《電子技術(shù)應(yīng)用》
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我們?yōu)槭裁匆?G-A?

2023-12-11
來(lái)源:EETOP
關(guān)鍵詞: 5G 5G-Advanced

-以下文章來(lái)源于鮮棗課堂 ,作者小棗君-

最近這段時(shí)間,大家應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn),圍繞5G-A的話題越來(lái)越多,關(guān)注度持續(xù)上升。
原因很簡(jiǎn)單,2023年即將結(jié)束,我們馬上要邁入2024年,而2024年通信行業(yè)的一件大事,就是3GPP R18版本即將凍結(jié)。
以前我就和大家說(shuō)過(guò),5G其實(shí)分為兩個(gè)階段:R15-R17是第一階段,R18-R20是第二階段。
第二階段的技術(shù)相比第一階段有顯著的增強(qiáng)和改進(jìn),但又不算是6G,所以,被稱為5.5G階段。

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2021年4月,5.5G正式被3GPP官方命名為5G-Advanced,并啟動(dòng)了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。按既定規(guī)劃,即將凍結(jié)的R18,將是5G-A的第一個(gè)正式版本,也是5G-A的首次登臺(tái)亮相。所以,整個(gè)行業(yè)才會(huì)如此關(guān)注。

那么,5G-A即將登場(chǎng),迎接它的會(huì)是鮮花和掌聲嗎?

坦率來(lái)說(shuō),并不全是。

眾所周知,國(guó)內(nèi)從2019年開(kāi)始正式商用5G。經(jīng)過(guò)4年的建設(shè),我們已經(jīng)建成5G基站321.5萬(wàn)個(gè),5G移動(dòng)電話用戶超過(guò)7.54億戶。(數(shù)據(jù)截止2023.11)

在行業(yè)應(yīng)用落地方面,成績(jī)也非常亮點(diǎn)。目前,國(guó)內(nèi)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目超過(guò)8000個(gè),5G工廠項(xiàng)目達(dá)1800余個(gè),5G行業(yè)應(yīng)用已融入67個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類(lèi),應(yīng)用案例數(shù)超9.4萬(wàn)個(gè)。

在工業(yè)、礦山、電力、港口等垂直行業(yè),5G應(yīng)用不斷涌現(xiàn),幫助大量企業(yè)實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)、降本、增效。

盡管如此,社會(huì)上對(duì)于5G的發(fā)展,仍然存在一些質(zhì)疑的聲音。不少人認(rèn)為,5G建設(shè)投資巨大,但似乎沒(méi)有看到爆款應(yīng)用,回報(bào)率不足。甚至也有人認(rèn)為,4G完全夠用,并不需要5G。
在這樣的背景下,我們現(xiàn)在又要搞5G-A,更加不被理解。

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說(shuō)實(shí)話,對(duì)于5G的技術(shù)研究意義以及商業(yè)價(jià)值,小棗君曾經(jīng)也有過(guò)疑問(wèn)。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思考、觀察與交流,我才逐漸認(rèn)識(shí)到發(fā)展5G的必要性。

最近幾個(gè)月,我接連參加了“數(shù)字云南”等地方數(shù)字化建設(shè)的考察項(xiàng)目,接觸了大量的一線企業(yè),和很多用戶進(jìn)行面對(duì)面溝通,堅(jiān)定了我對(duì)5G的支持。

前兩天,我參加在鄭州舉辦的世界5G大會(huì)。在同期的5G-A媒體沙龍中,和萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)、海爾、長(zhǎng)城精工、陜煤智引科技等行業(yè)企業(yè),三大運(yùn)營(yíng)商專家代表,以及鼎橋、廈門(mén)四信、勃傲自動(dòng)化、臻像科技、坤銳電子、奧朗科技等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)進(jìn)行面對(duì)面溝通,讓我對(duì)5G-A也有了新的認(rèn)識(shí)。

接下來(lái),我就和大家聊聊,為什么要發(fā)展5G-A。

【用戶需求的驅(qū)動(dòng)】

需求,一直以來(lái)都是技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。沒(méi)有需求,就沒(méi)有應(yīng)用。技術(shù)再先進(jìn),指標(biāo)再高,也沒(méi)辦法成功。
人們常說(shuō)5G沒(méi)有爆款應(yīng)用,用戶對(duì)5G沒(méi)有需求。
其實(shí),有這樣的觀點(diǎn),主要是因?yàn)楹芏嗳丝创?G時(shí),沿用了3G/4G時(shí)代消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的思維。

消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng),其實(shí)就是生活數(shù)字化。4G的成功,是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)。手機(jī)網(wǎng)速提升之后,借助智能手機(jī),人們可以聊天、網(wǎng)購(gòu)、看視頻、玩游戲,享受數(shù)字生活帶來(lái)的便捷和快樂(lè)。

5G既服務(wù)于消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng),也服務(wù)于行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)這邊,確實(shí)沒(méi)有爆款需求,所以C端用戶感知不到5G的價(jià)值。加上早期的非理性炒作,期望越大,失望也越大,形成了負(fù)面情緒。

對(duì)于行業(yè)互聯(lián)網(wǎng),它的復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)。我們常說(shuō)“千行百業(yè)”,每個(gè)行業(yè)還有自己的多樣化工作場(chǎng)景,不是單純賣(mài)一套硬件軟件,或者像消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)一樣賣(mài)流量,就可以解決的。

B端的市場(chǎng)培育周期,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)C端。C端的現(xiàn)象級(jí)爆款,在B端極難出現(xiàn)。
企業(yè)要搞數(shù)字化,要做頂層設(shè)計(jì),要改組織架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程,還要進(jìn)行場(chǎng)景定制,技術(shù)選型。這個(gè)過(guò)程極為漫長(zhǎng),用消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)去衡量,本身就不合適。

那么,企業(yè)客戶到底對(duì)5G和5G-A有需求嗎?

答案是:有。

過(guò)去四年,垂直行業(yè)進(jìn)行了大量的5G落地,發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,其中包括性能上的不足,以及場(chǎng)景的盲區(qū),從而驅(qū)動(dòng)了5G-A的誕生。

今年以來(lái),已經(jīng)有企業(yè)進(jìn)行了5G-A的試點(diǎn),并給出了對(duì)它的初步評(píng)價(jià)。

總部位于山東煙臺(tái)的萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán),上線了超過(guò)1000臺(tái)5G設(shè)備終端,落地實(shí)現(xiàn)了設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、無(wú)人化倉(cāng)儲(chǔ)物流,以及人員定位、生產(chǎn)區(qū)安全監(jiān)控、無(wú)人駕駛等各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。

他們現(xiàn)在采用了基于RedCap的無(wú)線攝像頭,省去了傳統(tǒng)有線攝像頭所需的挖溝、放纜的工作(在化工園區(qū)施工有嚴(yán)格的要求,審批流程復(fù)雜),畫(huà)面流暢度和清晰度沒(méi)有任何損失,綜合成本降低了60%以上。

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在他們的生產(chǎn)區(qū)域、裝置區(qū),有大量的儀器儀表,需要進(jìn)行各種數(shù)據(jù)采集和實(shí)時(shí)回傳。他們打算將RedCap與儀表相結(jié)合,完成這些工作。

RedCap相比傳統(tǒng)5G有明顯的輕量化優(yōu)勢(shì),功耗和成本更低。根據(jù)媒體沙龍上鼎橋?qū)<姨峁┑臄?shù)據(jù),RedCap模組價(jià)格已經(jīng)大幅下降到200多元,比標(biāo)準(zhǔn)5G模組便宜100-200元。未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈更加成熟,出貨量增加,價(jià)格還將進(jìn)一步下降。

功耗方面,已經(jīng)降到2W左右,恰好符合化工產(chǎn)品防爆終端的指標(biāo)要求。

杭州奧朗是從事醫(yī)療信息化的企業(yè),他們也用了RedCap。他們和華為合作,采用RedCap技術(shù),對(duì)現(xiàn)有的醫(yī)院進(jìn)行醫(yī)療專網(wǎng)建設(shè),滿足數(shù)據(jù)采集,視頻回傳,護(hù)理以及后勤服務(wù)需求,節(jié)省了布線工作量和成本。

在浙江某地市,當(dāng)?shù)匦l(wèi)健委統(tǒng)一建設(shè)了一個(gè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái),各醫(yī)院采集并上報(bào)信息。原本他們采用Wi-Fi,但組網(wǎng)過(guò)于復(fù)雜,且安全性不滿足要求。改用RedCap之后,組建的網(wǎng)絡(luò)就很順利,且成本和安全性滿足要求。

除了RedCap之外,我們?cè)賮?lái)看一個(gè)5G-A落地uRLLC場(chǎng)景的例子。

長(zhǎng)城精工是隸屬于長(zhǎng)城汽車(chē)的一個(gè)零部件全資子公司。基于集團(tuán)數(shù)字化的需求,他們開(kāi)啟了“5G-A+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的試點(diǎn)驗(yàn)證,聯(lián)合中國(guó)聯(lián)通、華為、勃敖,一起探索在工廠的生產(chǎn)控制核心層,引入5G通信,實(shí)現(xiàn)無(wú)線對(duì)有線的替代。

他們歷時(shí)兩年,在保定精工自動(dòng)化建成了一條5G超可靠低時(shí)延柔性的車(chē)門(mén)焊裝線。傳統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是通過(guò)總線進(jìn)行控制的。他們?cè)谛袠I(yè)首次實(shí)現(xiàn)了用5G來(lái)替換現(xiàn)在的Profinet網(wǎng)線。

改造之后,他們解決了多個(gè)痛點(diǎn)。

第一,工廠設(shè)備五花八門(mén),來(lái)自不同廠家。不同廠家的協(xié)議,也不一樣。
工廠的網(wǎng)絡(luò)是金字塔型架構(gòu),數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制是獨(dú)立布線,總線標(biāo)準(zhǔn)的多樣化,導(dǎo)致容易出現(xiàn)信息孤島。

第二,現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)比較多,線纜多,故障也多。尤其是生產(chǎn)中的移動(dòng)應(yīng)用環(huán)節(jié),比如車(chē)間的機(jī)械臂,包括滑臺(tái)和轉(zhuǎn)臺(tái),就是和柔性生產(chǎn)相關(guān)的設(shè)備,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就會(huì)造成總線磨損、故障。

出現(xiàn)故障,就會(huì)導(dǎo)致停線,造成損失(每分鐘幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn))。

排查故障也很困難,因?yàn)椴恢朗窃O(shè)備還是總線的問(wèn)題。總線里面有幾根線斷了,會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包,很難處理。

第三,施工周期廠,成本高。

長(zhǎng)城是車(chē)企,車(chē)型更新?lián)Q代非???。每次更新?lián)Q代,會(huì)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行重組,或者是重建。這時(shí),有線網(wǎng)絡(luò)需要重新布線,施工周期非常長(zhǎng),設(shè)備擺放也缺乏靈活性。

基于上面的痛點(diǎn),他們才決定采用5G。

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根據(jù)他們的統(tǒng)計(jì),單工廠能夠減少網(wǎng)絡(luò)故障,每年大概是60個(gè)小時(shí)。無(wú)線代替有線,節(jié)拍提升1到1.5秒,產(chǎn)能價(jià)值每年提升大概8億。新車(chē)型的導(dǎo)入,時(shí)間也能提前10到15天。

之所以采用5G而不是Wi-Fi,是因?yàn)?G在網(wǎng)絡(luò)硬切片、5G LAN等方面具有原生特性,可以更好地保障QoS,以及與工廠的數(shù)字化系統(tǒng)相結(jié)合。
再來(lái)看看5G-A超寬帶的需求和應(yīng)用。
5G-A的下行達(dá)到萬(wàn)兆(10Gbps),上行達(dá)到千兆(1Gbps)。這也是很多行業(yè)場(chǎng)景需要的指標(biāo)。

陜煤智引科技,是一家專門(mén)做煤礦井下5G技術(shù)應(yīng)用的企業(yè)。他們聯(lián)合中國(guó)電信和華為,在陜煤推出了5G-A的礦用基站,獲得了很好的效果,還獲得了工信部2023年中國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)年度標(biāo)桿示范案例的稱號(hào)。

他們的曹家班煤礦項(xiàng)目,一口氣使用了5G-A的三個(gè)特性。

首先是大上行和RedCap。

現(xiàn)在國(guó)家在推智慧礦山,礦井的無(wú)人化、減人化。這使得實(shí)際工作場(chǎng)景中部署的前端感知裝置大量增加。井下的5G基站,單基站需要連接的設(shè)備數(shù)量增加。

井下有大量的高清圖像需要采集和回傳,用到了RedCap。攝像頭數(shù)量多,有大上行的需求。上行能力越強(qiáng),需要的基站數(shù)量越少,也有利于減少施工,以及降低成本投入。

值得一提的是,煤礦存在著大量的瓦斯,易燃易爆。以前傳統(tǒng)的基站下井,都是通過(guò)加上防爆殼的方式實(shí)現(xiàn),體積笨重且安裝復(fù)雜?,F(xiàn)在,他們研發(fā)的礦用本安基站,體積小巧,符合規(guī)范要求,安裝非常方便,有助于5G-A在煤礦場(chǎng)景中使用。

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第三個(gè)用到的5G-A特性是通感一體。

煤礦井下的粉塵較多,通過(guò)攝像頭很難識(shí)別物體。借助5G-A通感一體,道路識(shí)別率達(dá)到95%,能夠提升5G井下的安全。

5G通感一體現(xiàn)在是很熱門(mén)的研究方向,可以用于跟蹤定位、測(cè)距測(cè)速、成像識(shí)別。

現(xiàn)在很多城市(例如深圳)都在大量發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)。通感一體對(duì)低空無(wú)人機(jī)的管理非常有效,可以為低空經(jīng)濟(jì)保駕護(hù)航。

最后我們?cè)倏纯碢-IoT(Passive IoT),也就是無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)。

P-IoT的功能和RFID有點(diǎn)類(lèi)似,但是基于5G技術(shù)體系,覆蓋范圍大大增加。傳統(tǒng)RFID最多覆蓋20米,如果覆蓋大區(qū)域,不僅增加成本,也會(huì)造成相互間的干擾。

P-IoT的覆蓋能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)RFID,而且,它可以和大網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng),方便管理,提升效率。

海爾公司就在自己的原材料物流管理中引入了P-IoT。他們搭建了一個(gè)數(shù)字底座,關(guān)聯(lián)了上萬(wàn)種的物料種類(lèi),基于P-IoT的標(biāo)簽無(wú)源互聯(lián)能力,不僅實(shí)現(xiàn)了從崗位到倉(cāng)儲(chǔ)、供應(yīng)商的能力提升,也實(shí)現(xiàn)了信息流、實(shí)物流和價(jià)值流的三流合一。

他們真正做到了全節(jié)點(diǎn)信息可視化,將信息化能力發(fā)揮到了極致。

在媒體沙龍上,分享自己5G-A落地實(shí)踐的企業(yè)很多。限于篇幅,我就不一一介紹了。

從這些分享中,我們可以感受到,5G-A真正給他們提供了更加高效、更具性價(jià)比的解決方案。他們的背后,是千行百業(yè)強(qiáng)烈的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求,是實(shí)實(shí)在在的渴望。

【科技競(jìng)爭(zhēng)的必然】

剛才我們從用戶需求的角度,介紹了推動(dòng)5G-A可以帶來(lái)的好處。

其實(shí),站在宏觀層面,之所以要搞5G-A,也是科技自主研發(fā)和國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的需要。

未來(lái)是數(shù)字時(shí)代,以5G為代表的聯(lián)接力,與以AI、云計(jì)算為代表的算力,是國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力。

在通信領(lǐng)域,我們花了幾十年的時(shí)間,一點(diǎn)點(diǎn)從落后走向領(lǐng)先,是來(lái)之不易的??萍佳邪l(fā),就像逆水行舟,不進(jìn)則退。如果放棄5G和5G-A的研究,我們就會(huì)喪失這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。等將來(lái)要爆發(fā)的時(shí)候,我們就又落后了。

算力那邊,我們?cè)谛酒线@么被動(dòng),就是明證。

5G、5G-A,以及未來(lái)的6G,是移動(dòng)通信發(fā)展的必經(jīng)之路。移動(dòng)通信網(wǎng),是一個(gè)大一統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),既要做技術(shù)上的包容(5G eMBB、RedCap、NB-IoT等),也要做空間上的擴(kuò)展,還要做功能的延伸。

在這條線上做到全球領(lǐng)先,并保持住優(yōu)勢(shì),有極為重要的意義。

從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),我們利用通信技術(shù)上的優(yōu)勢(shì),還可以反向滲透到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,幫助打破傳統(tǒng)行業(yè)的國(guó)外壟斷。

總而言之,牢牢把握5G技術(shù)優(yōu)勢(shì),就可以讓我們?cè)谖磥?lái)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。這種戰(zhàn)略價(jià)值,值得我們把眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)。

【關(guān)于5G-A的誤區(qū)】

發(fā)展5G-A,我們還要澄清幾個(gè)誤區(qū)。

在世界5G大會(huì)上,鄔賀銓院士提到幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):

首先,5G-A不是要完全替代5G,所以,不存在大家想象的投資浪費(fèi)。

其次,5G-A是場(chǎng)景覆蓋,只會(huì)在有需要的地方,進(jìn)行建設(shè),所以,投資總額也沒(méi)有那么大。

第三,5G-A網(wǎng)絡(luò)側(cè)基本是通過(guò)軟件升級(jí)實(shí)現(xiàn),所以,工程上難度沒(méi)有那么復(fù)雜,成本也不會(huì)那么高。

這些關(guān)鍵點(diǎn),澄清了大眾對(duì)于5G-A成本的誤區(qū),可以打消很多顧慮。

通信的投資,和高鐵有點(diǎn)像,屬于基礎(chǔ)設(shè)施投資。運(yùn)營(yíng)商本身的效益和回報(bào)是一方面,但更重要的是對(duì)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)的支撐,對(duì)社會(huì)發(fā)展的助力,要算總賬。

網(wǎng)絡(luò)好了,才會(huì)孵化更多的應(yīng)用,才能抹平數(shù)字鴻溝,讓個(gè)人和企業(yè)受益,帶動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的騰飛。

【結(jié)語(yǔ)】

最近幾天,國(guó)內(nèi)關(guān)于6G的消息掀起了一波熱潮。信通院IMT-2030推進(jìn)組發(fā)布了6G方面的一系列進(jìn)展,讓我們對(duì)6G有了更多了解。

按照規(guī)劃,6G預(yù)計(jì)要2030年商用,距離現(xiàn)在還有7年。這7年的時(shí)間,我們需要通過(guò)5G-A,對(duì)5G進(jìn)行增強(qiáng),也為6G投石問(wèn)路。

耐心且堅(jiān)定地推動(dòng)5G-A的落地,將為未來(lái)的6G打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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