提供商开始将软件定义原则应用于 RAN。FlexRAN 软件参考实施方案利用专为网络工作负载设计的英特尔® 至强® 可扩展处理器为符合端到端虚拟 RAN (vRAN) 标准的解决方案提供支持。它还利用英特尔® 现场可编程门阵列 (英特尔® FPGA) 和英特尔® eASIC™ 设备实现工作负载加速，利用英特尔® 以太网技术实现快速、可靠和可预测的网络性能。FlexRAN 可在集中式、分布式和集成的网络架构上运行，具有高度可扩展性。FlexRAN 同时适用于室内和室外部署，可以简化通信服务提供商的专网并加快专网上市。
开放的行业标准 MEC
专网的一大优势是支持边缘计算，可以减少发送到云端的数据量，从而降低网络成本。通信服务提供商需要一种“边缘原生”(edge-native) 商用平台，使企业能够轻松部署专网。
英特尔® Smart Edge 是基于 Kubernetes 的边缘原生软件解决方案产品组合，可让高度优化的边缘平台在任何类型的网络中以类似云的敏捷性管理应用和网络功能。英特尔® Smart Edge 既有开源版本（以前又称 OpenNESS），也有商用版本。
英特尔® Smart Edge 具有以下优势：
- 低时延
- 开放的架构
- 隐私性
- 简单性
- 更高的安全性
英特尔与多家分组核心网供应商合作，将他们的核心网解决方案与英特尔® Smart Edge Commercial 产品集成在一起，为终端客户提供完整的解决方案。
面向几乎所有行业的广泛物联网解决方案
与学校的专网相比，智能工厂的专网需要一套完全不同的物联网解决方案。同样道理，零售商专网需要的应用也与智慧港口或智慧城市所需的应用不同。通信服务提供商在与企业合作建立专网时，可能并不具备专业知识或者没有时间来开发如此广泛的应用。
英特尔® 物联网行业整体解决方案（英特尔® IMRS）是可扩展的端到端解决方案，可提供切实的商业成果并为建设更智能的未来奠定基础。这些解决方案（目前超过 130 种）已针对数据密集型工作负载进行了优化并且可以根据实际情况做出调整。它们目前尚在英特尔® Smart Edge/专网环境中验证，可应用于工业、智慧城市、零售、教育、企业和医疗等多个行业。由于它们已经过英特尔验证，因此使用这些解决方案可以加快作为专网一部分的物联网实施方案的上市。
专网实践
行业合作推进农业科技创新4
美国斯诺霍米什县 5G 粮食体系韧性计划在英特尔和 5G 开放创新实验室合作伙伴的支持下顺利启动。他们为华盛顿州的粮食种植户和经销商建立了一个虚拟物理空间，以便与科技公司合作开发新功能，帮助提高斯诺霍米什县农业部门的防灾抗灾能力，尽可能减少消费者和地区农业综合企业未来遭遇粮食服务中断的情况。实验室将从基础洞察开始，将环境、土壤、农药、肥料、劳动力、水和成像数据汇总起来，帮助提高效率、提升产量和质量。如此一来，种植户便能够进一步夯实粮食方面的韧性，同时也有了基线数据集，供他们在即将到来的设备自动化浪潮中使用。
现场实验室的基础是动态测试平台，该平台通过共同开发接入点能够专线访问支持 5G 的公民宽带无线电服务 (CBRS) 专网。它为开发人员提供了一个强大、开放的环境，使他们能够利用 5G 网络基础设施创建和测试精准农业和粮食供应物流应用。英特尔与其他创建者密切合作构建了该基础架构。
实验室使用基于英特尔® 至强® 处理器的无线接入网 (RAN) 和边缘解决方案来提供云原生环境，最终使农户能在以前缺乏云计算资源的地区轻松使用精准农业和粮食供应物流应用。此外，它还利用英特尔® Smart Edge 平台来托管多种工作负载，包括 5G 功能和第三方应用。英特尔® Smart Edge 在边缘提供数据分析、缓存、计算和流量路由，从而形成更加智能和可扩展的网络。边缘数据分析的结果可以发送到云端与其他应用共享。
在斯诺霍米什县经营的两个农业点是：Swans Trail Farms，一个经营着苹果采摘园、草莓采摘地和南瓜地的零售农场兼活动举办地；和 Andrew's Hay, Inc.，一家商业种植户和供应商，种植并供应马、牛、牲畜的优质饲料和种子作物。每个农业点都将连接到边缘计算环境，使开发人员能够利用对于时延敏感型和计算密集型应用至关重要的云计算功能。物联网 (IoT) 应用包括测量温度、体积含水量、含氧量和光合有效辐射的土壤传感器，以及从农场到餐桌，确保安全性的粮食供应链和物流跟踪。
农业点常常缺乏连接设备和生成数据所需的高速互联网访问能力，而这恰恰是种植户和行业供应商作出实时决策，取得更好结果所需要的。该现场实验室将通过研究和创新来帮助开发商业用例，这些研究和创新也可以为美国迪尔公司和嘉吉公司等农业供应商所用。
根据联合国的资料，全球粮食供应未来 30 年必须翻一番，才能够支持不断增长的全球人口5。“这一开创性的现场实验室展示了将 5G 技术应用于从农场到餐桌全链条的优势，是通过行业合作推动创新以应对商业和人类挑战的有力例证。”英特尔数据中心事业部副总裁兼英特尔网络业务孵化部总经理 Caroline Chan 说道。
结论
企业和通信服务提供商在建设专网时可以利用英特尔在电信、物联网和云方面的经验。例如，英特尔与云服务提供商、原始设备制造商和电信设备制造商生态系统有着数十年的合作，与 Azure、AWS 和 Google Cloud Platform 等超大规模厂商以及各大原始设备制造商也建立了牢固的关系。此外，英特尔还通过战略合作，为采用不同原始设备制造商解决方案的云服务提供商开发英特尔® Smart Edge Commercial 和英特尔® Smart Edge Open 应用编程接口 (API)。这些与云服务提供商、原始设备制造商和电信设备制造商的合作正在为专网建设一部分的边缘、核心网和云带来更为优化的解决方案。