王曉曄，劉瑤，吳東

（嶺南師范學院信息工程學院，湛江524048）

0 引言

在當今互聯(lián)網(wǎng)時代，互聯(lián)網(wǎng)對于企業(yè)的發(fā)展至關重要，特別是對于大中型企業(yè)由于其涉及范圍較大，信息數(shù)據(jù)較復雜多樣，因此在進行信息網(wǎng)絡規(guī)劃時應主要在保證其安全性的前提下結合實際情況進行統(tǒng)籌規(guī)劃，同時要根據(jù)時代的發(fā)展進行適當創(chuàng)新，促使企業(yè)內部產(chǎn)品、人員、制度、決策等資源可以得到充分的應用，保證員工之間方便、快捷的通信以及實現(xiàn)資源及信息共享，在重點完善相關規(guī)劃的同時提高全面管理力度，不僅可以加強企業(yè)內部管理工作，提高工作效率，同時為自身信息網(wǎng)絡的發(fā)展提供更大的空間，從而為公司帶來新的發(fā)展機遇。

1 大中型企業(yè)網(wǎng)絡建設需求分析

由于大中型企業(yè)在發(fā)展過程中在使用企業(yè)網(wǎng)絡方面普遍存在幾大“痛點”：

一是企業(yè)對數(shù)據(jù)安全性要求高，公網(wǎng)傳輸方案無法滿足企業(yè)需求；

二是有線網(wǎng)絡難以滿足柔性制造的需求，生產(chǎn)線靈活編組效率低下，產(chǎn)線切換周期長，制約產(chǎn)能；

三是Wi-Fi、RoLa等解決方案在穩(wěn)定性、可靠性上達不到工廠對帶寬、時延、穩(wěn)定性要求，AGV智能車和設備控制經(jīng)常出現(xiàn)故障。

為了解決大中型企業(yè)的大帶寬、低時延、高安全性要求的智能工業(yè)應用需求，大型企業(yè)網(wǎng)絡的建設必須滿足便捷、高速的特點，以提高企業(yè)內部的信息反饋速度，提高辦公效率，滿足企業(yè)各職能部門和員工之間的信息交流、信息共享的基本要求；其次，現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡的建設必須滿足辦公自動化、管理自動化的特點，可以減少管理部門繁瑣復雜的管理工作，以提高企業(yè)管理工作效率實現(xiàn)自動辦公自動化；最后大中型企業(yè)網(wǎng)絡的建設還必須滿足企業(yè)信息資源的安全性、服務器工作的穩(wěn)定性，所以可靠性、安全性也是現(xiàn)代企業(yè)網(wǎng)絡建設必須滿足的基本要求，使得企業(yè)可以更好地把握市場機遇，提高企業(yè)市場競爭力。

2 企業(yè)網(wǎng)絡建設的基本設計原則

2.1 大帶寬、低時延原則

在大中型企業(yè)網(wǎng)絡建設時，為了滿足市場要求，結合企業(yè)現(xiàn)狀采用前沿的高性能網(wǎng)絡設備和技術，構建高可靠，大寬帶、低時延的企業(yè)網(wǎng)絡，以保證企業(yè)日常辦公和運營的需求，并在短期的企業(yè)發(fā)展過程中所建設的企業(yè)網(wǎng)絡不被市場淘汰。同時采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡協(xié)議和接口標準，來實現(xiàn)企業(yè)內部網(wǎng)絡的互聯(lián)，可以在企業(yè)內部形成局域網(wǎng)局域網(wǎng)絡，以保證信息安全性更高文件傳輸速度更快。

2.2 高安全性原則

大中型企業(yè)在發(fā)展過程中，網(wǎng)絡安全性是當今最為關心的事情，企業(yè)網(wǎng)絡中采取多種技術從內部和外部同時控制用戶對網(wǎng)絡資源的訪問。同時系統(tǒng)的性能指標應能滿足網(wǎng)絡內各項業(yè)務對處理能力的要求，整個系統(tǒng)應當是可靠的、安全的。大中型企業(yè)在發(fā)展過程中隨著業(yè)務的快速擴大，那么就需要企業(yè)網(wǎng)絡系統(tǒng)必然隨之不斷擴大，即要具備易管理、可擴展的基本原則。在企業(yè)架構發(fā)生明顯變化時，企業(yè)可以在原有網(wǎng)絡基礎上進行升級改革，降低后期維護成本使得企業(yè)網(wǎng)絡可以獲得更大的收益。

3 網(wǎng)絡規(guī)劃方案詳細設計

下面是網(wǎng)絡規(guī)劃方案，分別從整體方案、無線網(wǎng)方案、核心網(wǎng)方案、傳輸網(wǎng)方案四個方面闡述。

3.1 整體方案規(guī)劃

整體方案采用4.9G基站私有+5G SA核心網(wǎng)（控制面、用戶面）全私有構建私有專用網(wǎng)絡，700M、2.6G+ToC核心網(wǎng)滿足公網(wǎng)需求。該方式私網(wǎng)與公網(wǎng)頻率物理隔離，安全性高。4.9G提供給企業(yè)建設私網(wǎng)，可以按照100M帶寬，在企業(yè)運營過程中可按照企業(yè)實際需求靈活提供。私有核心網(wǎng)按照（控制面、用戶面）全功能方式建設。公網(wǎng)需求通過700M、2.6G基站+ToC核心網(wǎng)解決。企業(yè)網(wǎng)絡整體規(guī)劃如圖1所示。

圖1 企業(yè)網(wǎng)絡整體規(guī)劃

3.2 無線網(wǎng)方案

以有效覆蓋面積約5平方公里的一個企業(yè)園區(qū)為例，應用需求為上行最大帶寬需求8400M，下行最大帶寬需求為1200M。通過容量計算企業(yè)所需要的基站總數(shù)，再根據(jù)基站站間距計算公式，得出基站分布落點圖。

基站站間距計算公式：

上式中，D表示站間距，Q表示面積；M表示基站個數(shù)。

4.9G+2.6G+700M：基站能力以上行：100Mbps，下行：780Mbps為標準。

該組網(wǎng)方案為，2.6G提供廣度覆蓋以及主力容量層；4.9G提供熱點區(qū)域容量補充；700M提供深度覆蓋以及廣度覆蓋；公網(wǎng)和私網(wǎng)流量，采用相同頻率承載，私網(wǎng)流量可考慮采用預留PRB方式滿足；多頻組網(wǎng)，取長補短，可作為競對的一個優(yōu)勢；站間距470m；按平均每個小區(qū)下行速率780Gbps，上行速率100Mbps，容納用戶數(shù)400個，為滿足容量以及覆蓋需求，需要建設28個基站共84個小區(qū)，如表1所示。

表1 組網(wǎng)方案

3.3 核心網(wǎng)方案

首先根據(jù)企業(yè)的具體情況可以分析企業(yè)的具體需求，例如：用戶規(guī)模方面，視頻監(jiān)控類900個，AR/VR交互類10個，設備數(shù)據(jù)采集類8000個，總并發(fā)量8910個；時延要求方面，視頻監(jiān)控類、AR/VR交互類對時延要求小于30ms；設備數(shù)據(jù)采集類對時延要求30-100ms；數(shù)據(jù)安全方面，要求數(shù)據(jù)不出園；云網(wǎng)融合業(yè)務需求方面，UPF流量需求上行8.4 Gbps、下行1.2 Gbps。

根據(jù)上述企業(yè)需求進行需求分析，其組網(wǎng)模式為，要求數(shù)據(jù)不出園區(qū)、核心網(wǎng)私有，故需采取“尊享”的行業(yè)模式，為打造5G專網(wǎng)；時延方面，UPF下沉到數(shù)據(jù)中心機房，可將視頻監(jiān)控類、AR/VR交互類、設備數(shù)據(jù)采集類流量卸載至園區(qū)，時延進一步縮短至30ms以內，實現(xiàn)超低時延，并確保業(yè)務數(shù)據(jù)安全；容量規(guī)模方面，視頻監(jiān)控類，上行、下行最大帶寬為7.2Gbps，需要2臺50Gbps流量規(guī)格的專用UPF（2臺1+1主備，具備容災功能）；AR/VR交互類，上行、下行最大帶寬為1.2Gbps，需要2臺5Gbps流量規(guī)格的專用UPF；設備數(shù)據(jù)采集類，上行、下行最大帶寬為0.8Gbps，需要2臺5Gbps流量規(guī)格的專用UPF；切片方面，視頻監(jiān)控類、AR/VR交互類，帶寬敏感，且時延需小于30ms，因此選用專享1切片；設備數(shù)據(jù)采集類，對帶寬不敏感，時延要求30-100ms，故選用優(yōu)享切片；容災方案為，在企業(yè)園區(qū)的2個數(shù)據(jù)中心建設3對MEC節(jié)點（UPF），1+1容災組網(wǎng)，規(guī)劃三個切片，分別承載視頻監(jiān)控類、AR/VR交互類、設備數(shù)據(jù)采集類業(yè)務。

該園區(qū)組網(wǎng)建設方案為，在企業(yè)園區(qū)的2個數(shù)據(jù)中心建設獨立5GC，滿足雙機房、電信級可靠性容災組網(wǎng)要求，并支持前述三類業(yè)務切片，其中控制面網(wǎng)元切片共享，邊緣云MEC建設3對（不含控制面功能），1+1容災組網(wǎng)。

建設內容包括獨立建設一套5GC，含管理類網(wǎng)元（NRF/NSSF/EMS/VIM/VNFM/NFVO）各一套，含控制面網(wǎng)元（AMF/SMF/UDM/PCF/CHF）各一套；每個網(wǎng)元支持3萬用戶使用；包含一組EOR/TOR交換機、DC-GW路由器、網(wǎng)管和業(yè)務防火墻；視頻監(jiān)控類MEC1，支持1千個連接數(shù)，支持5G流量轉發(fā)，含配套組網(wǎng)設備（1對交換機，1臺硬件管理交換機、1對防火墻、1堆路由器）；設備數(shù)據(jù)采集類MEC1支持1000連接數(shù)，支持5G流量轉發(fā)，含配套組網(wǎng)設備（1對交換機，1對防火墻，1對路由器）。

該園區(qū)切片方案為規(guī)劃視頻監(jiān)控類、AR/VR交互類、設備數(shù)據(jù)采集類3個切片，每一個切片都可獲得獨立的網(wǎng)絡資源，適配各種類型的業(yè)務應用，且各切片之間可相互隔離、互不影響。核心網(wǎng)切片方案如表2所示。

表2 核心網(wǎng)切片方案

3.4 傳輸網(wǎng)方案

傳輸網(wǎng)的組建除了前期企業(yè)園區(qū)內的基礎管道的鋪設以及園區(qū)內光交環(huán)的規(guī)劃（圖2），還需要完成的內容主要如下：

圖2 傳輸網(wǎng)方案規(guī)劃圖

（1）宏站接入光纜建設：宏站采用CRAN接入方式。

（2）室分站點接入光纜建設：室分站點采用DRAN方式開通到樓光纜。

（3）機房間互聯(lián)光纜建設：完成中控室、數(shù)據(jù)中心機房1、數(shù)據(jù)中心機房2三個機房互聯(lián)。

（4）傳輸設備建設：宏站采用CRAN方式建設，每臺SPN980集中10個BBU；室分采用DRAN方式建設，每臺SPN970接入一臺BBU。為了組網(wǎng)的靈活性和安全性，在數(shù)據(jù)中心機房1和數(shù)中心機房2分別部署1臺SPN7900與核心網(wǎng)UPF、AMF進行互聯(lián)。同時SPN接入層每臺設備均組環(huán)接入兩臺匯聚設備。

（5）傳輸業(yè)務機房建設：宏站采用CRAN方式建設，每個機房能集中10個BBU。

4 網(wǎng)絡規(guī)劃中的主要技術及實現(xiàn)

本項目是采用700MHz、2.6GHz、4.9GHz基站+5G SA核心網(wǎng)（控制面、用戶面）全私有方案的5G垂直行業(yè)應用項目。該方案以超高的性價比提供了更加靈活、安全的技術，此外可以保證信息網(wǎng)絡良好的運行速度，可以進行高速帶寬專用設置，在為新技術拓展、客戶服務提供支撐的同時，也可以有效提高網(wǎng)絡峰值時的操作效率。此外對于企業(yè)信息網(wǎng)絡運行過程中的安全問題需要根據(jù)企業(yè)在進行信息網(wǎng)絡規(guī)劃時建立一定的隔離方案，保證辦公網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡的整體安全性。

5 結語

本文以一個大中型企業(yè)為研究對象，首先在開放性、性價比高以及科學的管理機制基礎下建設網(wǎng)絡。其次采用4.9G基站私有+5G SA核心網(wǎng)（控制面、用戶面）全私有構建私有專用網(wǎng)絡，700M、2.6G+ToC核心網(wǎng)滿足公網(wǎng)需求，為企業(yè)的未來網(wǎng)絡建設提供更大的靈活空間，從而有效提高企業(yè)網(wǎng)絡的使用范圍和使用年限，真正達到企業(yè)發(fā)展利益最大化的目的。