打入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，5G需要99.9999%的確定性

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）在商用移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，基本遵循著盡力而為的設(shè)計(jì)思路，所以我們?nèi)粘Ｉ钪械?G服務(wù)往往體驗(yàn)不一。但對(duì)于一些企業(yè)專線來說，不僅帶寬需要保障，安全可靠、專業(yè)服務(wù)等也同樣需要得到保障。而這樣的確定性在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中尤為重要，所以才有了TSN標(biāo)準(zhǔn)，5G網(wǎng)絡(luò)為了打入工業(yè)領(lǐng)域，也開始在確定性網(wǎng)絡(luò)上打磨。

5G融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)

現(xiàn)如今工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，占據(jù)主導(dǎo)的依然是以太網(wǎng)、工業(yè)總線之類的工控協(xié)議，同時(shí)也已經(jīng)引入了Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee、UWB之類的無線通信方式。將5G融入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)無疑會(huì)使接入方式更加多樣，但與此同時(shí)也要適配不同的工控協(xié)議，整合多種接入的制式，這樣才能實(shí)現(xiàn)與存量工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的共存與融合。

這在復(fù)雜閉環(huán)控制系統(tǒng)中尤為重要，PLC、傳感器和電機(jī)之間實(shí)現(xiàn)的高精度運(yùn)動(dòng)控制很可能會(huì)采用不同的通信方式和協(xié)議，編碼器等傳感器采集數(shù)據(jù)時(shí)也可能會(huì)采用不同的通信模式，5G在接入這套系統(tǒng)中，就必須考慮兼容和納管的問題。

再者就是我們上面提到的確定性問題，其中包括時(shí)延抖動(dòng)的穩(wěn)定性、通信可靠性和安全性等等，這些定義了“質(zhì)量”和“精度”的確定性要求，將直接影響工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)環(huán)境中帶來的品質(zhì)和安全。

工業(yè)以太網(wǎng)和總線在這塊已經(jīng)耕耘很久了，而5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要想做到這樣的確定性還需繼續(xù)加大投入。比如對(duì)于PLC來說需要做到10ms的延時(shí)和99.9999%的可靠性，而目前大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)只能做到20ms和99.99%，商用來說已經(jīng)足夠，但部署在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍然不夠。

5G確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

正因如此，國內(nèi)三大運(yùn)營商和華為、中興等廠商也在極力推動(dòng)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的試點(diǎn)，全力搭建5G確定性工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。在巴塞羅那MWC展會(huì)上，中國聯(lián)通與中興通信聯(lián)合發(fā)布了5G-A確定性工業(yè)在美的廚熱智能工廠中的實(shí)踐成果，通過開展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)，驗(yàn)證了工業(yè)現(xiàn)場的本地業(yè)務(wù)處理以及超低時(shí)延的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

中興甚至在南京降建造了一個(gè)“用5G制造5G”的5G智能制造基地，利用安全、可靠且高速低時(shí)延的5G專網(wǎng)，將5G云化AGV、5G云化PLC、5G機(jī)器視覺、5G巡檢機(jī)器人和數(shù)字孿生等創(chuàng)新應(yīng)用都植入了生產(chǎn)流程中，實(shí)現(xiàn)5G自主生產(chǎn)。根據(jù)中興通信給出的數(shù)據(jù)，該制造基地在生產(chǎn)效率上實(shí)現(xiàn)了近乎翻倍的成績，同時(shí)也降低了出現(xiàn)生產(chǎn)紕漏的概率和生產(chǎn)能耗。

再從中國聯(lián)通發(fā)布的《5G/5G-A確定性網(wǎng)絡(luò)賦能垂直行業(yè)》白皮書來看，隨著產(chǎn)業(yè)逐漸邁向新的5G標(biāo)準(zhǔn)化，再結(jié)合URLLC+TSN、感知加強(qiáng)、5G LAN等技術(shù)，5G-A確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)會(huì)扮演更加重要的角色。諸如低功耗高精度的定位和測距應(yīng)用，多模感知的通信服務(wù)等，也都會(huì)成為5G確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的Killer App。

小結(jié)

其實(shí)在經(jīng)歷過疫情之后，各行業(yè)都已經(jīng)發(fā)現(xiàn)黑燈工廠存在著不小的需求，而5G對(duì)于實(shí)現(xiàn)全無人化有著天生的優(yōu)勢，但要想集成到復(fù)雜工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的IT和OT環(huán)境中去，現(xiàn)有的表現(xiàn)仍然有些捉襟見肘。

即便如此，運(yùn)營商、芯片與設(shè)備廠商也應(yīng)該在加強(qiáng)5G確定性的同時(shí)，盡快開展相關(guān)的試點(diǎn)計(jì)劃，因?yàn)榇_定性網(wǎng)絡(luò)從規(guī)劃、試點(diǎn)到商用和應(yīng)用方案的流程耗時(shí)更長，早做準(zhǔn)備就能在5G-A網(wǎng)絡(luò)落地之際，就能盡快開展5G確定性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)筑。