首张企业5G专网频率许可来了!“5G+工业互联网”发展加速
作者 | 央企融通2022-11-28

近日,在2022中国“5G+工业互联网”大会上,工业和信息化部正式宣布中国商飞获全国第一张企业5G专网的频率许可,其中925~6125MHz和24.75~25.15GHz频段也是工业无线专用的频段。这标志着经过多年探索,我国的“5G+工业互联网”已经逐步形成政府规划引导、地方务实推动、产业联动发展的“中国模式”,正在进入由起步探索向规模发展的新阶段。

相比于通用的民用5G来说,5G专用网络相当于一种局域网,是采用3GPP 5G标准构建的具有统一连接性、优化服务和特定区域内安全通信方式的企业或行业无线专网。具体来说,3GPP标准定义了两种5G专网部署模式:SNPN(独立的非公共网络)和PNI-NPN(公共网络集成NPN)。其中,PNI-NPN是“公网专用”,指企业可通过与运营商5G公网共享RAN,或者共享RAN和核心网控制面、端到端网络切片的方式来部署5G专网;而SNPN是“独立部署模式”,指企业独立部署从基站到核心网到云平台的整个5G网络,可以与运营商的5G公网隔离。 与有线局域网或Wi-Fi等现有局域网相比,5G专网可以为企业中的设备提供更高的移动性、有线级连接的稳定性和质量等,同时还具备一些基本优势,如安全性和覆盖范围广等。

发挥频谱领航作用,助力5G应用扬帆

5G专用网络是一个企业内部网络,提供与特定企业的人员或事物的通信连接,并提供这些企业的业务所需的特定服务,由企业独立运行并专门使用。与公共网络不同,只有企业内部的授权人员或终端才能访问此网络。在企业自建5G专网道路上,专用网络的频谱大概率是第一道门槛。频谱资源是有限的,并非随需随得。在全球5G的战略背景下,目前全球已有约30个国家、地区、行业和企业开展了5G专网相关的研究工作,并取得了一定的进展。

其中,欧盟投入约1.6亿欧元用于5G技术研发与产业发展,并提出了一系列5G专网发展的愿景规划。在我国,2020年6月时发布的《中国5G创新发展行动纲要(2021—2035年)》提出:到2025年,我国5G累计商用时长力争达到600Gbps,建成世界领先的5G专网。同年8月,在2020年世界移动通信大会上,华为正式宣布全球首个商用5G专网——Automobile Xtension正式商用。也在同年,工业和信息化部批准中国5G商用牌照并正式发放;去年10月23日,工信部正式批复中国移动共建5G联合创新中心正式成立;2022年将全面建成5G专网。

在大多数国家,频谱都被视为一种自然资源,其使用受到国家主管部门的控制,国家主管部门根据国家的需求分配资源,我国的行业主管部门对企业自建5G专网专用频谱给予了科学稳健的态度。对于中小企业来说,可以通过网络切片方式使用公众通信网;运营商则可以向企业出租专用基站和下沉到企业的UPF,核心网控制面在运营商,但基于IPv6的UPF分流,可保证企业敏感数据不在公众网落地;而大企业可申请专用频率自建5G专网,可实现灵活按需分配TDD上下行时隙,该专网仍可交由运营商代维。

在此前召开的“2022年中国5G发展大会”上,中国工程院院士邬贺铨就曾表示,应为工业互联网应用划出专用频段,这样不仅可避免与公众业务间干扰,而且5G CPE、工业模组也不必再按多频多模配置,可显著降低成本。

而随着第一个专用频段落地,商飞牵头的示范效应以及未来推广效应,5G+工业互联网有望迎来较大发展,国家政策未来也或有更多支持。在此基础上,与5G专网相关的网络设备、传输端、数据采集环节、应用环节均有望陆续受到产业催化。

“5G+工业互联网”的发展进入加速期

自5G商用以来,从城市到乡村,从海岛到戈壁,从矿井到珠峰,我国一直在稳步推进5G网络建设。目前,我国工业互联网产业规模突破了万亿大关,已建成具有一定区域和行业影响力的工业互联网平台超过150家,工业设备连接数量近8000万台(套),目前已建成全球规模最大、技术领先的5G独立组网网络,5G基站总数达225万个,用户数量超过5.2亿;飞机、船舶、汽车、电子、采矿等一大批国民经济支柱产业开展“5G+工业互联网”创新实践,全国在建项目超过4000个,培育一批高水平的5G全连接工厂标杆;同时,5G也在加速向医疗、交通、教育等各行业各领域推广,带动人工智能、8K显示等新技术日益成熟,带动车联网等新业态蓬勃发展。

根据中国信息通信研究院发布的《2022中国“5G+工业互联网”发展成效评估报告》显示,全国4000余个“5G+工业互联网”项目已覆盖41个国民经济大类,5G全连接工厂种子项目中,工业设备5G连接率超过60%的项目占比超一半,5G与工业互联网的融合将加速数字中国、智慧社会建设,加速我国新型工业化进程,为我国经济发展注入新动能。

工业和信息化部副部长张云明表示,“5G+工业互联网”创新发展,不仅带动了企业提质、降本、增效、绿色、安全发展,而且开辟了传统工业技术升级换代的新路径,加速人、机、物全面连接的新型生产方式落地普及,成为推动制造业高端化、智能化、绿色化发展的重要支撑。

目前,虽然中国在5G通信领域的布局已经取得一定的成绩,并积累了丰富的技术和应用经验,但在一些关键技术方面仍需进一步提升,5G专网的发展仍面临挑战。早在2G、3G以及4G时代,专网就已经在行业内发挥着作用,而随着国家经济快速发展,企业和专业市场对于网络质量和安全性需求也日益提高,这也进一步提升了专网在通信市场的规模。随着全球通信技术与产业的快速发展,中国在专用技术方面不断取得突破,与国外差距逐步缩小。目前已经在全国建成了数万个5G基站。在5G技术商用后,中国专网也已进入商用阶段。可以说,5G专网的到来补齐了5G应用落地的最后一块拼图,为各行各业提供了更多应用维度,丰富5G应用实例落地的同时,也令相关上游下游产业链企业百花齐放。

根据中国产业信息网提供的数据,从2009起,我国专网通信行业便在不断扩大发展,2018年专网通信的市场规模超过200亿元,专网通信产值超过500亿元。在2018年3月举行的十三届全国人大一次会议第四次全体会议上,国务院提出了提升专网需求的部署要求,这意味着在国家层面上,专网发展也得到了相关领域的全力支持。

2018年6月以来,中国电信成功测试了中国首个5G室内试验网(BGP)+5 G试验网(SA)组网技术,可实现5G室外覆盖,中国电信、中国联通也已经发布了相关方案,针对5G专用网络和特定业务场景进行了部署:如在工业、医疗健康、物流、能源、港口、交通、电力、公安、气象等行业中对网络要求较高的行业将率先实现覆盖;针对智慧城市建设,也将实现更好的融合应用。随着“一带一路”倡议的深入实施以及新基建建设加速布局,国内移动通信网络能力已得到大幅提升。未来随着5G业务、边缘计算、人工智能等新一代信息技术逐步发展成熟,并应用于智慧城市、园区、能源运输等领域,5G行业应用和关键技术都有很大想象空间。

5G结合工业互联网正式走向行业专用

5G专网在特定区域进行信号覆盖,弥补了公网通信无法覆盖的范围,由于专网对于技术可靠性需求较高,整体安全性、抗干扰能力优于公网,同时由于其覆盖物理范围小于公网且需求场景较确定,其专业性、专用性较高。在行业及社会各界支持下,5G专网已经逐渐形成规模,但面对专网发展形势的不确定性和复杂多变的行业环境,5G专网的未来发展依然任重道远。

此前,工信部只给运营商企业授权了5G专网的频谱,其他企业需要使用5G专网,就只能找运营商企业合作。而基于不同企业的不同需求,运营商也为此推出了三种合作的模式,比如,中国移动就推出了“优享”、“专享”、“尊享”三种模式:

  • 优享模式(公网公用)是在公共网络基础上,通过QoS、网络切片等手段,满足客户对特定业务的网络速率、时延、隔离性优先保障需求;

  • 专享模式(公网专用)是在局域增强覆盖基础上,通过边缘计算、数据分流等技术手段,满足客户对超低时延、数据不出场等业务需求;

  • 尊享模式(专网专用)是通过基站、频率、核心网设备的专建专享,为企业客户构建专用网络,满足客户对高安全性、高隔离度等定制化建网需求。

比如,此前中国移动和宁德时代宣布建成了全国最大的5G企业专网,正是采用了与公网部分共享的“专享模式”。事实上,不光中国移动,三大运营商都分别提供了分级的5G专网产品体系,各家对于不同级别5G专网有不同的名称,不过其分类的逻辑和同一分级的内涵基本一致。中国联通董事长刘烈宏表示,“‘5G+工业互联网’为加速我国新型工业化进程提供了新的工具箱。”5G是驱动工业互联网发展的关键技术,工业互联网又是5G规模化应用的主阵地,两者深度融合,进一步释放5G应用的价值。

写在最后

在工业4.0时代,自动化、网络化和智能化的发展带来对现有工业物联网的深度改造,如今的5G专网技术在全球范围内更是被广泛应用于工业控制应用和智慧城市、智能电网等产业转型升级领域。据统计,2019年全球工业增加值约为7万亿美元,占全球制造业增加值比例超过47%;同时,还有大量数据需要收集分析,对大量生产过程中产生的数据进行采集利用可以提高管理效率、降低成本、提高生产效率、增强安全性等优势。

未来,在5G专网的推动下,“5G+工业互联网”发展向更大范围、更深程度、更高水平迈进,工信部等部门也将出台支持工业互联网规模发展的新举措,不断完善多层次的创新示范体系,分行业分领域制定5G全连接工厂建设标准,提升5G虚拟专网和混合专网建设服务水平,推动各方加强低成本、轻量化的5G工业级产品研发和产业化,让广大工业企业用得起、用得好,不断提升产业供给水平。

注:本文为中央企业工业互联网融通平台原创文章,原文:《首张企业5G专网频率许可来了!“5G+工业互联网”发展加速

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