路通

近日，以“開放、創(chuàng)新、融合、共贏”為主題的2022年算網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會在京成功召開。在“零信任產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上，中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所正高級工程師段世惠發(fā)表了《5G在工業(yè)中應用的討論》主題演講。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢態(tài)

2018年12月，中央經(jīng)濟工作會議指出，“加快5G商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?！?/p>

2019年10月，習近平總書記在向“2019工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全球峰會”賀信中指出，當前，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷突破，為各國經(jīng)濟創(chuàng)新發(fā)展注入了新動能，也為促進全球產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展提供了新機遇，中國高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展。

2020年11月，習近平總書記在向“2020中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會”賀信中指出，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入推進，信息技術(shù)日新月異。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合將加速數(shù)字中國、智慧社會建設(shè)，加速中國新型工業(yè)化進程，為中國經(jīng)濟發(fā)展注入新動能，為疫情陰霾籠罩下的世界經(jīng)濟創(chuàng)造新的發(fā)展機遇。

2021年10月，習近平總書記主持中央政治局第三十四次集體學習時強調(diào)，充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富的應用場景優(yōu)勢，促進數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合，賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式，不斷做強做優(yōu)做大我國數(shù)字經(jīng)濟。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和512工程推進方案實施2年以來，5G與工業(yè)融合應用的發(fā)展環(huán)境、技術(shù)標準、基礎(chǔ)設(shè)施、應用探索、創(chuàng)新生態(tài)等5個方面取得了顯著成效。

截至2021年10月底，5G基站總數(shù)超過129萬個，虛擬專網(wǎng)、混合虛擬專網(wǎng)、獨立專網(wǎng)3種組網(wǎng)模式逐步清晰。

5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聚焦十大重點行業(yè)，20個典型應用場景。其中，十大重點行業(yè)包括電子設(shè)備制造業(yè)、裝備制造行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、采礦行業(yè)、電力行業(yè)、石化化工行業(yè)、建材行業(yè)、港口行業(yè)、紡織行業(yè)、家電行業(yè)。

5G對于行業(yè)支撐能力的變化方面，有著名的三角形———ITU 5G三大場景：mMTC，URLLC，eMBB。

發(fā)展中遇到的瓶頸問題

5G系統(tǒng)設(shè)計上的缺陷

原生的5G系統(tǒng)在設(shè)計上還是為TOC考慮的，對于行業(yè)業(yè)務特性并未在設(shè)計初期就加以充分考慮。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是開展5G應用較為廣泛的領(lǐng)域之一，但5G并不能很好地支持工業(yè)業(yè)務場景，目前URLLC、mMTC支持仍偏弱。5G支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用更多還是在EMBB場景下實施，后續(xù)5GAdvanced系統(tǒng)不斷地用“打補丁的方式”去做彌補和增強。

5G系統(tǒng)太復雜

技術(shù)越來越先進，功能越來越強大，系統(tǒng)的復雜度也在大幅增長，大量功能被堆積，但并不一定意味著能為工業(yè)用戶創(chuàng)造出更多的價值。

對于大部分工業(yè)領(lǐng)域應用，5G系統(tǒng)功能和資源配置都會顯得冗余，缺乏定制性、高性價比性和增值性。

行業(yè)壁壘難以突破

行業(yè)里面尤其是垂直行業(yè)的網(wǎng)絡設(shè)備都是根據(jù)自身業(yè)務的特點，保持封閉性。為了保護投資，延續(xù)傳統(tǒng)運維操作習慣，是否需要進入到行業(yè)里。

很多工業(yè)場景對數(shù)據(jù)保護提出了較為嚴格的獨立性要求，數(shù)據(jù)不出園區(qū)等，對5G系統(tǒng)的絕對可信、可靠性能和安全性仍有質(zhì)疑。很多企業(yè)都抱著觀望的心態(tài)，看別人的試驗結(jié)果，誰都不愿先充當“試驗小白鼠”。

運營模式問題

傳統(tǒng)ToC模式是流量為王，傳統(tǒng)電信運營商商業(yè)模式強調(diào)集中式規(guī)劃、采購、建設(shè)、部署和系統(tǒng)管控營銷等，各個電信運營商試圖獨自牢牢抓住“規(guī)、建、維、優(yōu)、營”的每一個環(huán)節(jié)，因此傳統(tǒng)模式是比較封閉且獨立定義和演進的，當前5G商業(yè)模式還是沒能脫離傳統(tǒng)“集中式、封閉式”的模式。

未來，“分布式、開放式”新電信商業(yè)模式，實現(xiàn)基于多方聯(lián)合開發(fā)、分布式共建共享和共管控共運維，由“賣網(wǎng)絡”向“賣服務”轉(zhuǎn)變。

成本問題

5G的使用成本嚴重影響了5G使用的深度和廣度。在資費方面，ToC模式是按流量收費的，流量為王已經(jīng)不現(xiàn)實，ToB沒有一個比較好的收費模式。

在頻譜方面，頻譜是國家的資源，主要掌握在運營商手里，要用就得交錢，怎么收費，也沒有一個好的規(guī)定。有人可能會說，我可以用5G NR-U，但現(xiàn)有5G NR-U的標準、產(chǎn)品和生態(tài)都不成熟。

在設(shè)備部署方面，5G最大的問題是在室內(nèi)穿透能力太弱，如果要在室內(nèi)使用5G，勢必要部署大量的室分和皮站，比WiFi 6部署AP貴太多了。

5G與WiFi 6對比

5G宏基站的單價約為15萬人民幣，企業(yè)園區(qū)建設(shè)成本為50～100萬人民幣。5G室內(nèi)分布式系統(tǒng)預計將不低于萬元級別，5G其他網(wǎng)絡配套設(shè)備（MEC根據(jù)功能200萬～500萬）。

WiFi 6網(wǎng)絡的建設(shè)主要考慮無線接入環(huán)節(jié)，其網(wǎng)絡設(shè)備的成本較低，企業(yè)級AP千元量級，家用級AP百元量級，并且未來價格將進一步下降。5G行業(yè)網(wǎng)絡目前主要由運營商負責部署及運維，其部署周期通常在4～5個月，復雜場景甚至長達1年以上。WiFi 6可以快速地建立企業(yè)自有網(wǎng)絡，家庭及中小型企業(yè)部署以天計算，大型行業(yè)部署周期通常在3個月以下，并可以快速根據(jù)業(yè)務變更構(gòu)建需要的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，滿足企業(yè)定制化的需求。

當前5G應用存在的問題和挑戰(zhàn)

在總體規(guī)劃方面，企業(yè)對5G在企業(yè)中的應用，建設(shè)內(nèi)容不清晰，無法制定總體規(guī)劃。雖然已有部分企業(yè)積極探索，但是大部分企業(yè)仍在觀望，缺乏政策系統(tǒng)性引導。

在技術(shù)與產(chǎn)業(yè)方面，全球均在探索5G在工業(yè)中的應用，未有成功經(jīng)驗可借鑒。5G技術(shù)不斷迭代，5G在工業(yè)領(lǐng)域的場景技術(shù)需求仍在積極探索。5G現(xiàn)有技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案大多針對工業(yè)制造流程的某一環(huán)節(jié)，尚未形成綜合性方案。工業(yè)細分行業(yè)差異大，不同工廠的建設(shè)方案及5G場景應用方案定制化程度高。

在資金投入方面，5G在工業(yè)領(lǐng)域未形成規(guī)?；瘧?，現(xiàn)階段芯片、模組成本相對較高，企業(yè)前期建設(shè)投入大。5G在工業(yè)中的應用需要長期投入，且收益快速顯性化不高。

在生態(tài)環(huán)境方面，5G在工業(yè)中的應用由工業(yè)企業(yè)、基礎(chǔ)電信企業(yè)、解決方案提供商等多方參與，商業(yè)模式尚未形成。在“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”領(lǐng)域的人才問題，至今仍然存在。

未來發(fā)展建議

第一是以需求為導向，建設(shè)5G需要滿足企業(yè)實際場景的需求。企業(yè)的需求包括：提質(zhì)、降本、增效、安全、綠色等。

第二是技術(shù)可行，與工廠現(xiàn)有技術(shù)融合互通，實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋、互聯(lián)互通、靈活機動、安全可靠。

第三是成本可控，建設(shè)和運維成本企業(yè)可接受。工業(yè)企業(yè)可以承受的成本差距很大，需要網(wǎng)絡服務更加靈活適配工業(yè)企業(yè)需求。