2021年7月12日,工信部等十部委联合发布了《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》,对15个行业等相关应用提出了明确的发展规划。《行动计划》实施一年后,5G在工业、医疗、教育、交通等多个行业领域发挥赋能效应,形成多个具备商业价值的典型应用场景,已覆盖国民经济97个大类中的40个,5G应用案例累计超过2万个。

目前,5G已在全国200余家智慧矿山、1000余家智慧工厂、180余个智慧电网、89个港口、超过600个三甲医院项目中得到广泛应用。5G行业虚拟专网由去年7月的1655个提升至6518个,增长近3倍。

5G to B:驶入“快车道”

5月17日,在2022年世界电信和信息社会日大会上,中国信通院副院长王志勤表示,在扬帆行动展开以来,5G行业应用发展驶入“快车道”,先导应用开始规模复制。

2021年,第四届绽放杯收集项目数量达到1.2万个,覆盖了10多个行业,其中,包括工业互联网、医疗、智慧交通、金融、智慧城市和园区等。

5G商业化落地以及可规模化复制的项目超过了50%,很多行业实现了从0—1的突破,尤其是在矿山、钢铁、电力和港口等先导领域,很多重要的场景可以规模化复制。

大数据云计算、人工智能等技术使用率超过了40%,特别是针对一些行业应用,虚拟专网、上行增强和5G LAN业务需求旺盛,尤其是定位技术需求突出,达到58%。

在工业制造环节,超过70%的制造类参赛项目使用了5G网关,超过42%使用了AGV设备。除此之外,5G CPE仍是各行业普遍采用的5G连接方式,摄像头和相机在大部分行业中使用需求和使用率都超过了50%。

5G加速推动数字经济发展

在2022中国数字经济创新发展大会高峰论坛上,王志勤表示,数字经济加速向结构更加优化的方向演进,其中,产业数字化占比逐步提升到约82%,产业数字化对数字经济发展的主引擎作用进一步显现。

根据中国信通院数据,2021年我国5G直接带动经济总产出达到1.3万亿元,同比2020年增长30%以上,但它真正要释放对经济的活力和影响力,还存在几个方面的挑战:

(1)从成本方面看,现在基于行业应用的5G模组,价格比较贵,在300~500元价位,行业应用收费模式上还偏向于To C。在整个支撑体系中,需要打通IT、OT和CT,形成一体化生态;

(2)在使用5G新一代综合数据化解决方案之后,部分行业客户对保证数据的安全性,网络的稳定性和可靠性,以及是否可以进行掌控网络资源和数据资源,还有顾虑;

(3)从供给侧角度看,5G自身的技术和产业,仍然还需要进一步演进,用以满足行业需求,特别是包括上行速率、定位、低时延等等。

5G:标准、技术、产业渐次导入

目前,现网商用主要基于5G R15技术规范,R16在R15能力基础之上,进一步面向工业IoT场景提高时延的敏感性,进一步优化业务质量;R17在定时精度方面进一步延伸;R18则更加丰富场景以及能力。

在R16阶段,uRLLC低时延、高可靠的能力进一步提升,在R15的基础之上,R16满足一些场景,比如电力差分控制,对精准化和时延有更高要求;在工业控制环节,对可靠性和精准同步、抗抖动要求更高。

在安全方面,R16在R15安全机制的基础上演进到面向行业应用,具备更加内生的、完善的安全体制。其中,R15提供了基础的安全机制和功能,R16/17进一步完善,特别是R16针对安全构建了相对优化的体系。主要包括:(1)安全设计面向应用场景,包括针对物联网和uRLLC场景进行了业务应用场景的安全设计;(2)针对5G新引入的技术,比如,切片技术和无线局域网也设计了针对性的安全方案;(3)向第三方开放业务安全能力等等;(4)针对5G自身安全,包括网络架构和基础机制方面提出了更高要求的考虑;(5)分级化的模式适应多样化物联网和行业的需求。R17的安全在场景上有所扩展,比如无人机和广播等等新场景也有新的机制,针对行业需求形成更具有针对性的解决方案和机制。

在发展过程中,运营商在已有R15网络上引入R16,资源配置需要进一步的考虑,比如,R16在帧结构和一些时隙配置方面相对独立。其实,5G规模商用最为重要的一点是——拉通产业链。在5G商业化发展过程中,需要网络和芯片厂家在路标上达成共识,协同推进R16的商用。

针对5G LAN,在R15时期,由于5G网络依靠IP寻址的三层协议,不直接支撑二层协议,需要增加设备。R16进一步支持5G  LAN功能引入,可以使5G直接进入到工厂内网,不需要新增设备,同时支持用户移动性、细分子网,以及基于子网的管理能力,实现极简网络和灵活的配置,跟工业网络之间形成融合。

在Rel-17中,引入简化版本的RedCap。业界认为,现有一些行业场景中5G显得更加复杂,尤其是成本难以降下来。因此,希望通过极简化的方式实现面向行业的简化设计,寻求性能和成本之间的平衡。

《行动计划》指出,加快轻量化5G芯片模组等的研发及产业化,进一步提升终端模组性价比。R17 RedCap进一步降低了5G NR的带宽、速率,而摄像头视频类的模组以及工业级物联网的传输速率在50~100Mbps左右,适合RedCap规模商用,包括电网等行业非常关注 RedCap   标准出台和产业化前景,很多行业希望共同定义RedCap场景、技术和产品适配。

对于业界非常关注定位技术,由于5G大带宽和大规模天线等技术使用,使得定位精度进一步提升,特别是在R16引入了定位参考信号的机制,使得R16能够实现米级定位,R17进一步引入亚米级定位。从目前看,特别是在室内场景,包括在工厂内对人员管理、资产管理、安全防卫和监控管理等,都需要定位。多个行业希望,采用同一套技术体系来完成多样化的业务。虽然,很多工厂使用一些短距离定位方式,但未来发展希望通过5G+技术统一实现包括大带宽、多种定位的复合型一体化综合解决方案。

面向5G-A,预计R18标准在2023年之后完成,R18同步在To C和To B两方面进一步提升。在增强宽带场景下,以XR为代表的新业务,特别是网络能够感知业务的能力,使得网络和业务进一步打通,提高AR、VR复合型视频类业务的体验。在垂直行业方面,R18在上行能力、定位增强、专业化终端等方面是业界关注的方向。

面向智能 AI,除了网络层面引入人工智能以外,在无线接口方面,通过人工智能技术进一步增强,增强无线和网络的功能和性能,同时,未来网络能够更多的服务AI应用,甚至是智能体。此外,面向未来发展,通感一体在一定程度上拓展了5G的应用和场景。

总结:

面向数字社会的发展,5G标准技术先行、产业跟进,应用市场渐次导入,是推进数字经济发展的必经之路。

当前阶段,行业应用牵引5G实现规模发展,基于R15版本构建主产业链的同时,扩展形成融合应用的产业生态和体系。面向R16/17 5G技术演进和增强,发展过程中将存在挑战,包括商业模式和打造一体化产业生态合作将成为关键。面向未来,需要紧紧围绕行业核心需求,定义后续R16/17技术、产品、路标,同时推进芯片等资源和网络的对接。

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