彻底读懂5G虚拟专网的应用.pdfVIP

在正式开启5G商用的三年来，国内5G的发展突飞猛进，网络建设与市场覆盖

日益完善。在此基础上，5G融合应用也在加速展开，5G为行业而生，行业应用

一直是5G融合应用发展的关键和重点，而今天我们要讲的5G专网就是其中的

重要一环。

5G专网即是建立在5G技术之上的专网，所谓专网，是指专用于特定用户

的网络，不同于为所有人服务的公网，专网在安全隔离、网络的可靠性和稳定性

等方面均具备绝对的优势。

5G专网从实际使用场景上讲，有3种模式：

1.完全共享模式。运营商通过网络切片技术，使用UPF分流，将用户的数据直

接传送到用户的内网，但分流UPF设备被多个5G专网共享；

2.部分共享模式。运营商通过网络切片技术，使用UPF分流，分流UPF设备被

某个5G专网独享；

3.独立部署模式。国家提供专用的5G频段，用于行业用户自建5G专网。

注：UPF是5G核心网中的重要网元，主要支持UE（用户设备）业务数据的路由和转发、

数据和业务识别、动作和策略执行等。

不同运营商对这3个场景也赋予不同名称，例如：对于完全共享模式，移动

称为“优享模式”，电信称为“致远模式”，联通称5G为虚拟“专网”等。

下面我们将以具体的校园网为例，看5G专网是如何设计和使用的。

5G虚拟校园网，指的是以5G移动通信网络及边缘计算技术为基础，满足学校

业务连接、高速计算、信息安全等需求的校园虚拟专用网络。作为原校园有线网

络及无线网络的延展与补充，这张虚拟校园网将极大提高校园网络覆盖面。

目前校园网和5G融合都采用上面的第一或者第二个场景，具体部署时可能会采

用UPF共享模式或者UPF设备下沉到学校的独享模式。通过5G虚拟校园网，

高校师生在校内、本地和全国范围无需VPN拨号，通过5G网络即可登录校内

管理系统、访问校内学术资源。在运营商侧，通过ULCL分流、签约专用DNN

和多DNN分流等技术满足校园师生在校内、本地和全国范围内“不换卡、不换

号、无需设置”访问校园内网和互联网。

01

运营商5G专网和校园网融合组网

运营商5G专网和校园网融合拓扑图如下，下图左边为校园网，右边为运营

商专网，在运营商5G网络中，和学校连接的设备为UPF设备，根据运营

商组网情况不同，UPF可能下沉到学校作为该校专用UPF，也有可能是采

用共享UPF模式。

运营商5G专网和校园网融合拓扑

说明

●N3接口是NGRAN（5G无线接入网）与UPF间的接口，采用GTP-U协议

进行用户数据的隧道传输；

●N4接口是SMF（5G会话管理功能）和UPF之间的接口，采用GTP-U协

议；

●N6接口是UPF和外部设备之间的接口，N6接口要求支持专线或L2/L3层

隧道，可基于IP与其它网络通信；

●N9接口是UPF之间的接口，两个UPF之间使用GTP-U协议进行用户面报

文的传输。

02

运营商5G专网和校园网融合应用

5G专网作为原校园有线网络及无线网络的延展与补充，这张虚拟校园网将

极大提高校园网络覆盖面，作为5G专网签约用户，无论是否在校内，无需

VPN都可以快速访问到校内的相关资源。

应用1：通过5G专网访问校内资源

高校的广大师生在工作学习中通常需要访问大量的校内服务器，例如：访问校

内的OA系统，校内的选课系统，校内图书资源等。对于这些需求，校园网5G

签约用户通过基站接入到5G网络中，运营商通过手机号码识别出该用户的属

性，然后将网络访问数据传输到相关的UPF设备。

1.如果5G签约用户在校内，连接校内5G基站，由辅锚点UPF将数据包分流到

校内；

2.如果5G签约用户在校外，连接本地基站，数据包先路由到主锚点UPF，然

后根据签约用户属性，路由到对应的辅锚点，然后由辅锚点路由数据包到校

内。

应用2：通过5G专网访问校外图书资源

高校用户除了有访问校内资源的需求外，还需要访问高校购买的校外图书资

源，例如：知网、万方等。这些图书资源网站只有通过校园网出口才能进行图

书文献浏览和下载，因此，访问校外图书资源的数据包需要通过5G专网先路由

到校内，然后再通过校园