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R16标准冻结,会怎样影响工业互联网?

2020
07/15
14:05

王改静

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近日,5G R16标准冻结受到广泛关注,业内人士纷纷表示,5G正向“能用”向“好用”过渡,而做为5G重要应用领域的工业互联网或将加速实现5G场景的应用落地。

 

R16标准:将实现真正意义的工业5G

 

为何大家都在强调R16标准冻结对工业互联网领域的重要性呢?

 

“R16非常重要的一个特点是垂直行业拓展,超过60%的标准项目都和5G 2B能力有关。支持工业互联网的确定性网络开启了CT和OT技术的融合。”3GPP SA2工作组副主席、中国移动研究院主任研究员孙滔表示。

 

本次冻结的R16标准,是对R15版本的增强。面向工业互联网应用,引入新技术支持1微秒同步精度、0.5-1毫秒空口时延、“6个9”的可靠性和灵活的终端组管理,最快可实现5毫秒以内的端到端时延和更高的可靠性,提供支持工业级时间敏感(TSN),而这些可以有效的满足如工业AR/VR、工业视觉检测、工业云端机器人等工业场景的通信需求。

 

而针对空口时延这一点,今日,中国移动研究院标准专家、3GPP标准专家柴丽在中国移动研究院“智汇讲堂”中提到,原有的工业网络环境布线程度非常复杂,维护成本也非常高,但R16标准冻结后,5G无线技术可以替代实体网线连接,可以克服传统工业互联网布线杂乱、维护难度大、设备灵活度底等缺点,有效满足高精度、低时延、高可靠性的时间敏感网络的需求,使得工业互联网“你的活我也能接,不用担心跟不上你的时间”。5G与TSN的融合,有助于将5G的潜力扩展到更广阔的领域,如工业运动控制、移动机器人、AGV远程控制、甚至传统的工业过程自动化领域。

 

事实上,R16标准主要侧重的是对高连接数密度(大规模机器通信,mMTC)和更低的延迟(超可靠低延迟通信,URLLC)做了全球统一的国际标准支持。

 

其中,eMBB、mMTC与URLLC是5G三个关键性能指标,而mMTC与URLLC这两项性能对工业互联网来说是实现工业5G落地的关键。

在此之前,我们经常会看到关于“5G智慧工厂”“5G工业互联网”等相关试点示范应用,但这些应用都是基于R15版本的5G应用,不能算真正意义上的工业5G,因为工业环境对于通信网络质量要求极高,一旦产生任何中断或者延迟,造成的后果难以想象,也就是说,R15版本的5G还不能满足工业通信需求。但按照R16标准开发和部署的5G网络,不仅速度快,而且具有超可靠和低延迟的特性,这才是5G能够在工业领域应用的关键。

 

“为支持工业控制通信,R16网络首次实现高精度时钟同步(精度达到百纳秒级)和时敏通信功能,将数据报文在既定的时刻传递到目的地,即不提前也不迟到。”3GPP CT副主席,中国信科集团大唐移动标准专家艾明表示。

 

同时,艾明还表示,R16网络支持工业企业基于5G网络组建独立的专用网络,将分布在各地的生产网络组建为一个专用专属的网络。

 

标准冻结初期如何切入?

 

R16标准宣布冻结,标志着5G第一个演进版本标准正式完成,也正式预示着5G与将加速在垂直行业的落地应用,那么R16标准冻结后5G与工业互联网融合将呈现出哪些变化呢?赛迪智库信软所工业互联网研究室副主任宋颖昌告诉《工业互联网世界》&《通信产业报》记者,5G与工业互联网的融合正在逐步落地,从目前的进展来看,可以从三方面来看。

 

首先从网络改造看,“5G+工业互联网”应用场景范围扩大。R16支持5G与TSN(时间敏感网络)集成,有利于满足工业场景低试验、高可靠要求,将持续扩大潜在的工业互联网用例,如工厂自动化、电网配电自动化等。

 

其次是从平台应用看,“5G+工业互联网”平台商业应用持续加速。标准冻结意味着相关开发测试可以启动,推动大规模商用。在R16冻结后,5G技术能力已相对比较全面,可以更好地接受各种工业互联网平台应用的挑战。

 

最后从通信安全看,“5G+工业互联网”可靠保障能力得到提升。R16对PDCP复制机制进行了增强,来抵御无线环境恶化带来的影响,保障通信链路和数据传输的可靠性。

 

标准确立初期,5G与工业互联网融合又该从哪些“切口”切入呢?宋颖昌表示,可以从设备互联互通、工业数据传输和场景应用的广度和深度来入手。

 

宋颖昌认为,R16版本的5G网络可以破解工业互联网设备互联互通难题。通过将5G技术与工业PON、MEC(边缘计算技术)等相结合,能够降低工业场景协议转换和设备接入难度,提升工业互联网异构数据接入能力,有效解决“数据孤岛”的问题。

 

我国工业门类众多,工艺流程复杂,其产生的工业数据“量大多样”,宋颖昌则表示,5G可以很好的支撑海量工业数据实时同步传输。作为工业互联网的关键基础设施,具备大带宽、低时延、海量连接的网络特性,能够提供端到端毫秒级时延和接近100%的高可靠性通信保障,满足工业大数据无线传输需求和工业领域大量即时处理需求。

 

此外,宋颖昌还告诉记者,5G将助力拓展工业互联网应用的广度与深度。5G将助力工业互联网全要素、全环节高效互联互通,实现以数据流带动技术流、资金流、人才流、物资流,有效提升传统产业的发展质量与效益。另一方面,5G将加速人工智能、AR/VR等新兴前沿技术在工业领域的应用与探索,催生形成新产品、新模式和新业态,拓展工业互联网发展空间。

 

5G成工业内网建设的主要方式

 

虽然工业互联网发展已从概念普及进入实践深耕阶段,但我国工业互联网发展仍处于发展的初级阶段,有分析机构称,工业互联网此前发展较慢,关键因素之一是通信层面的不足,过去的通信技术在工业互联网领域应用具有一定的局限,但R16标准的冻结,5G高速率、低时延、海量连接、高可靠等特性的实现,将使以往受限于网络接入而不能实现的工业场景在5G的加持下变得可行。

 

近日,中国信息通信研究院副院长、工业互联网联盟秘书长余晓晖曾指出,到目前为止,全球工业系统中无线技术的使用比例仍然非常低。直到2019年,全球无线技术在工业系统中的使用比例只有5%-6%,无线技术在工业的自动化、大规模个性化定制等很多场景中都有独特的优势,之所以使用不够就是因为过去的无线技术无论是wifi,还是3G、4G,都达不到工业场景所需要的性能。

 

但R16的冻结定义了绝大部分工业场景,在技术性能上,除了运动控制时延达到纳秒级等极个别指标还达不到要求外,5G性能已可以满足绝大多数工业场景。

 

由此可见,5G已经成为工业互联网的主要通信方式。

 

其实,早在去年11月份,工信部就印发《5G+工业互联网512工程推进方案》,提出要加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用,内网建设改造覆盖10个重点行业;打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程,形成至少20大典型工业应用场景。同时还强调,要合理配置工厂内5G网络,进行适当的网络部署和网络配置、业务部署及数据安全等问题。

 

3月20日,在工信部发布的《关于推动工业互联网加快发展的通知》中就提到,要加快新型基础设施建设,利用5G改造工业互联网内网,打造高质量园区网络,引领5G技术在垂直行业的融合创新。

 

《通信产业报》全媒体总编辑辛鹏骏认为,5G R16标准的冻结,对正在加速跑的工业互联网,又提供了一条绝不堵车的崭新“信息高速路”。R16充分迎合了工业级时间敏感需求,满足工业控制微秒精度,同时支持工业专网和更丰富工业智能制造开发,让工业车间完全无线智能化成为可能。

 

从目前整个发展形势来看,虽然整个大环境条件都在支持5G与工业互联网的融合发展,但5G工业互联网发展还面临哪些挑战?华为中国运营商Marketing部副部长刘西恒认为,5G与工业互联网的结合,最关键的是工业CPE、工业终端、工业模组能够成熟发展,同时要趋向云与AI结合,这样才能真正地把5G大带宽、低时延的能力发挥出来。

 

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