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中國電信攜手華為完成業(yè)界首個基于5G SA網(wǎng)絡(luò)切片測試

lhl545545 ? 來源:智東西 ? 作者:智東西 ? 2020-09-02 14:22 ? 次閱讀

豐富5G應(yīng)用的同時也讓5G專網(wǎng)相關(guān)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈百花齊放。

5G時代我國運(yùn)營商利用網(wǎng)絡(luò)切片及邊緣計算技術(shù)構(gòu)造虛擬專網(wǎng),在傳統(tǒng)專網(wǎng)的基礎(chǔ)上融合了5G大帶寬、低時延、廣連接等優(yōu)點(diǎn),對我國目前專網(wǎng)通信技術(shù)起到較明顯的改進(jìn)推動作用。2020年我國各省市5G專網(wǎng)建設(shè)積極性逐步走高,低時延及高帶寬特性賦能石油通信、民航及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等,解決相關(guān)產(chǎn)業(yè)對視頻實(shí)時通話及監(jiān)控、低時延遠(yuǎn)程操作等需求。

運(yùn)營模式看,虛擬專網(wǎng)以運(yùn)營商構(gòu)建、企業(yè)支付使用費(fèi)用為主,三大通信運(yùn)營商皆推出自身專網(wǎng)解決方案、專網(wǎng)平臺及發(fā)展路徑;后續(xù)隨著互聯(lián)網(wǎng)公司對5G相關(guān)產(chǎn)業(yè)融合的介入,5G專網(wǎng)不僅僅只由運(yùn)營商提供,互聯(lián)網(wǎng)公司也可以幫助企業(yè)提供5G核心網(wǎng)或者業(yè)務(wù)平臺等服務(wù),將提供更多的行業(yè)應(yīng)用維度,豐富5G應(yīng)用的同時也讓5G專網(wǎng)相關(guān)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈百花齊放。

一、應(yīng)用于2B端的5G專網(wǎng)

專網(wǎng)是主要針對2B端的網(wǎng)絡(luò),公網(wǎng)是主要針對2C端網(wǎng)絡(luò)。按廣義定義分類看,無線通信可以分為專網(wǎng)通信和公網(wǎng)通信兩部分,其中專網(wǎng)無線通信主要指遵循IPv4和IPv6規(guī)范,采用專用IP網(wǎng)絡(luò)地址空間的通信網(wǎng)絡(luò);公網(wǎng)則主要指供公共用戶使用的通信網(wǎng)絡(luò)。

二者差距看,專網(wǎng)在特定區(qū)域進(jìn)行信號覆蓋,彌補(bǔ)了公網(wǎng)通信無法覆蓋的范圍,由于專網(wǎng)對于技術(shù)可靠性需求較高,整體安全性、抗干擾能力優(yōu)于公網(wǎng),同時由于其覆蓋物理范圍小于公網(wǎng)且需求場景較確定,其專業(yè)性、專用性較高。應(yīng)用側(cè)看,專網(wǎng)專用于特定行業(yè)或企業(yè)如政府、軍隊(duì)、公安、能源、消防、軌道交通等部門或領(lǐng)域,廣泛分布于應(yīng)急通信、調(diào)度指揮等2B端應(yīng)用場景;公網(wǎng)主要渠道為個人、企業(yè)等社會公眾用戶,偏向于2C端客戶,達(dá)到社會上廣連接的作用。

▲專網(wǎng)主要面向2B端,公網(wǎng)更偏向2C端

民用專網(wǎng)脫胎于電報技術(shù),目前我國專網(wǎng)主要集中于模擬和數(shù)字窄帶通信為主,處于模轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)程中。專網(wǎng)無線通信在二戰(zhàn)后迎來從軍用向特殊行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢,分行業(yè)技術(shù)發(fā)展看,我國從50年代開始,在鐵路設(shè)置無線調(diào)度系統(tǒng)(無線列調(diào)),實(shí)現(xiàn)語音調(diào)度指揮并沿用至今,目前客運(yùn)專線逐步向GSM-R轉(zhuǎn)變;20世紀(jì)80年代中期,我國引入模擬集群技術(shù)(中繼系統(tǒng)),主要供政府部門使用,模擬集群效率較低,整體處于向數(shù)字集群平滑升級過程中。

20世紀(jì)90年代末我國開始自研數(shù)字集群技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國應(yīng)用最廣泛的數(shù)字集群技術(shù)是源于歐洲的TETRA技術(shù)及摩托羅拉的iDEN技術(shù)。目前在我國主要的TETRA廠商是摩托羅拉和空客??湛偷闹饕袌鰹檎?wù)網(wǎng),摩托羅拉在地鐵市場占據(jù)優(yōu)勢地位。國產(chǎn)替代看,我國海信、七一二、海能達(dá)等單位皆有相關(guān)TETRA終端在產(chǎn)。

我國自主窄帶數(shù)字集群發(fā)展看,中興GoTa發(fā)展較迅速。我國最早的自主的數(shù)字集群技術(shù)是基于公網(wǎng)技術(shù)的中興GoTa和華為GT800。中興GoTa技術(shù)基于CDMA開發(fā),華為GT800基于GSM技術(shù)開發(fā),可以提供組呼、單呼、優(yōu)先級呼叫等語音業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),其中GoTa技術(shù)在中國電信公網(wǎng)集群業(yè)務(wù)中貢獻(xiàn)較大。

我國自研警用窄帶PDT技術(shù)逐步形成對TETRA替代。警用窄帶PDT技術(shù)于2007年開始研發(fā),基于歐洲D(zhuǎn)MR標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改,關(guān)鍵性指標(biāo)較TETRA更佳,降低建網(wǎng)成本,逐步形成對TETRA的替代,現(xiàn)已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈且仍在發(fā)展,在新疆反恐工作中發(fā)揮較大作用。PDT在業(yè)務(wù)復(fù)雜程度等方面較TETRA稍差,技術(shù)指標(biāo)中最大數(shù)據(jù)吞吐量較TETRA相差近三倍,且PDT技術(shù)設(shè)備價格較高,對進(jìn)口的TETRA設(shè)備暫時未形成明顯的價格優(yōu)勢。

▲TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是我國主流

▲S-6000數(shù)字模擬兼容交換中心實(shí)現(xiàn)PDT國產(chǎn)

寬帶技術(shù)是專網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展方向之一,我國在研發(fā)寬帶數(shù)字集群技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先水平。寬帶集群是先寬帶接入后進(jìn)行集群功能,北京信威在2007年研發(fā)推出世界上首套采用TDD雙工模式的寬帶無線集群技術(shù)McWiLL,能夠提供視頻業(yè)務(wù)和高速數(shù)傳業(yè)務(wù)。

2014年工信部電信研究院的牽頭發(fā)起了基于3GPP R9版本的LTE技術(shù)的寬帶集群(B-TrunC)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。B-TrunC集群技術(shù)被CCSA采納為我國LTE寬帶集群標(biāo)準(zhǔn)。2015年國家將1447~1467MHz和1785~1805MHz兩個頻段劃給了采用TDD的專用無線系統(tǒng),其中1.4GHz頻段作為公共安全等共網(wǎng)使用頻率,1.8GHz作為各行業(yè)專網(wǎng)使用頻率。

▲McWiLL通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為我國自主研發(fā)

▲B-TrunC產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟制定我國業(yè)界主流評選準(zhǔn)則

專網(wǎng)通信市場規(guī)模逐年增長,對專網(wǎng)通信需求旺盛。專網(wǎng)通信是指通過建設(shè)安全可靠的無線服務(wù)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò),為特定的部門或群體如政府與公共安全等行業(yè)提供應(yīng)急通信、指揮調(diào)度、日常工作通信等服務(wù)。專網(wǎng)通信可以有效彌補(bǔ)了公網(wǎng)通信所無法涉及的領(lǐng)域。

根據(jù)2018年3月十三屆全國人大一次會議第四次全體會議,國務(wù)院提出擬組建應(yīng)急管理部,提升專網(wǎng)需求。國家政策的支持也推動我國專網(wǎng)通信行業(yè)市場發(fā)展。另外,隨著國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對于公共安全的重視程度也在不斷加深,帶動了對于專網(wǎng)通信的需求。

我國專網(wǎng)通信行業(yè)市場規(guī)模不斷增長,據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù),2009-2018年我國專網(wǎng)通信行業(yè)在不斷擴(kuò)大發(fā)展,2018年專網(wǎng)通訊市場規(guī)模的市場規(guī)模超過200億元,專網(wǎng)通訊產(chǎn)值超過500億元。代表著專網(wǎng)通信由于自身安全可靠、自主控制、保密性高等特點(diǎn)帶來需求端的高景氣度。

▲中國專網(wǎng)通信行業(yè)市場規(guī)模不斷增長

5G專網(wǎng)對當(dāng)前專網(wǎng)通信系統(tǒng)改善意義較大。專網(wǎng)通信系統(tǒng)在不斷發(fā)展的同時也面臨著一些問題。結(jié)合5G通信自身具備的低時延、高速率和廣連接三大特征,5G專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了信息安全性,網(wǎng)絡(luò)專有性及可靠性等特點(diǎn),完善了專網(wǎng)帶寬低、時延長、安全性相對較差等弊端。說明將傳統(tǒng)專網(wǎng)向5G專網(wǎng)的升級存在解決當(dāng)前專網(wǎng)通信長期存在問題的較大可能性。第一,我國頻譜資源大部分已經(jīng)劃分給了公網(wǎng),這使得能夠劃分給專網(wǎng)的頻譜資源十分有限。

特別是寬帶專網(wǎng)通信對頻譜的需求較大。然而對于具有網(wǎng)絡(luò)專有性的5G專網(wǎng),國家可能會釋放專門的5G專網(wǎng)頻譜。第二,許多垂直行業(yè)如公安、軌道交通、軍隊(duì)等對網(wǎng)絡(luò)通信的要求越來越高,具有覆蓋范圍廣、高帶寬、高保密性等需求,5G專網(wǎng)在這些方面能很好的滿足。另外,雖然寬帶通信在不斷發(fā)展,但網(wǎng)絡(luò)資源頻率在目前是受限的,然而大數(shù)據(jù)時代對于數(shù)據(jù)的需求在不斷增加。在這種情況下,5G大帶寬低時延的優(yōu)點(diǎn)使得5G專網(wǎng)占有優(yōu)勢。

隨5G時代來臨,2020年我國廣東省、湖南省、肇慶市、北京市、蘇州市等各省市5G專網(wǎng)建設(shè)積極性逐步走高,專網(wǎng)體量增長確定性較大。近幾年,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的廣泛應(yīng)用,在公共安全、社會管理、應(yīng)急通信等政府和行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性等多場景情況下,對海量信息接入和傳輸安全性、可靠性、及時性提出了極高的要求。相關(guān)需求在教育、政務(wù)、公安、應(yīng)急管理、電網(wǎng)、高速公路、船舶、鋼鐵石化等行業(yè)主要應(yīng)用中展開試點(diǎn),目前已經(jīng)成為較明確的發(fā)展方向,跟隨“兩化融合”腳步賦能千行百業(yè)。

▲2020年我國整體發(fā)力,進(jìn)行5G專網(wǎng)相關(guān)布局

二、專網(wǎng)建設(shè)運(yùn)營商為主,互聯(lián)網(wǎng)公司為輔

1、5G時代我國專網(wǎng)主要以虛擬專網(wǎng)為主,運(yùn)營商話語權(quán)較大

5G時代專網(wǎng)建設(shè)方法主分為自建獨(dú)立物理5G專網(wǎng)及依靠運(yùn)營商,利用邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)建立虛擬專網(wǎng)兩種。國際上主流為向企業(yè)分配專網(wǎng)頻段并自建專網(wǎng),德國、日本、英國、荷蘭、法國等國家已允許企業(yè)自建5G專用網(wǎng)絡(luò)且為垂直行業(yè)分配了5G專網(wǎng)頻段,企業(yè)只需支付一定的費(fèi)用即可使用;我國主要為依靠運(yùn)營商,利用邊緣計算、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)建立虛擬專網(wǎng),目前運(yùn)營商正積極與各行各業(yè)合作建設(shè)虛擬5G專網(wǎng),三大運(yùn)營商中國移動、中國聯(lián)通、中國電信皆推出自身專網(wǎng)解決方案及發(fā)展路徑。

▲專網(wǎng)同公網(wǎng)共享資源隨組網(wǎng)形式不同而不同

中國移動5G專網(wǎng)建設(shè)布局較早,推出專網(wǎng)平臺,網(wǎng)絡(luò)定制化能力較強(qiáng)。2019年11月18日,中國移動發(fā)布《5G行業(yè)專網(wǎng)研究報告》,根據(jù)無線建網(wǎng)方式差異提出面向行業(yè)客戶的5G M.V.P三類行業(yè)無線專網(wǎng)方案。M混合專網(wǎng)提供高性能、高隔離的解決方案;V虛擬專網(wǎng)提供低成本增強(qiáng)性能的解決方案;P物理專網(wǎng)提供極致性能極致隔離的解決方案;2020年7月22日,中國移動正式發(fā)布5G專網(wǎng)產(chǎn)品、技術(shù)、運(yùn)營三大體系與運(yùn)營平臺,明確5G行業(yè)專網(wǎng)的組網(wǎng)需求、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)端到端的主要技術(shù)需求,幫助行業(yè)客戶快速構(gòu)建安全可靠、性能穩(wěn)定、服務(wù)可視的定制化專屬網(wǎng)絡(luò)。

中國移動專網(wǎng)采取邊緣計算+虛擬組網(wǎng)技術(shù),ToB端同ToC端各自獨(dú)立建設(shè)AMF/SMF/UDM/UPF等單元并進(jìn)行必要的互通,整體共用無線,僅在特定需求場景下建設(shè)基站以提供專用無線資源;共用傳輸網(wǎng)絡(luò),通過SPN軟、硬隔離手段為ToB應(yīng)用按需劃分傳輸資源。

▲中國移動5G行業(yè)專網(wǎng)可以使用公網(wǎng)資源

▲中國移動5G專網(wǎng)邏輯網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與國際主流接軌

具體措施方面,中國移動5G專網(wǎng)規(guī)劃相對細(xì)致。中國移動首先推出5G專網(wǎng)“優(yōu)享、專享、尊享”三種服務(wù)模式,包括邊緣計算、超級上行及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等多項(xiàng)5G專網(wǎng)能力。此外,中國移動還發(fā)布了5G專網(wǎng)運(yùn)營平臺,為行業(yè)客戶提供一站式業(yè)務(wù)全流程服務(wù)。應(yīng)用場景方面,中國移動聚焦港口、礦山、鋼鐵等多個行業(yè),目標(biāo)打造100個集團(tuán)級5G龍頭示范項(xiàng)目和1000個省級特色項(xiàng)目,探索多樣化精品行業(yè)專網(wǎng)服務(wù)。

在支撐體系中,中國移動匯聚各領(lǐng)域?qū)<医M建一支專家隊(duì)伍,通過“一支隊(duì)伍”+“N個行業(yè)專家分隊(duì)”的顧問式支撐模式,聚合網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐、5G技術(shù)、垂直行業(yè)洞察等服務(wù)能力,為客戶提供售前咨詢、方案設(shè)計、技術(shù)定制等服務(wù),全面賦能千行百業(yè)。

▲中國移動專網(wǎng)預(yù)計2021年H2具備商用能力

中國電信在5G專網(wǎng)發(fā)展方面重視技術(shù)驗(yàn)證及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)穩(wěn)定。中國電信于2019年4月攜手華為完成了業(yè)界首個基于5G SA網(wǎng)絡(luò)切片的驗(yàn)證,并開通5G云專線,為不同行業(yè)下游客戶提供更加可靠更低時延的端到端切片行業(yè)云專網(wǎng)。中國電信旨在增強(qiáng)電網(wǎng)與電力用戶間的雙向互動,有效提升在突發(fā)電網(wǎng)負(fù)荷超載的情況下對電網(wǎng)末端小顆粒度負(fù)荷單元的精準(zhǔn)管理能力,進(jìn)而將因停電所造成的經(jīng)濟(jì)、社會影響降至最低。

▲中國電信攜手華為完成業(yè)界首個基于5G SA網(wǎng)絡(luò)切片的驗(yàn)證

中國電信將云網(wǎng)與5G專網(wǎng)結(jié)合,正逐步探索5G專網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域多元化。2019年6月27日,中國電信在上海舉辦行業(yè)客戶5G云網(wǎng)發(fā)布會,發(fā)布了媒體、醫(yī)療、教育、金融、物聯(lián)、視頻六大5G行業(yè)云網(wǎng)方案,推動5G與垂直行業(yè)相結(jié)合的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。其中物聯(lián)方面尤為受到業(yè)內(nèi)關(guān)注,中國電信通過5G、NB、光網(wǎng)融合搭建物聯(lián)專網(wǎng),與互聯(lián)網(wǎng)完全隔離,幫助水務(wù)、消防、車聯(lián)網(wǎng)等客戶應(yīng)用及終端模組間提供數(shù)據(jù)的安全采集和高效傳輸,為客戶提供更便捷地一站式服務(wù)體驗(yàn)。2020年7月3日,中國電信與三一重工簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。中國電信將為三一規(guī)劃建設(shè)以總部為中心,構(gòu)建輻射全國廠區(qū)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)精品云專網(wǎng),同時為三一各個廠區(qū)構(gòu)建5G專網(wǎng),為三一在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展奠定良好的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

▲獨(dú)立組網(wǎng)時延較低

聯(lián)通方面,5G專網(wǎng)擴(kuò)張重點(diǎn)在于拓寬應(yīng)用行業(yè)。公司從2018年開始在新媒體、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、交通、教育、醫(yī)療、文旅等重點(diǎn)行業(yè)與行業(yè)頭部客戶打造典型5G應(yīng)用場景,目前正逐步拓寬5G專網(wǎng)應(yīng)用行業(yè)。中國聯(lián)通在山西霍州龐龐塔煤礦800米的井下,搭建了全國第一張井下5G專網(wǎng),解決了煤礦行業(yè)安全生產(chǎn)的問題。中國聯(lián)通也與湛江鋼鐵案合作,業(yè)務(wù)首先通過基站專用無線通道到達(dá)企業(yè)的5G核心網(wǎng),然后路由到了自己的業(yè)務(wù)服務(wù)器,從而實(shí)現(xiàn)了企業(yè)業(yè)務(wù)和公網(wǎng)業(yè)務(wù)的隔離。

湛江鋼鐵通過投建5G核心網(wǎng)打造了智能化鋼鐵工廠技術(shù)平臺,目前已實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠風(fēng)機(jī)在線檢測與診斷、焦?fàn)t四大車、硅鋼移動操控、機(jī)器人遠(yuǎn)程操控、智能頭盔遠(yuǎn)程指導(dǎo)等應(yīng)用場景的落地。據(jù)人民郵電報數(shù)據(jù)顯示,通過部署5G網(wǎng)絡(luò),湛江鋼鐵車輛自動化率可提升至99%,每年可節(jié)省設(shè)備通信費(fèi)用約460萬,每天可減少員工工作時間約1小時通過5G網(wǎng)絡(luò)。

▲中國聯(lián)通持續(xù)進(jìn)行5G專網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用拓展探索

2、互聯(lián)網(wǎng)公司進(jìn)軍5G專網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域,參與積極度較高

互聯(lián)網(wǎng)公司積極參與5G專網(wǎng)建設(shè)工作,未來或?qū)蔀橹饕α?。?G時代網(wǎng)絡(luò)從通信網(wǎng)轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)網(wǎng)、我國新基建建設(shè)如火如荼,新型工業(yè)化程度加深需求加大的背景下,以阿里巴巴為首的我國互聯(lián)網(wǎng)公司積極投身于5G專網(wǎng)建設(shè)工作中并不斷探索相關(guān)盈利可能性,可能借鑒德國、日本等國家相關(guān)技術(shù),在虛擬專網(wǎng)建設(shè)的情況下輔助特殊機(jī)構(gòu)建立實(shí)體專網(wǎng)。

阿里巴巴同中國移動推動創(chuàng)新型5G專網(wǎng)。2020年3月10日,阿里巴巴下屬達(dá)摩院成立XG實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行5G技術(shù)和應(yīng)用的協(xié)同研發(fā),2020年5月15日,阿里巴巴與中國移動合作建設(shè)的5G智慧園區(qū)專網(wǎng)正式啟用。在杭州移動布設(shè)的5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,XG實(shí)驗(yàn)室通過自研基于5G核心網(wǎng)的EAC(Enterprise Access Controller),實(shí)現(xiàn)5G鑒權(quán)信息與企業(yè)認(rèn)證信息的打通,搭建起安全、智能、靈活擴(kuò)展的5G企業(yè)專網(wǎng),是全新的5G專網(wǎng)安全架構(gòu)體系,大幅提高5G專網(wǎng)的安全性和易用性。員工進(jìn)入園區(qū)可通過授權(quán)移動終端直接訪問內(nèi)網(wǎng),離開園區(qū)后則自動轉(zhuǎn)入公共網(wǎng)絡(luò),完成公網(wǎng)與專網(wǎng)的安全平滑切換。網(wǎng)絡(luò)管理部門還可通過釘釘?shù)绕脚_進(jìn)行5G終端的智能管理。目前該架構(gòu)設(shè)計也將報送3GPP,未來可能成為5G R17全球標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

▲基于5G專網(wǎng)的數(shù)據(jù)園區(qū)融合應(yīng)用場景的發(fā)展方向較確定

騰訊公司主要布局5G生態(tài)建設(shè)。騰訊5G生態(tài)建設(shè)計劃于2019年12月正式啟動,騰訊未來網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建立了我國互聯(lián)網(wǎng)公司首個5G商用實(shí)用網(wǎng),不僅專注于5G網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用如通過入局汽車產(chǎn)業(yè),從平臺、核心技術(shù)、產(chǎn)品服務(wù)等方面打造合作共贏的生態(tài);另一方面也投入力量推動5G網(wǎng)絡(luò)自身的發(fā)展,騰訊目前已在包括3GPP、IETF、5GAA等國際標(biāo)準(zhǔn)組織及國內(nèi)IMT-2020推進(jìn)組、CCSA、CSAE等方面開展5G標(biāo)準(zhǔn)化工作,在主要租住3GPP組織中逐步構(gòu)筑中國互聯(lián)網(wǎng)公司的影響力?;ヂ?lián)網(wǎng)公司和垂直行業(yè)作為5G需求方已開始參與標(biāo)準(zhǔn)制訂,并成為5G產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的新驅(qū)動力。

三、5G專網(wǎng)+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),兩化融合進(jìn)行時

5G R16版本凍結(jié),加速工業(yè)領(lǐng)域智能化發(fā)展。以工業(yè)自動化控制為例,智慧工廠通過閉環(huán)控制完成基本自動化生產(chǎn)動作,同時移動化機(jī)器人越來越多的進(jìn)入廠房內(nèi),為方便機(jī)器人移動,無線化部署方式變得尤為必要。工業(yè)自動化控制一方面要在一個程序執(zhí)行周期內(nèi)接收自動化機(jī)械設(shè)備反饋的信息,并發(fā)出控制指令,站點(diǎn)與產(chǎn)線之間也需要信息指令往來;另一方面,機(jī)械設(shè)備供應(yīng)商目前逐漸轉(zhuǎn)向賣服務(wù),設(shè)備需要保持控制并與外界進(jìn)行廣泛的數(shù)據(jù)融通,超低時延高可靠的數(shù)據(jù)傳輸就變得必不可少。

自動化機(jī)械設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的連接需要超低時延數(shù)據(jù)傳輸,根據(jù)機(jī)械設(shè)備的不同、控制周期的不同,時延要求一般在10ms-100ms之間,而5G R16版本則剛好側(cè)重于URLLC(超可靠低時延通信),工業(yè)自動化指標(biāo)方面適配性強(qiáng),“工業(yè)5G時代”或可加速到來。

▲工業(yè)自動控制對時延、安全性及可靠性指標(biāo)要求較高

5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相輔相成,中國信通院預(yù)計工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)經(jīng)濟(jì)增加值有望借助5G增速保持45%以上。5G是驅(qū)動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵使能技術(shù)之一,而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也是加快5G商用規(guī)模部署的重要突破口之一,二者相輔相成、共同發(fā)展。5G具有低時延、高可靠、廣覆蓋等特點(diǎn),可滿足工業(yè)智能化發(fā)展需求,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與5G協(xié)同發(fā)展恰逢其時。據(jù)中國信通院數(shù)據(jù)顯示,雖然當(dāng)前工業(yè)通信連接中無線連接占比僅10%,但在未來幾年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中5G應(yīng)用有望進(jìn)入高速發(fā)展期。

據(jù)中國信息通信研究院數(shù)據(jù),2018年、2019年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增加值總體規(guī)模分別為1.42萬億、2.13萬億,同比實(shí)際增長分別為55.7%、47.3%,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合帶動的經(jīng)濟(jì)影響迅速擴(kuò)張,2019年融合帶動的經(jīng)濟(jì)影響占總體74.85%。預(yù)計2020年,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)總體規(guī)模約為3.1萬億元,同比實(shí)際增長約為47.9%,其中融合帶動的經(jīng)濟(jì)影響占總體可達(dá)79.20%。未來,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有望借助5G高速發(fā)展態(tài)勢,成為國民經(jīng)濟(jì)中增長最為活躍的領(lǐng)域之一。

▲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長速率預(yù)計在45%以上

5G引領(lǐng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)融合,助力我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。隨著5G技術(shù)的逐漸成熟,以5G為主的多種無線技術(shù)越發(fā)廣泛地應(yīng)用于工廠內(nèi)網(wǎng)改造,也可更多應(yīng)用于對一二三產(chǎn)業(yè)的助力發(fā)展,尤其是第二產(chǎn)業(yè),一方面強(qiáng)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的數(shù)字化功能,另一方面創(chuàng)新融合技術(shù)下催生了新型產(chǎn)品,如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、工業(yè)邊緣計算等有望成為未來關(guān)鍵新興產(chǎn)業(yè)。

以中國信息通信研究院2018年測算數(shù)據(jù)為例,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合帶動的第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模分別為131億元、6630億元、3044億元,對第二產(chǎn)業(yè)的帶動規(guī)模是第一產(chǎn)業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)綜合的兩倍。2018年、2019年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合帶動的經(jīng)濟(jì)影響規(guī)模分別為9808億元、1.60萬億元,同比分別增長95.7%、62.7%。預(yù)計至2020年末,我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合帶動的經(jīng)濟(jì)影響規(guī)??蛇_(dá)2.49萬億元,同比增長55.8%。縱觀2017-2020年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展期間,產(chǎn)業(yè)融合帶動的經(jīng)濟(jì)影響規(guī)模增長近4倍,年復(fù)合增長率達(dá)70.5%。融合帶動部分在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的占比由59.8%上升至79.2%。

▲工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)融合部分占比逐年攀升

5G加速工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景開發(fā),“工業(yè)5G時代”未來可期。5G R16版本可支持1微秒同步精度、0.5~1毫秒空口時延、“6個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)的端到端時延,具有更高的可靠性,提供支持工業(yè)級時間敏感(TSN)。而這些可以有效地滿足如工業(yè)AR/VR、工業(yè)視覺檢測、工業(yè)云端機(jī)器人等工業(yè)場景的通信需求。

除“運(yùn)動控制時延達(dá)到納秒級”等個別指標(biāo)還達(dá)不到要求外,5G性能已經(jīng)可以滿足絕大多數(shù)工業(yè)場景,如5G+超高清視頻目前已進(jìn)入應(yīng)用成熟期,預(yù)計將第一批作為5G工業(yè)專網(wǎng)場景進(jìn)行應(yīng)用;5G+云端機(jī)器人及5G+遠(yuǎn)程控制雖然時延及可靠性層面在理論層面已經(jīng)可行,但實(shí)際應(yīng)用仍處于探索期,仍有待進(jìn)一步測試驗(yàn)證。

▲2021-2022年5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用端發(fā)展?jié)摿^大

我國企業(yè)兩化融合發(fā)展趨勢持續(xù)向好,單項(xiàng)覆蓋階段企業(yè)成為國家兩化融合跨越“綜合集成”困境的主力軍。國家推進(jìn)兩化融合措施已實(shí)施多年,目前我國兩化融合發(fā)展進(jìn)程正逐步加深,兩化融合成效愈發(fā)顯著,企業(yè)整體向中高級兩化融合階段加速邁進(jìn),深入推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合是我國應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革做出的歷史抉擇,也是統(tǒng)攬“制造強(qiáng)國”和“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”建設(shè)的必然選擇。

據(jù)全國兩化融合服務(wù)平臺數(shù)據(jù),至2018年,單項(xiàng)覆蓋階段、集成提升以上階段企業(yè)比例較2012年增加了一倍以上,而處于起步建設(shè)階段的企業(yè)比例則不到2012年的半數(shù)。整體看,2018年,我國企業(yè)兩化融合向中高級階段發(fā)展的基礎(chǔ)持續(xù)夯實(shí),兩化融合階段發(fā)展成效顯著,“綜合集成”跨越取得新突破,目前已具備開展信息化環(huán)境下的業(yè)務(wù)集成運(yùn)作的良好條件。單項(xiàng)覆蓋階段企業(yè)正向集成提升階段邁進(jìn),是突破“綜合集成”跨越困境的主力軍。

▲我國兩化融合發(fā)展進(jìn)程逐步加深

行業(yè)看,成熟行業(yè)改造難度小,兩化程度高;電力、電子和家電等兩化融合水平較高的行業(yè),由于制造技術(shù)、信息技術(shù)、管理技術(shù)和知識積累較為成熟,且具有應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺能力優(yōu)勢和成本優(yōu)勢,總體升級改造難度小,兩化水平相對較高。未來需求上,高兩化融合水平行業(yè)正向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展階段邁進(jìn)。

▲電力、電子及家電等行業(yè)為目前兩化水平較高的行業(yè)

區(qū)域看,東南沿海省市經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)先,兩化發(fā)展水平領(lǐng)先。據(jù)全國兩化融合服務(wù)平臺2020年1期最新數(shù)據(jù),全國兩化水平指數(shù)為54.5,而江蘇省、山東省、浙江省、上海市、北京市等十個省市均在平均水平以上,主體集中在東南沿海地區(qū)。江蘇省整體兩化融合水平為國內(nèi)最高,達(dá)61.4,山東省緊隨其后,兩化融合水平達(dá)61.1。

▲東部沿海地區(qū)兩化融合水平較高

細(xì)分領(lǐng)域方面,5G可為中國工業(yè)機(jī)器人市場帶來一定程度增長。據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù),在全球機(jī)器人市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的背景下,我國工業(yè)機(jī)器人連續(xù)七年蟬聯(lián)全球第一大應(yīng)用市場,雖然2019年,工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模受下游汽車、電子電氣等行業(yè)景氣度下滑的影響,目前短期市場規(guī)模增速有所回落,但總體市場規(guī)模仍然呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢。

未來在我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及5G商用帶來制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級背景下,工業(yè)機(jī)器人市場需求將持續(xù)保持強(qiáng)勁勢頭。據(jù)中國三大運(yùn)營商計劃,2020年將實(shí)現(xiàn)5G商用,5G低時延高可靠性將助力工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展,未來工業(yè)機(jī)器人行業(yè)規(guī)模增速將有所提升,預(yù)計2022年,工業(yè)機(jī)器人市場規(guī)??蛇_(dá)到552.3億元。

▲5G為中國工業(yè)機(jī)器人市場帶來增長

5G云化AGV已在中興通訊長沙研發(fā)生產(chǎn)基地的生產(chǎn)線試點(diǎn)成功。5G云化AGV項(xiàng)目之初,云化AGV采用激光導(dǎo)航代替侵入式部署的導(dǎo)航方式,而目前采用未標(biāo)記場景的圖像信息融合慣性測量單元傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行全局定位和地圖構(gòu)建的技術(shù)已經(jīng)較為成熟,用更低成本的視覺實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航。實(shí)現(xiàn)AGV云化控制相當(dāng)于部署在工業(yè)企業(yè)內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)側(cè)的工業(yè)邊緣云MEC將AGV作為無線傳感器與執(zhí)行器進(jìn)行控制,這一控制方式對于數(shù)據(jù)鏈路的可靠性以及帶寬具有十分苛刻的要求,5G的發(fā)展對于智能工廠的智能化進(jìn)程起到了關(guān)鍵性作用。

隨著5G和邊緣計算的部署,機(jī)器人端到基站的延遲可以達(dá)到毫秒級,使得5G的網(wǎng)絡(luò)邊緣可以很好地支持AGV的實(shí)時應(yīng)用,大大縮短從終端到接入網(wǎng)的時間,將工業(yè)應(yīng)用放到邊緣端,加入更多的計算能力,助力AGV規(guī)?;渴穑蠓嵘髽I(yè)的生產(chǎn)效率和管理水平,節(jié)省人力成本。

▲中興智能工廠5G應(yīng)用涉及面較廣

漢堡港5G應(yīng)用助力城市發(fā)展。德國漢堡港占地8000公頃,2018年,漢堡海港局在德國漢堡港的真實(shí)工業(yè)中測試了5G技術(shù)。隨后漢堡港在實(shí)際應(yīng)用案例解決方案中引入網(wǎng)絡(luò)切片功能,所有切片都使用相同的5G無線基礎(chǔ)設(shè)施;引入MEC,在距離用戶最近的位置提供業(yè)務(wù)本地化和邊緣業(yè)務(wù)移動性能力;引入5G無線雙連接功能,同時建立連接兩個獨(dú)立基站的鏈路來保障海量傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴D壳皾h堡港已經(jīng)可以用一個屏幕就控制整個漢堡港。

港口區(qū)域的交通燈系統(tǒng)通過移動通信進(jìn)行控制,并且實(shí)時收集和處理環(huán)境數(shù)據(jù),控制車流和船流的通過。虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序能夠立體地檢測進(jìn)出港船只航道情況,更好地監(jiān)控潛在的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,提高安全性和通航能力。5G可使移動網(wǎng)絡(luò)在安全性、可靠性和速度上大幅提升,不僅提升漢堡港的運(yùn)營效率,還將促進(jìn)整個漢堡市的發(fā)展。

▲德國漢堡港5G應(yīng)用為目前較成熟的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)示例

四、政策推動5G融合專網(wǎng),民航通信中5G專網(wǎng)應(yīng)用眾多

中國民航業(yè)快速發(fā)展。一直以來我國都十分重視民航業(yè),從機(jī)場建設(shè)規(guī)劃、航空網(wǎng)絡(luò)布局、航空運(yùn)輸服務(wù)等多方面全面推進(jìn)我國民航業(yè)的發(fā)展。2018年中國民航局發(fā)布《新時代民航強(qiáng)國建設(shè)行動綱要》,提出民航強(qiáng)國8大主要任務(wù)。

2019年國務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》明確了民航在交通強(qiáng)國建設(shè)各領(lǐng)域的重點(diǎn)任務(wù),指引民航加快質(zhì)量、效率和動力變革,建設(shè)民航強(qiáng)國。國家多個政策都明確了民航業(yè)的重要地位。中國民航局?jǐn)?shù)據(jù)顯示2013-2019年,我國定期航班條線、機(jī)場旅客吞吐量都在逐年增長。2019年,我國定期航班條線已經(jīng)達(dá)到5521條,同比增長11.65%;全年旅客吞吐量超過13億人次,同比增長6.87%。我國航班數(shù)量和旅客吞吐數(shù)量的增加體現(xiàn)出人們的航空需求量在不斷增多,民航業(yè)增長空間廣闊。

▲2013-2019年中國定期航班數(shù)量逐年增長

▲2013-2019年中國民航旅客吞吐量逐年增長

5G專網(wǎng)應(yīng)用于民航通信可以保障機(jī)場運(yùn)行安全。增長的航班量和旅客吞吐量在帶來航空業(yè)的快速發(fā)展的同時,也觸及到了空中、地面資源保障能力的“天花板”,使得機(jī)場在航班正常率、安全保障、服務(wù)智能便捷化等方面面臨挑戰(zhàn)。解決這些問題更為強(qiáng)大的信息化支撐,對通信系統(tǒng)的要求更高。對當(dāng)前專網(wǎng)通信進(jìn)行改進(jìn)是需要的。5G融合專網(wǎng)可以將機(jī)場所有的應(yīng)用連接進(jìn)行綜合管理,解決機(jī)場多業(yè)務(wù)需求,實(shí)現(xiàn)可管、可控、可視化,并且可以彌補(bǔ)目前機(jī)場通信網(wǎng)絡(luò)存在的一些問題。

從航班正常率方面,中國航信A-CDM(機(jī)場協(xié)同決策)系統(tǒng)在越來越多的機(jī)場投產(chǎn)運(yùn)行,通過包括大數(shù)據(jù)在內(nèi)的信息系統(tǒng)應(yīng)用,使機(jī)場與空管、航空公司等多方建立信息共享、協(xié)同管理的工作機(jī)制,從而提高飛機(jī)放行效率,提升機(jī)場運(yùn)行品質(zhì)。5G專網(wǎng)高速率、高覆蓋范圍的優(yōu)點(diǎn)和5G融合專網(wǎng)連接所有應(yīng)用的特點(diǎn)可以為多方協(xié)同管理帶來便利。同時對于安全保障這一方面,從進(jìn)行視頻采集來說,雖然寬帶無線LTE專網(wǎng)也可以提供視頻服務(wù),但由于LTE網(wǎng)絡(luò)資源頻率受限,上傳速率無法保證多個攝像頭同時采集1080P分辨率的高清圖像,缺乏高清的動態(tài)監(jiān)控和AI視頻分析能力。而5G的大帶寬高速率特性,可以提供高清的視頻分析功能,在機(jī)場運(yùn)行、空防和應(yīng)急救援等方面的安全技術(shù)帶來幫助。

國家政策支持5G專網(wǎng)在民航通信中的應(yīng)用。2020年1月民航局發(fā)布《四型機(jī)場建設(shè)行動綱要》,提到加快推進(jìn)新一代移動通信系統(tǒng)建設(shè)及多網(wǎng)融合,提供廣覆蓋、低時延、高可靠、大帶寬的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)。民航局對于新型網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)的要求凸顯了將機(jī)場當(dāng)前通信專網(wǎng)和5G專網(wǎng)融合的重要性。

四型機(jī)場是以“平安、綠色、智慧、人文”為核心。其中智慧機(jī)場要求統(tǒng)籌規(guī)劃信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化;統(tǒng)籌內(nèi)部各信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全場一張網(wǎng),數(shù)據(jù)全貫通。推進(jìn)數(shù)據(jù)共享與協(xié)同,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化;推進(jìn)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用,綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù),收集、 融合、統(tǒng)計和分析各類數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)機(jī)場智慧化運(yùn)行。5G專網(wǎng)覆蓋范圍廣,大寬帶,與云計算等新技術(shù)關(guān)聯(lián)高等特點(diǎn)為智慧機(jī)場的建設(shè)要求和實(shí)現(xiàn)起到推動作用。

▲5G時代大背景下機(jī)場建設(shè)指標(biāo)中專網(wǎng)通信作用較大

目前機(jī)場主要存在三種通信專網(wǎng),但都面臨著一些挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)機(jī)場主要的通信網(wǎng)絡(luò)有三種:模擬集群通信、窄帶集群通信和寬帶數(shù)字集群通信。三種通信網(wǎng)絡(luò)共同為機(jī)場各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)保障。然而隨著航空業(yè)和網(wǎng)絡(luò)通信的不斷發(fā)展,現(xiàn)有的民航通信專網(wǎng)都面臨著一些挑戰(zhàn)。

模擬集群通信存在頻率低、速率低、保密性差容易被竊聽、能提供的業(yè)務(wù)種類受限、移動設(shè)備體積大等缺點(diǎn)。窄帶集群通信帶寬窄,傳輸速率低,無法提供視頻服務(wù),在數(shù)據(jù)傳輸和多媒體業(yè)務(wù)支持方面都能力比較欠缺。無法應(yīng)對機(jī)場地面出現(xiàn)要求多,場景復(fù)雜的情況,并且難以滿足對大數(shù)據(jù)的傳送需求,如高精度車輛與人員定位、無線視頻監(jiān)控等。

而寬帶數(shù)字集群通信雖然可以綜合調(diào)度語音、數(shù)據(jù)和視頻,但在當(dāng)今這個大數(shù)據(jù)的時代,則面臨升級所需頻譜資源受限、無法將物物互聯(lián)互通的問題。并且機(jī)場日益增多的業(yè)務(wù)需求和大容量、高帶寬的通信需求,需要大量的專網(wǎng)頻譜和覆蓋范圍極廣的通信信號(如機(jī)場航站樓工作區(qū)域、停機(jī)坪、跑道、滑行道和其他需要覆蓋區(qū)域)。

▲目前國內(nèi)機(jī)場主要有3個通信網(wǎng)絡(luò)

5G專網(wǎng)與民航通信的結(jié)合將帶來眾多應(yīng)用場景。隨著5G時代的到來,大寬帶集群通信將逐漸成為最佳選擇,因此需要將5G技術(shù)融入到機(jī)場現(xiàn)有寬窄帶通信網(wǎng)絡(luò)中,實(shí)現(xiàn)“寬窄一體、平滑演進(jìn)”。5G專網(wǎng)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)專網(wǎng)互聯(lián)互通,保證網(wǎng)絡(luò)平滑過渡升級,并基于5G專網(wǎng)將機(jī)場內(nèi)所用應(yīng)用連接起來,實(shí)現(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)多業(yè)務(wù)融合。從而提高機(jī)場運(yùn)行效率,為旅客提供良好的服務(wù),更能促進(jìn)民航業(yè)快速發(fā)展。5G專網(wǎng)的應(yīng)用場景眾多。

比如,5G專網(wǎng)可以使得機(jī)場內(nèi)所有語音、數(shù)據(jù)、多媒體都可以互聯(lián)互通,工作人員的工作變得數(shù)字化、可視化、自動化和智能化;5G專網(wǎng)通信可以提供高清視頻監(jiān)控并實(shí)時傳送到指揮中心,實(shí)現(xiàn)端側(cè)、云側(cè)AI分析,保障機(jī)場運(yùn)行安全。在航站樓業(yè)務(wù)中可以為旅客提供動態(tài)行李位置;在站坪業(yè)務(wù)可以將采集到的高清視頻傳輸給控制中心,實(shí)現(xiàn)行人車輛越界侵入監(jiān)測和作業(yè)人員違章監(jiān)測;在地勤業(yè)務(wù)中可以在車輛端視頻監(jiān)控預(yù)防車輛碰撞;結(jié)合A-CDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)場工作人員和車輛等資源的智能調(diào)度,大幅度提高機(jī)場運(yùn)行效率,有效降低管理成本;邊緣計算是5G核心技術(shù)之一,5G專網(wǎng)的應(yīng)用可以加快機(jī)場邊緣計算服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

五、石油通信+5G專網(wǎng),傳統(tǒng)行業(yè)智能化升級勢在必行

中國5G專網(wǎng)的部署速度正在追趕世界前列。工業(yè)大國德國是5G專網(wǎng)建設(shè)的領(lǐng)先者,截至2020年6月,50家德國企業(yè)獲得了5G專網(wǎng)許可;中國移動率先提出了運(yùn)營商5G行業(yè)專網(wǎng)的概念,將5G企業(yè)專網(wǎng)分為物理專網(wǎng)與虛擬專網(wǎng),但目前仍沒有成熟的5G專網(wǎng)商業(yè)模式。

▲韓國及德國5G專網(wǎng)布局時間較早

目前全球的專網(wǎng)通信有著三大標(biāo)準(zhǔn),分別是中國的PDT和歐洲的TETRA、DMR,美國擁有自己的標(biāo)準(zhǔn)P25。專網(wǎng)通信主要服務(wù)于特定部門或群體的通信網(wǎng)絡(luò),而公網(wǎng)主要服務(wù)于社會公眾用戶的通信網(wǎng)絡(luò),兩者具有本質(zhì)區(qū)別,彼此無法替代,又相互補(bǔ)充,近幾年,隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的廣泛應(yīng)用,在公共安全、社會管理、應(yīng)急通信等政府和行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性等多場景情況下,對海量信息接入和傳輸?shù)陌踩?、可靠性、及時性提出了極高的要求。

▲專網(wǎng)通信市場規(guī)模擴(kuò)大

5G將在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域創(chuàng)建多種應(yīng)用場景。根據(jù)國家統(tǒng)計局公布的數(shù)據(jù),2019年城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員平均工資實(shí)現(xiàn)9.81%的增長,同時勞動力數(shù)量下降幅度擴(kuò)大,勞動力成本在逐年提高??梢灶A(yù)計隨著人口老齡化的突顯,人工成本增加趨勢明確。工業(yè)制造廠商試圖用人工智能代替人力,在多種工作場景降低生產(chǎn)成本,5G網(wǎng)絡(luò)的商用無疑推動了與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。

▲勞動力數(shù)量有下降趨勢

▲勞動力成本逐年上漲

油氣儲量的上漲更加依賴技術(shù)手段應(yīng)用。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示,在石油行業(yè)信息化建設(shè)的背景下,2018年我國石油信息化行業(yè)投資規(guī)模達(dá)361.9億元人民幣,實(shí)現(xiàn)9.8%的年復(fù)合增長率。隨著油氣開采難度的逐漸提升,智能化油田建設(shè)將成為石油行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

▲全國油氣礦產(chǎn)勘查投資呈上升趨勢

▲油氣儲量將持續(xù)保持增長的態(tài)勢

信息化技術(shù)目前已被石油企業(yè)用于多個領(lǐng)域。根據(jù)埃森哲對全球不同地區(qū)和規(guī)模的油氣企業(yè)調(diào)查,從預(yù)期投資回報率的角度看,在3分表示客觀的投資回報率的前提下,數(shù)字分析技術(shù)在油氣公司中的應(yīng)用會超過預(yù)期;從技術(shù)成熟度的角度看,車隊(duì)及船隊(duì)管理的技術(shù)發(fā)展和部署進(jìn)度處于領(lǐng)先位置,自動化生物資產(chǎn)優(yōu)化和現(xiàn)場制造技術(shù)應(yīng)用滯后;從企業(yè)準(zhǔn)備現(xiàn)狀來看,多數(shù)企業(yè)對技術(shù)在石油行業(yè)的應(yīng)用持樂觀態(tài)度。

▲企業(yè)期待成熟技術(shù)在石油行業(yè)的應(yīng)用

專網(wǎng)通信在我國應(yīng)用領(lǐng)域較少,未來發(fā)展空間廣闊。我國通信專網(wǎng)目前的應(yīng)用仍局限于部分行業(yè),與世界范圍的領(lǐng)先國家存在差距。隨著云計算、人工智能等新技術(shù)的成熟,我們認(rèn)為5G專網(wǎng)也將賦能多種對安全性要求高的行業(yè)。由于石油行業(yè)對保密性的要求較高,且產(chǎn)業(yè)鏈中人力耗費(fèi)較大,我們認(rèn)為在專網(wǎng)通信方面的市場空間存在擴(kuò)大趨勢。

▲公共安全為全球?qū)>W(wǎng)通信主要應(yīng)用場景

▲我國專網(wǎng)通信主要應(yīng)用于政府及公共安全板塊

在防爆要求高的油氣采收環(huán)節(jié)中,高質(zhì)量的語音、數(shù)據(jù)、視頻需要通過專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。在采收作業(yè)過程中,往往存在由于偏遠(yuǎn)地區(qū)公網(wǎng)通信信號質(zhì)量差造成的掉線、通信不暢等現(xiàn)象,通過在開采區(qū)域配置多個基站可以完善信號覆蓋,同時專網(wǎng)可以有效保障通話質(zhì)量。

在石油運(yùn)輸過程及存儲環(huán)節(jié),專網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控與快速回傳。由于油庫地理位置偏僻,從油庫輸送到各地加油站的過程自然障礙較多且公網(wǎng)覆蓋信號差。在日常管道檢查、工作狀態(tài)監(jiān)控、實(shí)時信息收集方面,布設(shè)5G專網(wǎng)可以保證巡檢人員的實(shí)時通信,方便應(yīng)對故障等緊急情況的出現(xiàn)。由于油庫區(qū)油罐數(shù)量眾多,常因?yàn)橄嗷フ趽鯇?dǎo)致信號傳輸受阻。此外,分布在山區(qū)的油庫難以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)通信。5G專網(wǎng)搭建后,在小型區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)防爆對講機(jī)的安全通話;在大型區(qū)域內(nèi),通過搭建中轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)與外界的順暢通信。

在勘探鉆測環(huán)節(jié),專網(wǎng)的使用可以實(shí)現(xiàn)速度與效率的雙提升。在陸地石油開采方面,云計算在石油領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用。2019年2月??松梨谂c微軟建立合作伙伴關(guān)系,通過微軟的平臺改善上游生產(chǎn)活動:從油井中收集數(shù)據(jù),利用人工智能優(yōu)化油井性能,并通過分析數(shù)據(jù)控制運(yùn)營成本、降低設(shè)備耗損。在海洋石油開采方面,人工智能將大量縮短尋找時間。在近海區(qū)域?qū)ふ沂秃馁M(fèi)昂貴同時耗時漫長,而人工智能程序?qū)O大縮短時間、提高效率,并能獲知更可靠和相對準(zhǔn)確的開發(fā)和生產(chǎn)預(yù)測規(guī)模。

5G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和及時性應(yīng)用在廠區(qū)通信管理方面,將助推石油通信的自動化和實(shí)時控制水平的歷史性跨越。在遠(yuǎn)程監(jiān)控方面,生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)和高清監(jiān)控視頻可以通過高穩(wěn)定性的5G網(wǎng)絡(luò)在短時間內(nèi)傳到控制中心,實(shí)時掌握現(xiàn)場情況成為可能,未來甚至可以實(shí)現(xiàn)PC端監(jiān)控到移動端的轉(zhuǎn)變;在遠(yuǎn)程指揮方面,受益于信息交互和響應(yīng)速度的提升,無人機(jī)巡檢和遠(yuǎn)程控制可以對單井、管線、電力線、基站的生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)操控,實(shí)現(xiàn)無人值守,減少工作量。

5G專網(wǎng)解決有線光纜的需求痛點(diǎn)。有線光纜的傳輸方式造成油田的建設(shè)成本和施工安全風(fēng)險高,而且受制于地理環(huán)境的限制,有線光纜可能無法實(shí)現(xiàn)有效傳輸。高帶寬、容量大、時延低的5G網(wǎng)絡(luò)可以保證油氣生產(chǎn)、工程建設(shè)、煉油化工等方面對效率的需求,同時采用專用頻段和時隙可以增加油田專網(wǎng)的安全性和保密性。

專網(wǎng)是為特定用戶提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)的專用網(wǎng)絡(luò),公網(wǎng)與專網(wǎng)的區(qū)別主要在于公網(wǎng)為社會大眾服務(wù),而專網(wǎng)為特定對象服務(wù)。早在2/3/4G時代,專網(wǎng)的概念就有了。5G網(wǎng)絡(luò)有三大特點(diǎn):高帶寬、低延遲、多接入,但很多時候,企業(yè)并不是同時需要這些業(yè)務(wù)特性。另外,有的企業(yè)希望可以獲得對5G網(wǎng)絡(luò)的所有控制權(quán)、高度的可靠性、安全性、隱私性等,公網(wǎng)無法完全滿足這些特定需求。5G專網(wǎng)提供了企業(yè)定制化網(wǎng)絡(luò)的自由度,可以根據(jù)使用場所、工作類型提供不同的配置,在隱私和安全方面都有明顯的優(yōu)勢。
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