王改靜

近日，5G R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)受到廣泛關(guān)注，業(yè)內(nèi)人士紛紛表示，5G正從“能用”向“好用”過(guò)渡，而做為5G重要應(yīng)用領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或?qū)⒓铀賹?shí)現(xiàn)5G場(chǎng)景的應(yīng)用落地。

R16標(biāo)準(zhǔn)：將實(shí)現(xiàn)真正意義的工業(yè)5G

為何大家都在強(qiáng)調(diào)R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要性呢？

“R16非常重要的一個(gè)特點(diǎn)是垂直行業(yè)拓展，超過(guò)60%的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目都和5G 2B能力有關(guān)。支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的確定性網(wǎng)絡(luò)開(kāi)啟了CT和OT技術(shù)的融合?！?GPP SA2工作組副主席、中國(guó)移動(dòng)研究院主任研究員孫滔表示。

本次凍結(jié)的R16標(biāo)準(zhǔn)，是對(duì)R15版本的增強(qiáng)。面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，引入新技術(shù)支持1微秒同步精度、0.5～1毫秒空口時(shí)延、“6個(gè)9”的可靠性和靈活的終端組管理，最快可實(shí)現(xiàn)5毫秒以內(nèi)的端到端時(shí)延和更高的可靠性，提供支持工業(yè)級(jí)時(shí)間敏感（TSN），而這些可以有效的滿足如工業(yè)AR/VR、工業(yè)視覺(jué)檢測(cè)、工業(yè)云端機(jī)器人等工業(yè)場(chǎng)景的通信需求。

而針對(duì)空口時(shí)延這一點(diǎn)，中國(guó)移動(dòng)研究院標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)家、3GPP標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)家柴麗在中國(guó)移動(dòng)研究院“智匯講堂”中提到，原有的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境布線非常復(fù)雜，維護(hù)成本也非常高，但R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)后，5G無(wú)線技術(shù)可以替代實(shí)體網(wǎng)線連接，可以克服傳統(tǒng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)布線雜亂、維護(hù)難度大、設(shè)備靈活度底等缺點(diǎn)，有效滿足高精度、低時(shí)延、高可靠性的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的需求，使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“你的活我也能接，不用擔(dān)心跟不上你的時(shí)間”。5G與TSN的融合，有助于將5G的潛力擴(kuò)展到更廣闊的領(lǐng)域，如工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制、移動(dòng)機(jī)器人、AGV遠(yuǎn)程控制，甚至傳統(tǒng)的工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域。

事實(shí)上，R16標(biāo)準(zhǔn)主要側(cè)重的是對(duì)高密度連接（大規(guī)模機(jī)器通信，mMTC）和更低的延遲（超可靠低延遲通信，URLLC）做了全球統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)支持。

其中，eMBB、mMTC與URLLC是5G三個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)，而mMTC與URLLC這兩項(xiàng)性能對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)5G落地的關(guān)鍵。

在此之前，我們經(jīng)常會(huì)看到關(guān)于“5G智慧工廠”“5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等相關(guān)試點(diǎn)示范應(yīng)用，但這些應(yīng)用都是基于R15版本的5G應(yīng)用，不能算真正意義上的工業(yè)5G，因?yàn)楣I(yè)環(huán)境對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求極高，一旦產(chǎn)生任何中斷或者延遲，造成的后果難以想象，也就是說(shuō)，R15版本的5G還不能滿足工業(yè)通信需求。但按照R16標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)和部署的5G網(wǎng)絡(luò)，不僅速度快，而且具有超可靠和低延遲的特性，這才是5G能夠在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。

“為支持工業(yè)控制通信，R16網(wǎng)絡(luò)首次實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)鐘同步（精度達(dá)到百納秒級(jí)）和時(shí)敏通信功能，將數(shù)據(jù)報(bào)文在既定的時(shí)刻傳遞到目的地，既不提前也不遲到?！?GPP CT副主席，中國(guó)信科集團(tuán)大唐移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)家艾明表示。

同時(shí)，艾明還表示，R16網(wǎng)絡(luò)支持工業(yè)企業(yè)基于5G網(wǎng)絡(luò)組建獨(dú)立的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)，將分布在各地的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)組建為一個(gè)專(zhuān)用專(zhuān)屬的網(wǎng)絡(luò)。

標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)初期如何切入？

R16標(biāo)準(zhǔn)宣布凍結(jié)，標(biāo)志著5G第一個(gè)演進(jìn)版本標(biāo)準(zhǔn)正式完成，也正式預(yù)示著5G將加速在垂直行業(yè)的落地應(yīng)用，那么R16標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)后5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合將呈現(xiàn)出哪些變化呢？賽迪智庫(kù)信軟所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室副主任宋穎昌告訴《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》記者，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合正在逐步落地，結(jié)合目前的進(jìn)展，可以從三方面來(lái)看。

首先從網(wǎng)絡(luò)改造看，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用場(chǎng)景范圍擴(kuò)大。R16支持5G與TSN（時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）集成，有利于滿足工業(yè)場(chǎng)景低時(shí)延、高可靠性要求，將持續(xù)擴(kuò)大潛在的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)用例，如工廠自動(dòng)化、電網(wǎng)配電自動(dòng)化等。

其次是從平臺(tái)應(yīng)用看，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”平臺(tái)商業(yè)應(yīng)用持續(xù)加速。標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)意味著相關(guān)開(kāi)發(fā)測(cè)試可以啟動(dòng)，推動(dòng)大規(guī)模商用。在R16凍結(jié)后，5G技術(shù)能力已相對(duì)比較全面，可以更好地接受各種工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)用的挑戰(zhàn)。

最后從通信安全看，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”可靠保障能力得到提升。R16對(duì)PDCP復(fù)制機(jī)制進(jìn)行了增強(qiáng)，來(lái)抵御無(wú)線環(huán)境惡化帶來(lái)的影響，保障通信鏈路和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

標(biāo)準(zhǔn)確立初期，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合又該從哪些“切口”切入呢？宋穎昌表示，可以從設(shè)備互聯(lián)互通、工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸和場(chǎng)景應(yīng)用的廣度和深度來(lái)入手。

宋穎昌認(rèn)為，R16版本的5G網(wǎng)絡(luò)可以破解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)互通難題。通過(guò)將5G技術(shù)與工業(yè)PON、MEC（邊緣計(jì)算技術(shù)）等相結(jié)合，能夠降低工業(yè)場(chǎng)景協(xié)議轉(zhuǎn)換和設(shè)備接入難度，提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)數(shù)據(jù)接入能力，有效解決“數(shù)據(jù)孤島”的問(wèn)題。

我國(guó)工業(yè)門(mén)類(lèi)眾多，工藝流程復(fù)雜，其產(chǎn)生的工業(yè)數(shù)據(jù)“量大多樣”，宋穎昌表示，5G可以很好的支撐海量工業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步傳輸。作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，具備大帶寬、低時(shí)延、海量連接的網(wǎng)絡(luò)特性，能夠提供端到端毫秒級(jí)時(shí)延和接近100%的高可靠性通信保障，滿足工業(yè)大數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸需求和工業(yè)領(lǐng)域大量即時(shí)處理需求。

此外，宋穎昌還告訴記者，5G將助力拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的廣度與深度。5G將助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全要素、全環(huán)節(jié)高效互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)流帶動(dòng)技術(shù)流、資金流、人才流、物資流，有效提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展質(zhì)量與效益。另一方面，5G將加速人工智能、AR/VR等新興前沿技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用與探索，催生形成新產(chǎn)品、新模式和新業(yè)態(tài)，拓展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展空間。

5G成工業(yè)內(nèi)網(wǎng)建設(shè)的主要方式

雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已從概念普及進(jìn)入實(shí)踐深耕階段，但我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，有分析機(jī)構(gòu)稱(chēng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)此前發(fā)展較慢，關(guān)鍵因素之一是通信層面的不足，過(guò)去的通信技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用具有一定的局限，但R16標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，5G高速率、低時(shí)延、海量連接、高可靠性等特性的實(shí)現(xiàn)，將使以往受限于網(wǎng)絡(luò)接入而不能實(shí)現(xiàn)的工業(yè)場(chǎng)景在5G的加持下變得可行。

近日，中國(guó)信息通信研究院副院長(zhǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)余曉暉指出，到目前為止，全球工業(yè)系統(tǒng)中無(wú)線技術(shù)的使用比例仍然非常低。直到2019年，全球無(wú)線技術(shù)在工業(yè)系統(tǒng)中的使用比例只有5%～6%，無(wú)線技術(shù)在工業(yè)的自動(dòng)化、大規(guī)模個(gè)性化定制等很多場(chǎng)景中都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，之所以使用不夠就是因?yàn)檫^(guò)去的無(wú)線技術(shù)無(wú)論是WifFi，還是3G、4G，都達(dá)不到工業(yè)場(chǎng)景所需要的性能。

但R16的凍結(jié)定義了絕大部分工業(yè)場(chǎng)景，在技術(shù)性能上，除了運(yùn)動(dòng)控制時(shí)延達(dá)到納秒級(jí)等極個(gè)別指標(biāo)還達(dá)不到要求外，5G性能已可以滿足絕大多數(shù)工業(yè)場(chǎng)景。

由此可見(jiàn)，5G已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主要通信方式。

其實(shí)，早在去年11月份，工信部就印發(fā)《5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)512工程推進(jìn)方案》，提出要加快垂直領(lǐng)域“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的先導(dǎo)應(yīng)用，內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造覆蓋10個(gè)重點(diǎn)行業(yè);打造一批“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造標(biāo)桿、樣板工程，形成至少20大典型工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)還強(qiáng)調(diào)，要合理配置工廠內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)部署和網(wǎng)絡(luò)配置、業(yè)務(wù)部署及數(shù)據(jù)安全等。

3月20日，在工信部發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》中就提到，要加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，利用5G改造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)，打造高質(zhì)量園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，引領(lǐng)5G技術(shù)在垂直行業(yè)的融合創(chuàng)新。

《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》全媒體總編輯辛鵬駿認(rèn)為，5G R16標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)，給正在加速跑的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，提供了一條絕不堵車(chē)的嶄新的“信息高速路”。R16充分迎合了工業(yè)級(jí)時(shí)間敏感需求，滿足工業(yè)控制微秒精度，同時(shí)支持工業(yè)專(zhuān)網(wǎng)和更豐富工業(yè)智能制造開(kāi)發(fā)，讓工業(yè)車(chē)間完全無(wú)線智能化成為可能。

從目前整個(gè)發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，雖然整個(gè)大環(huán)境條件都在支持5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展，但5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展還面臨哪些挑戰(zhàn)？華為中國(guó)運(yùn)營(yíng)商Marketing部副部長(zhǎng)劉西恒認(rèn)為，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，最關(guān)鍵的是工業(yè)CPE、工業(yè)終端、工業(yè)模組能夠成熟發(fā)展，同時(shí)要趨向云與AI結(jié)合，這樣才能真正地把5G大帶寬、低時(shí)延的能力發(fā)揮出來(lái)。