企业5G：规划、架构和收益指南

企业5G部署需要广泛的规划。使用本5G指南为无线技术的进步做好准备，该指南涵盖了用例、架构集成等。

5G是最新一代的蜂窝技术，与4G相比，其可以为多种设备提供更快的速度、更低的延迟和更大的容量。尽管运营商将大部分5G营销资金用于吸引消费者，但企业将获得更大的回报。

在未来几年，企业用例将超过消费者用例，这使得组织必须彻底了解5G的优势和挑战，并开始评估该技术如何影响其开展业务的方式。

本企业5G指南将解释蜂窝技术的工作原理、其架构选项、新兴用例、以及与4G和Wi-Fi 6的比较等等。

什么是5G？

5G是第五代蜂窝技术，支持千兆数据速率，可能超过传统的有线网络速度。虽然5G的20 Gbps潜在速度非常吸引人，但其低延迟（最终为5毫秒或更短）对于将包括增强现实、物联网、位置感知和分支机构连接的企业应用更具吸引力。由于其更全面的传输安全算法和网络切片等保障措施，5G的设计比其之前的蜂窝服务更安全。

5G是如何工作的？

5G使用位于灯杆和建筑物屋顶上的小型蜂窝基站组成的庞大网络，通过毫米波频谱（30 GHz至300 GHz）传输信号。由于波长较短，毫米波只能传播很短的距离，而且容易受到天气和障碍物的影响，例如建筑物、墙壁、涂层窗户和树叶。毫米波技术在人口密集地区或开放场所效果最佳，如工厂或体育场。这些场所可以覆盖低功率的小型基站，以适当地获得视线并增强无线电信号。

除了小型基站，5G网络还可以通过宏基站和家庭基站进行连接和分布。

人口密度较低的地区也可以利用5G，但必须使用较低频段，例如，低频段和中频段，以支持更少的设备、更低的速度和更大的延迟。目前，许多组织正将其企业5G工作集中在密集区域或开放场所，以充分利用5G的功能。

第三代合作伙伴计划(3GPP)正在制定5G标准，例如5G新无线电(5G NR)，替代长期演进(LTE)标准，因此企业需要密切关注其工作。5G NR通过提高电磁辐射频谱效率来支持无线通信的增长。

这种新一代蜂窝技术有自己的术话，因此要温习一下需要了解的5G术语。

5G和4G的区别

虽然4G蜂窝服务在为移动员工提供动力方面发挥了重要作用，但5G可能会因改善企业运营而更广为人知，并使新应用和服务的交付成为可能。

4G LTE受限于其频谱，只能达到6 GHz。5G的毫米波工作在30 GHz到300 GHz之间，这意味着更宽的信道可以传输更多的数据。4G使用的较低频段阻碍了延迟、速度和容量，尽管其信号可以在无线电或高大的蜂窝塔之间传播更远的距离。与4G网络相比，一些5G网络每平方公里可以支持10到100倍的用户和设备。

5G将要求组织投资新的核心基础设施，包括基站和天线，以及设备和传感器的机载无线电。5G更短的传输距离也需要更多的基础设施，即更多的小型基站，以便在不受干扰的情况下将信号从一个点传输到另一个点。5G带来了一系列全新的功能；其中包括网络切片，这是一种让企业对网络段进行编程，以安全且经济高效地共享5G连接的技术。

企业5G的商业利益

长期以来，组织一直希望为企业提供灵活、安全的连接选项，而5G的功能满足了这一需求。正如TechTarget撰稿人John Fruehe所写，5G将在五个关键方面使企业受益：

自动化。更快的速度和更低的延迟使蜂窝技术成为为分支机构带来自动化的可行选择。 专用链接的灵活替代方案。5G服务为MPLS和其他主要用于对延迟敏感的应用的专用线路提供了成本更低、更灵活的替代方案。 更多的用户和设备。由于容量增加，5G支持在同一物理区域连接更多用户和设备，而不会影响可用性。 省电。5G可以将设备的功耗降低多达90%，使5G成为一个引人注目的物联网用例，因为一些物联网设备的远程电池寿命可以达到10年。 增强安全性。额外的安全功能，包括密钥管理服务，使5G成为比4G更值得信赖的物联网、分支机构和其他企业流量选择。

企业也在关注新版本5G的开发，称为独立5G或SA 5G，其有望比依赖4G核心的5G网络进一步减少延迟。SA 5G网络在其基础上依赖于5G无线电和5G核心，从而为企业提供额外的高速、低延迟选项。

供应商、制造商和美国政府总体上正在努力使5G成为一项安全技术，这应该可以缓解企业对漏洞的许多担忧。例如，5G加密已从4G中使用的128位加密标准提升到256位。

网络切片让企业可以在特定应用和服务中应用定制的安全控制，以确保只有经过验证的用户才能访问。而且由于5G是可编程的，因此可以更容易地集成新技术，例如零信任，以提供进一步的保障。

5G架构和特性

5G架构比其前身更好地支持机器对机器通信，因为其具有传输大数据流的能力，支持实时决策并促进自动化。5G的可编程性使其更容易连接更多数据源，包括存储在云端的资源。最后，5G向后兼容其他无线技术，包括3G、4G和Wi-Fi，使企业能够将标准与其他通信系统聚合。

专用5G网络架构

5G网络可以是公共的，也可以是专用的。许多大型企业评估专用5G网络作为使用网络切片的替代方案，以更好地保护其运营。虽然专用网络的成本更高，但其使企业能够定制其5G扩建以满足应用需求，更精细地管理基础设施，并保护本地数据。

5G和Wi-Fi 6

5G和Wi-Fi 6(802.11ax)的交集为企业提供了一些有趣的选择。例如，Wi-Fi 6可能更适合有障碍物和视线少的拥挤空间，而5G在需要高速和低延迟的开放空间中表现良好。Wi-Fi和5G网络之间的无缝切换意味着这两种技术可以一起使用，以支持不断增长的远程劳动力。

5G和Wi-Fi 6都具有强大的信号调制、身份验证和安全功能。此外，每一种技术都可以帮助企业降低功耗，无论是通过设计还是通过可以减少接入点负载的节电功能。

通常，蜂窝技术和Wi-Fi技术之间的一个主要区别在于，它们在许可频段和非许可频段的运行方式，但5G改变了这一点。专家警告到，在未经许可的频段中使用5G可能会对Wi-Fi造成干扰，因此企业应仔细规划其覆盖范围。

此外，Wi-Fi无法在接入点之间传输会话。如果一家企业想要使用Wi-Fi来跟踪产品的移动，这个限制就会发挥作用。相比之下，5G可以轻松处理这些传输。

5G、物联网和边缘计算

物联网和边缘计算对高速和低延迟有着截然不同的需求。在许多情况下，传感器将关键任务信息发送到边缘或基于云的设备，以便进行聚合、分析和采取行动。例如，自动驾驶汽车、装配线设备和城市监控摄像头会不断发送和接收数据。

5G的低功耗要求可延长电池寿命，使其非常适合物联网网络。此功能使企业能够在其架构设计中进行创新，因为设备不必连接到电源。

专家建议企业根据应用的要求来选择最佳的无线连接选项，了解5G在满足应用需求方面可能有点矫枉过正。

5G和SD-WAN

组织可以将5G和SD-WAN配对，以管理与远程办公室和家庭办公室的有线和无线连接。例如，一家保险企业部署了SD-WAN来主动管理其10,000个站点的电缆、DSL、光纤和LTE链路。当5G被广泛使用时，可以轻松地将5G服务添加到该组合中。

SD-WAN还可用于帮助站点在4G和5G连接之间切换，自动根据应用和流量条件的需求选择适当的链接。包括零售业在内的一些行业可以使用SD-WAN来提供5G，作为弹出式位置的主要选项，并通过MPLS和宽带提供辅助链接。

企业5G用例

随着企业评估蜂窝技术可以改善其运营的领域，企业5G的用例正在迅速扩展。以下是5G用例的五个示例：

零售。5G固定无线可以替代宽带连接，实现更快的连接和更灵活的管理。使用SD-WAN，企业可以配置和管理数百个位置。 医疗保健。医疗保健部门正在利用技术来更好地利用有限的资源，包括外科医生。5G的低延迟将使外科医生能够通过机器人应用进行远程操作。医院还计划使用5G传输关键诊断数据和图像，这些数据和图像可以在急诊室、救护车和现场团队之间共享，以提供更快、更全面的护理。 体育场馆。一些体育组织，包括国家冰球联盟和NASCAR，正在部署5G，通过实时访问视频精彩片段例，如即时回放和更具沉浸感的应用，来丰富球迷体验。 制造业。企业可以使用5G加速从机器上的物联网传感器到云的连接，以进行更复杂的实时分析。5G提供的速度和低延迟意味着从分析中提取的信息可以用于实时决策，从而改善工厂车间的运营。 智慧城市和自动驾驶汽车。同样，5G的低延迟、容量和吞吐量使其成为创新城市管理和交通的首选。路灯、信号和其他公共安全应用可以从无线技术中受益，从而根据实时事件或人工智能模型改变模式。自动驾驶汽车使用人工智能以及机器学习和分析来实时处理信息，可以通过5G进行通信，以根据路况或交通流量增加自动调整速度。

5G企业挑战

对于5G的所有优势，企业应仔细考虑其在放弃当前无线和有线基础设施方面面临的挑战。

网络安全问题

事实上，5G可以同时支持比以前的蜂窝技术更多的连接用户和设备，这意味着需要仔细评估和监控更多的暴露媒介。此外，5G需要更多必须保护免受威胁的基础设施。专家警告称，黑客可能会利用5G网络利用现有漏洞或开发新的攻击模式。

成本

5G需要大量投资才能获得全部回报。传统网络组件将必须更换为兼容5G的组件。企业还必须购买新的无线设备以确保足够的覆盖范围。

信号干扰

也许与任何其他无线技术相比，5G更需要网络团队密切关注站点调查。最简单的用例是在同一屋檐下拥有开放空间的场所。现场调查将揭示信号穿透挑战的程度（特别是涂层窗户、墙壁等）和无线电盲点，以及需要多少努力来通过设施重新设计或额外设备来减轻它们，例如天线。

5G的可用性

想要在整个企业范围内充分利用5G的企业，必须首先确定蜂窝技术是否已在其所有地点推出。

服务提供商仍在推出其5G服务，其大部分注意力都集中在人口稠密的地区，例如主要大城市。尽管农业和采矿业的用例在农村地区很丰富，但在这些地区部署5G对运营商而言可能不具有成本效益，这可能会延迟其可用性。

如何寻找合作伙伴并购买5G

5G服务的好坏取决于使用其设备和应用，因此组织应该制定一个路线图，确定企业设备和应用何时可以支持5G。据此，企业可以制定采购5G服务的时间表。

企业将不得不决定是购买、租赁还是构建5G网络。通过这三种选择，企业可以从移动运营商处购买公共5G服务、租赁5G网络切片或构建专用5G网络。

想要构建自己的专用5G网络的企业应与集成商、供应商或服务提供商合作，以帮助解决5G的一些更细微的问题。例如，5G可以显着增加流量，因此组织必须评估网络的其他部分（如VPN）是否可以处理负载。

选择构建5G网络的企业应考虑以下四个因素：

无线电网络的频谱； 5G基础设施提供所需的功能和接口; 用于发送和接收的小型蜂窝或微小型蜂窝； 互联设施，以便在需要时将专用5G网络连接到公共移动网络。

企业5G的未来

企业5G的核心是创新和应用。接下来会发生什么，在很大程度上取决于企业如何利用5G的速度、低延迟和容量来推动人工智能、机器学习、实时分析和其他进步深入到其运营中。

5G的新迭代也在等待着。根据3GPP发布的时间表，5G Advanced标准定于2024年发布。除其他功能外，5G Advanced将支持扩展现实通信，该通信建立在现有的增强现实和虚拟现实应用之上。

也就是说，无线行业已经在研究6G技术，预计该技术将于2030年开始商用，并将支持每秒1 TB的数据速率。6G将建立在5G的应用功能之上，例如成像、存在技术和位置感知。6G技术将能够选择性地使用不同的频率来测量电磁吸收率并相应地调整频率。政府、医疗保健和交通等行业将从6G中受益匪浅。

最新的5G新闻和趋势

自从三到四年前开始推出5G网络以来，与4G相比，5G服务总体上有所改善。据报道，全球上传和下载时间更快。然而，根据Oookla的速度测试数据，5G网络并没有达到国际电信联盟20 Gbps的理想下载速度，因为当今性能最好的网络也只能达到1 Gbps。随着越来越多的客户购买使用5G的新设备，这可能是一种正常的成长痛苦，但构建毫米波网络的延迟和定位新蜂窝基站的困难阻碍了5G的推出。在路灯等现有结构上部署小型基站有助于实现毫米波网络。

5G正在接近成熟阶段，因此，服务提供商和企业对固定无线接入表现出更大的兴趣。Rethink Technology Research的一项研究报告称，消费者、政府和移动运营商都希望利用改进的固定无线功能，美国目前在用户数量方面处于领先地位，中国和印度等人口众多的国家也在迅速增加。