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多方面带您了解5G-A,谈谈我们为什么要发展5G-A

发布日期:2023-12-12     223 次

近期,5G-A的议题在社会各界中引发了广泛的讨论,其关注度也在持续攀升。

这一现象的出现并非偶然,因为2023年的岁月即将落幕,我们即将迎来崭新的2024年。而在2024年的通信行业中,一项重大的事件即将发生,那就是3GPP R18版本的冻结。

在此之前,我曾向大家详细介绍过,5G技术的发展实际上是分为两个阶段的:R15至R17阶段被视为第一阶段,而R18至R20阶段则被视为第二阶段。

相比于第一阶段的技术,第二阶段的技术有着显著的提升和改良。然而,尽管这些技术的改进幅度颇大,但它们并未达到6G的标准。因此,这个阶段的技术被广泛地称为5.5G阶段。


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2021年4月,5.5G正式被3GPP官方命名为5G-Advanced,并启动了相关的标准化工作。按既定规划,即将冻结的R18,将是5G-A的第一个正式版本,也是5G-A的首次登台亮相。所以,整个行业才会如此关注。

那么,5G-A即将登场,迎接它的会是鲜花和掌声吗?

坦率来说,并不全是。

众所周知,国内从2019年开始正式商用5G。经过4年的建设,我们已经建成5G基站321.5万个,5G移动电话用户超过7.54亿户。(数据截止2023.11)

在行业应用落地方面,成绩也非常亮点。目前,国内“5G+工业互联网”项目超过8000个,5G工厂项目达1800余个,5G行业应用已融入67个国民经济大类,应用案例数超9.4万个。

在工业、矿山、电力、港口等垂直行业,5G应用不断涌现,帮助大量企业实现了提质、降本、增效。

尽管如此,社会上对于5G的发展,仍然存在一些质疑的声音。不少人认为,5G建设投资巨大,但似乎没有看到爆款应用,回报率不足。甚至也有人认为,4G完全够用,并不需要5G。
在这样的背景下,我们现在又要搞5G-A,更加不被理解。

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经过长时间的思考、观察与交流,我才逐渐认识到发展5G的必要性。

最近几个月,我接连参加了“数字云南”等地方数字化建设的考察项目,接触了大量的一线企业,和很多用户进行面对面沟通,坚定了我对5G的支持。

前两天,我参加在郑州举办的世界5G大会。在同期的5G-A媒体沙龙中,和万华化学集团、海尔、长城精工、陕煤智引科技等行业企业,三大运营商专家代表,以及鼎桥、厦门四信、勃傲自动化、臻像科技、坤锐电子、奥朗科技等产业链企业进行面对面沟通,让我对5G-A也有了新的认识。

接下来,我就和大家聊聊,为什么要发展5G-A。

【用户需求的驱动】

需求,一直以来都是技术发展的主要推动力。没有需求,就没有应用。技术再先进,指标再高,也没办法成功。
人们常说5G没有爆款应用,用户对5G没有需求。
其实,有这样的观点,主要是因为很多人看待5G时,沿用了3G/4G时代消费互联网的思维。

消费互联网,其实就是生活数字化。4G的成功,是因为智能手机。手机网速提升之后,借助智能手机,人们可以聊天、网购、看视频、玩游戏,享受数字生活带来的便捷和快乐。

5G既服务于消费互联网,也服务于行业互联网。消费互联网这边,确实没有爆款需求,所以C端用户感知不到5G的价值。加上早期的非理性炒作,期望越大,失望也越大,形成了负面情绪。

对于行业互联网,它的复杂度远远超过了消费互联网。我们常说“千行百业”,每个行业还有自己的多样化工作场景,不是单纯卖一套硬件软件,或者像消费互联网一样卖流量,就可以解决的。

B端的市场培育周期,远远超过C端。C端的现象级爆款,在B端极难出现。
企业要搞数字化,要做顶层设计,要改组织架构、业务流程,还要进行场景定制,技术选型。这个过程极为漫长,用消费互联网的标准去衡量,本身就不合适。

那么,企业客户到底对5G和5G-A有需求吗?

答案是:有。

过去四年,垂直行业进行了大量的5G落地,发现了一些问题,其中包括性能上的不足,以及场景的盲区,从而驱动了5G-A的诞生。

今年以来,已经有企业进行了5G-A的试点,并给出了对它的初步评价。

总部位于山东烟台的万华化学集团,上线了超过1000台5G设备终端,落地实现了设备远程监测、无人化仓储物流,以及人员定位、生产区安全监控、无人驾驶等各个应用场景。

他们现在采用了基于RedCap的无线摄像头,省去了传统有线摄像头所需的挖沟、放缆的工作(在化工园区施工有严格的要求,审批流程复杂),画面流畅度和清晰度没有任何损失,综合成本降低了60%以上。

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在他们的生产区域、装置区,有大量的仪器仪表,需要进行各种数据采集和实时回传。他们打算将RedCap与仪表相结合,完成这些工作。

RedCap相比传统5G有明显的轻量化优势,功耗和成本更低。根据媒体沙龙上鼎桥专家提供的数据,RedCap模组价格已经大幅下降到200多元,比标准5G模组便宜100-200元。未来产业链更加成熟,出货量增加,价格还将进一步下降。

功耗方面,已经降到2W左右,恰好符合化工产品防爆终端的指标要求。

杭州奥朗是从事医疗信息化的企业,他们也用了RedCap。他们和华为合作,采用RedCap技术,对现有的医院进行医疗专网建设,满足数据采集,视频回传,护理以及后勤服务需求,节省了布线工作量和成本。

在浙江某地市,当地卫健委统一建设了一个数据采集平台,各医院采集并上报信息。原本他们采用Wi-Fi,但组网过于复杂,且安全性不满足要求。改用RedCap之后,组建的网络就很顺利,且成本和安全性满足要求。

除了RedCap之外,我们再来看一个5G-A落地uRLLC场景的例子。

长城精工是隶属于长城汽车的一个零部件全资子公司。基于集团数字化的需求,他们开启了“5G-A+工业互联网”的试点验证,联合中国联通、华为、勃敖,一起探索在工厂的生产控制核心层,引入5G通信,实现无线对有线的替代。

他们历时两年,在保定精工自动化建成了一条5G超可靠低时延柔性的车门焊装线。传统生产现场是通过总线进行控制的。他们在行业首次实现了用5G来替换现在的Profinet网线。

改造之后,他们解决了多个痛点。

第一,工厂设备五花八门,来自不同厂家。不同厂家的协议,也不一样。
工厂的网络是金字塔型架构,数据采集、工业控制是独立布线,总线标准的多样化,导致容易出现信息孤岛。

第二,现场的工业网络层级比较多,线缆多,故障也多。尤其是生产中的移动应用环节,比如车间的机械臂,包括滑台和转台,就是和柔性生产相关的设备,长时间运行就会造成总线磨损、故障。

出现故障,就会导致停线,造成损失(每分钟几十万到几百万)。

排查故障也很困难,因为不知道是设备还是总线的问题。总线里面有几根线断了,会出现数据丢包,很难处理。

第三,施工周期厂,成本高。

长城是车企,车型更新换代非常快。每次更新换代,会对生产线进行重组,或者是重建。这时,有线网络需要重新布线,施工周期非常长,设备摆放也缺乏灵活性。

基于上面的痛点,他们才决定采用5G。

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根据他们的统计,单工厂能够减少网络故障,每年大概是60个小时。无线代替有线,节拍提升1到1.5秒,产能价值每年提升大概8亿。新车型的导入,时间也能提前10到15天。

之所以采用5G而不是Wi-Fi,是因为5G在网络硬切片、5G LAN等方面具有原生特性,可以更好地保障QoS,以及与工厂的数字化系统相结合。
再来看看5G-A超宽带的需求和应用。
5G-A的下行达到万兆(10Gbps),上行达到千兆(1Gbps)。这也是很多行业场景需要的指标。

陕煤智引科技,是一家专门做煤矿井下5G技术应用的企业。他们联合中国电信和华为,在陕煤推出了5G-A的矿用基站,获得了很好的效果,还获得了工信部2023年中国5G+工业互联网大会年度标杆示范案例的称号。

他们的曹家班煤矿项目,一口气使用了5G-A的三个特性。

首先是大上行和RedCap。

现在国家在推智慧矿山,矿井的无人化、减人化。这使得实际工作场景中部署的前端感知装置大量增加。井下的5G基站,单基站需要连接的设备数量增加。

井下有大量的高清图像需要采集和回传,用到了RedCap。摄像头数量多,有大上行的需求。上行能力越强,需要的基站数量越少,也有利于减少施工,以及降低成本投入。

值得一提的是,煤矿存在着大量的瓦斯,易燃易爆。以前传统的基站下井,都是通过加上防爆壳的方式实现,体积笨重且安装复杂。现在,他们研发的矿用本安基站,体积小巧,符合规范要求,安装非常方便,有助于5G-A在煤矿场景中使用。

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第三个用到的5G-A特性是通感一体。

煤矿井下的粉尘较多,通过摄像头很难识别物体。借助5G-A通感一体,道路识别率达到95%,能够提升5G井下的安全。

5G通感一体现在是很热门的研究方向,可以用于跟踪定位、测距测速、成像识别。

现在很多城市(例如深圳)都在大量发展低空经济。通感一体对低空无人机的管理非常有效,可以为低空经济保驾护航。

最后我们再看看P-IoT(Passive IoT),也就是无源物联网。

P-IoT的功能和RFID有点类似,但是基于5G技术体系,覆盖范围大大增加。传统RFID最多覆盖20米,如果覆盖大区域,不仅增加成本,也会造成相互间的干扰。

P-IoT的覆盖能力远远超过RFID,而且,它可以和大网进行互动,方便管理,提升效率。

海尔公司就在自己的原材料物流管理中引入了P-IoT。他们搭建了一个数字底座,关联了上万种的物料种类,基于P-IoT的标签无源互联能力,不仅实现了从岗位到仓储、供应商的能力提升,也实现了信息流、实物流和价值流的三流合一。

他们真正做到了全节点信息可视化,将信息化能力发挥到了极致。

在媒体沙龙上,分享自己5G-A落地实践的企业很多。限于篇幅,我就不一一介绍了。

从这些分享中,我们可以感受到,5G-A真正给他们提供了更加高效、更具性价比的解决方案。他们的背后,是千行百业强烈的数字化转型需求,是实实在在的渴望。

【科技竞争的必然】

刚才我们从用户需求的角度,介绍了推动5G-A可以带来的好处。

其实,站在宏观层面,之所以要搞5G-A,也是科技自主研发和国家竞争力的需要。

未来是数字时代,以5G为代表的联接力,与以AI、云计算为代表的算力,是国家核心竞争力。

在通信领域,我们花了几十年的时间,一点点从落后走向领先,是来之不易的。科技研发,就像逆水行舟,不进则退。如果放弃5G和5G-A的研究,我们就会丧失这个竞争优势。等将来要爆发的时候,我们就又落后了。

算力那边,我们在芯片上这么被动,就是明证。

5G、5G-A,以及未来的6G,是移动通信发展的必经之路。移动通信网,是一个大一统网络,既要做技术上的包容(5G eMBB、RedCap、NB-IoT等),也要做空间上的扩展,还要做功能的延伸。

在这条线上做到全球领先,并保持住优势,有极为重要的意义。

从另一个角度来说,我们利用通信技术上的优势,还可以反向渗透到各个行业领域,帮助打破传统行业的国外垄断。

总而言之,牢牢把握5G技术优势,就可以让我们在未来竞争中占据有利地位。这种战略价值,值得我们把眼光放长远。

【关于5G-A的误区】

发展5G-A,我们还要澄清几个误区。

在世界5G大会上,邬贺铨院士提到几个关键点:

首先,5G-A不是要完全替代5G,所以,不存在大家想象的投资浪费。

其次,5G-A是场景覆盖,只会在有需要的地方,进行建设,所以,投资总额也没有那么大。

第三,5G-A网络侧基本是通过软件升级实现,所以,工程上难度没有那么复杂,成本也不会那么高。

这些关键点,澄清了大众对于5G-A成本的误区,可以打消很多顾虑。

通信的投资,和高铁有点像,属于基础设施投资。运营商本身的效益和回报是一方面,但更重要的是对企业和产业的支撑,对社会发展的助力,要算总账。

网络好了,才会孵化更多的应用,才能抹平数字鸿沟,让个人和企业受益,带动数字经济的腾飞。


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