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探索5G行业融合应用 5G专网将进一步推动融合应用发展

  • 2021-04-06 15:43:16 来源:通信世界网

随着我国5G网络不断商用成熟,行业应用也在逐步落地。中国电子信息产业发展研究院无线电管理研究所发布的《2021年5G发展展望白皮书》显示,2021年我国5G网络建设和产业规模将进一步增长,且增幅将超过2020年度。四大运营商仍将继续布局5G规模组网,并联合企业广泛探索5G融合应用。5G融合应用将使C/B/G多端用户和市场受益,其中工业互联网领域的5G专网建设将率先发力。

其实,专网作为信息通信网络的一种形态长期存在,尤其是在公安、电力等重点行业,多年来一直都有自己的有线或无线专网用于服务行业自身的需求。中国信息通信研究院无线电研究中心无线应用与产业研究部主任李珊认为,随着无线技术的应用领域不断扩展,无线专网作用日益凸显,各行业多年来对无线专网的需求一直存在。但由于无线电频率资源有限,如何利用有限的资源为各行业服务,如何协调公网和专网之间的关系,一直是行业主管部门的重要研究课题。

垂直行业对5G专网有三大需求

在5G时代,移动通信技术不仅是为了满足个人的需求,很多技术指标是针对行业需求而设计的。李珊表示,行业的需求天然与个人需求有很大的差异,尤其是在可靠性、稳定性和安全性方面,5G的低时延、切片、网络虚拟化等技术特点,相对于以往的无线技术而言,可以更好地满足行业用户的上述需求。

近两年,5G已经在电力、工业、医疗、矿山、港口等行业有了非常多的应用案例和商业落地项目,并给各行业带来了实际的效能提升和成本降低,让行业需求方看到了5G的潜力,同时对5G专网的需求也越来越迫切。基于5G专网技术和专网模式的探索必然成为5G发展非常重要的一部分。

在李珊看来,垂直行业对于5G专网的需求主要分为3个方面。

一是业务可用,行业客户的某个用户群(可能是一类终端)需要在带宽、时延、丢包率、抖动、可用度、开通效率上提供差异化服务处理;

二是安全可信,某些行业对于安全性和可靠性要求极高,需要一张5G网络与其他业务隔离,做到数据不出园区或不出行业内网,并将这些信息嵌入到行业用户业务系统,支持其业务系统进一步智能化、自动化;

三是自主可控,某些行业用户希望对5G网络的能力(如时延、带宽等)KPI进行监测,实现一定程度的自主管理、维护和配置,甚至要求部分网元设备(如核心网关、边缘计算等)资产归企业自己所有。

5G的端到端切片在一定程度上可以满足用户的上述需求。5G网络切片将共享的物理基础设施切割成多个独立的虚拟网络,为不同业务提供独立运行、相互隔离的定制化专用网络服务,是5G服务垂直行业的关键切入点。与此同时,5G核心网将用户面和控制面分离,使得运营商也可以通过将UPF等部分核心网网元下沉到企业内网的方式,满足行业客户对安全可信和自主可控的需求。这些技术性能可以满足大部分行业对于专网的要求,也是运营商依托公网为企业提供专网服务的技术基础。

尽管运营商在5G专网建设方面优势明显,但同时也面临一些挑战。在李珊看来,挑战主要有以下几个方面:首先,当前端到端切片技术尚未完全成熟,运营商需要进一步加快切片自动化配置等能力,从而真正实现切片的快速部署;其次,运营商在网络建设、运营以及商业模式上,需要适应行业的新需求;最后,部分行业客户对运营商并不信任,仍然希望自己独立建设5G专网,实现全程全网的自主可控。

按需部署,探索5G行业融合应用

众所周知,目前5G专网建设有两种模式,一种是为企业分配单独的5G专网频段,企业独立建设运营5G专网;另一种是运营商基于公网,通过切片、部分核心网元(如UPF等)下沉以及提供专用无线接入网(如中国移动正在尝试利用4.9GHz为部分行业提供独立的无线接入网)等虚拟专网的方式,为企业提供专网级的服务。

据李珊介绍,德国、日本目前多采用第一种模式,例如德国已经为行业企业配发111张基于3.5GHz的5G专网频率许可证,用于建设5G专网;日本也正在基于28GHz探索5G专网模式。从目前来看,这种独立专网模式仍在探索之中,部分企业也会委托运营商建设和运营专网。而我国目前主要是运营商通过5G虚拟专网的模式为行业客户提供专网服务,三大运营商均已推出自己的专网服务模式,并与行业企业共同探索新的网络运营模式。

谈及各国5G专网不同的发展策略,李珊认为,主要是由于各国的5G发展速度和行业信息化水平不同,如在德国和日本,运营商5G网络建设进度较慢,而信息化水平较高的工业企业对于将5G用于工业互联网有较为迫切的需求,运营商短时间内很难满足行业需求;而我国5G发展速度较快,同时运营商愿意为满足行业需求建设5G网络,并投入资源与企业共同探索5G行业融合应用。

“两种模式各有所长,关键在于是否适合现阶段行业的需求。从现阶段来看,全球都在积极探索5G行业融合应用,因为以往的3G/4G主要针对个人用户,从5G开始,移动通信才真正服务于行业。因此,对于行业需求、建网模式、运营模式等都需要进行大量的探索。”李珊说,“在我国,运营商拥有频谱资源,并且对技术研发和产业方向有一定把控力和凝聚力,可以推动产业链共同探索满足行业需求的各类共性技术问题,因此成为了推动专网的主要力量。”

对于大多数企业而言,除了可用性、可靠性和可控性之外,成本也是一个重要的因素。依托于公网的5G产业基础,并充分利用运营商的建网、运维经验,对于企业而言,有利于在保障网络质量的同时,降低企业使用专网的成本和门槛。当然,依托运营商的5G虚拟专网目前仍有很多技术和产业问题需要解决,例如目前虚拟专网设备价格仍然较高、无法实现异厂家互通、网络建设和运维模式仍不清晰等,需要电信行业与垂直行业共同进一步探索和创新。

少数对网络安全性、可控性要求非常高的企业,可能需要建设与公网完全隔离的5G专网,这就需要企业拥有独立的频谱资源,而频谱资源有限且目前国内政策尚不允许。此外,由于高频覆盖范围小,信号传输范围可控,也可以考虑在高频探索5G独立专网模式。这种模式仍需要进一步研究,可以持续跟踪国外的专网进展情况,找出适合我国的专网发展道路。

5G专网将进一步推动融合应用发展

5G专网生态是一个长链,构建良好的5G专网商业模式是发展5G融合应用的关键。

“5G专网只是手段,真正的目的是发展5G融合应用,而在5G融合应用中,5G只是解决连接的问题,更重要的问题是5G如何与大数据、云计算、人工智能等技术融合,共同嵌入到企业内网,进而改变企业的生产流程,提高效能。” 李珊如是说。

具体而言,在网络侧,需要考虑如何将5G融入到企业内网当中,成为企业信息网络的一部分;在终端侧,需要解决模组价格高的问题,尽快形成一批行业终端产品(如AGV小车、高清摄像头、无人机等);在平台侧,需要为各类应用提供视频渲染、人工智能、边缘计算等基础性平台,为各行业赋能。其中涉及政府、运营商、芯片商、终端商、设备商、软件商、行业解决方案商、集成商等多个环节,需要各环节之间建立多方共赢的商业模式。

从目前来看,5G应用的产业生态处于萌芽阶段,各方都在积极探索合作模式,推动5G应用的发展。在李珊看来,5G专网是整个生态中非常重要的组成部分,以5G网络为基础,不断推动各行业的信息化、智能化、泛在化进一步提升,从而实现行业的数字化转型,为助力我国经济社会高质量发展提供新动能。

标签: 5G专网推动融合应用发展

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