垂直领域摸索5G专网

刘晶

5G商用最大的应用场景在哪里？从4G到5G，由于5G具备了高带宽、低时延、大连接的特点，将使4G时期的消费互联网向5G时期的产业互联网变迁。产业互联网是业内认可的5G最大的应用场景，然而从消费互联网如何通向产业互联网？5G技术又将如何在产业互联网中落地生根？国内，5G独立组网的推动正在关键期;国外，5G专用网络，甚至5G私有网络开始流行。

5G专用网络受重视

热衷专有网络的，工业领域肯定是第一个，此外还有矿产、港口、零售、运动场所。

在日前召开的中国国际信息通信展览会上，英特尔数据中心事业部副总裁、网络创新业务部总经理林怡颜在接受记者采访时表示，5G专用网络的确越来越多，德国、瑞典都已经有相应案例，英国也在考虑5G专用网络。美国CBRS（公众无线宽带服务）现在采用的是LTE技术，下一步也会用5G。这是一个大趋势。

“热衷专有网络的，工业领域肯定是第一个，此外还有矿产、港口领域，在零售行业、运动场所很多也都喜欢用专网。”林怡颜说，“日本乐天先铺了4G专网，下一步要铺5G专网，因为他们觉得5G会在安全性、网络切片上带来更高收益，例如网络切片可以让一张网变成很多虚拟网。”

在今年IC CHINA大会上，美国高通公司产品管理副总裁雷纳·克莱门特也表达了同样的观点，同时他认为，5G私有网络将占未来5G网络很高的比例。

但在专网中，5G技术还要进一步完善。英特尔标准与下一代技术部门5G先进技术总经理RobertTopol说：“5G标准有三个阶段，第一个阶段针对eMBB，实现大宽带;第二个阶段是uRLLC，实现低时延;第三个阶段是密集和比较有效的5G网络布网。要想uRLLC更加优化，要先实现5G单独组网，这有一个时间过程。另一方面，垂直行业的厂商也要学习怎样用5G这张无线网，才能把5G技术能力通过应用创新发挥出来。”

“现有5G网很大程度上是为广域网而设计，真正拿到工厂室内、零售业，常常需要做一些减法。广域网要求移动性，在室内常常不是很需要移动性，通信可以做减法;但在这些专网中，对储存、计算的要求反而更严格，这方面要做加法。”林怡颜说，“所以我觉得做无线、做通信出身的人要转到垂直行业，思维也得转变。”

雷纳·克莱门特对5G专用网络的频率来源做了梳理，他认为，未来5G专用网络可以用授权频率和非授权频率两种来做。一种授权频率来自5G运营商，他们为特定的行业物联网划出使用频率，另一种授权频率是政府分配的行业性或者区域性频率，例如德国的3.7GHz是为工业物联网分配的，可选同步共享的专用频率;非授权的频率则是指一些开放频率，对于没有时延要求的应用场景，可以用非同步共享方式布网。

从富士康看5G专用网络走势

做5G工业专网核心网时，用了很多减法，以便服务于工厂的灵活部署和推广。

目前国内三大运营商在积极地推动5G落地工业互联网，但对企业来说，实现工业互联网的技术很多，可以是总线型、以太网型，也可以是WIFI、蓝牙联网。那么5G如何才能在工业互联网场景中实用化？

富士康控股的富华科精密有限公司首席营销官荣乐天说：“富士康是全球最大的制造业，在全球有120万人，在中国有38个厂区，我办公的龙华厂区有将近20万人，产业线有上千条。2018年总收入达到1万亿元。我们在研发每年的投入很大，主要用于优化制造业。”

据富士康统计，在近1万平方米的厂房里，每天的数据量可以高达7TB，到今天为止，富士康有8万自主研发的机器人部署在不同的产线上，未来有可能会增长到20万机器人，富士康工业富联在大量推进工业互联网，其中工业机器人是很重要的一个环节。

荣乐天说，进入富士康工厂，通过图像识别摄像头打卡上下班，通过蓝牙技术做一些人的跟踪，通过智能仓库、自动导航车（AGV），可以跟踪物料、半成品、成品的具体位置和数量。电子信息行业工业摄像头的部署在产业线上非常频繁，PCB板的焊接工作都是通过工业摄像头完成的。

“现在我们要在这个基础上更大规模地导入工业摄像头，不仅是对品质，直接生产的半成品、成品做监控，還对一些流程，通过摄像头的导入逐渐做相关的监控。”荣乐天说，“我们在AGV上装了摄像头，前后各一个，可以实时把视频流通过摄像头传到边缘计算服务器上做图像识别，然后基于这个导航去控制AGV，以前是用4G专网实现，我们计划今年年底、明年年初升级为5G。”

为什么升级5G呢？荣乐天说，现在AGV车上装的是1080P摄像头，定位大约可以做到3厘米左右。如果升级成4K，定位可以做到1.5厘米，直接的效果是可以做更多精密的上下料和设备对接的场景，导航做得精密带来的优势很明显。

“我们在一些数控机床上，已经有了振动传感器和4K摄像头做品质监控。现在正计划通过5G把它连接起来，在旧环境中实现这种布线连接数量是比较大的。我们希望把这些数据通过无线的方式传上来，在边缘做相关分析，基于此实现对这些机器的快速闭环控制。从数据采集到闭环控制大概在10毫秒内完成，我们最近推出了全球第一款为工业互联网设计的5G小基站，这个基站从端到核心再到端跑一圈的时延是5毫秒，我们接下来会落实这个案例。”荣乐天说。

荣乐天表示，在做5G工业专网的核心网时，做了很多减法，以便服务于工厂的灵活部署和推广，并提供相关的管理软件。“坦白说，我觉得外面的核心网太重量级了，不太适合在工厂里做。”荣乐天说，“现在很多应用场景只是简单把设备连起来，未来的趋势是会改变工业整个网络的结构，因为等到未来西门子等公司把5G技术用到它的设备里面，再加上低延时，一些东西会逐渐地软件化，不仅是PLC软件化，运动控制在一定情况下也有可能软件化。”

5G生根行业要从内部打破

在行业终端内加入5G天线和模组的改造时间远超预计，到可以上市应用，大约要用一年时间。

鸡蛋，从外部打破是食物，从内部打破是生命。5G要落地垂直行业，首先要得到垂直行业的认可。5G网络的专有化、私有化，会带给垂直领域更好的应用体验。私有5G网络是经过优化的、专门面向企业应用而设计，比如它们的服务质量（QoS）和时延优势;其次，私有5G网络是专用的，具备本地网络、易部署、独立管理等特点;此外，私有5G网络具备蜂窝级的安全性，让敏感的数据可以在本地进行处理，无需上传至云端，更为安全。

中国信息通信研究院国际合作部副主任、“绽放杯”5G应用征集大赛的组委会副秘书长朱禹涛说：“在帮助垂直行业使用5G过程中，很多问题从通信技术来讲很简单，但要让垂直行业的用户把它转化成拳头产品，就有很大的门槛。垂直行业的人有多年行业经验，也有固有的生态圈，要改变垂直行业的思维、产品需要时间。”

这种门槛通信业人士甚至感觉不到。在一个行业终端内加入天线和模组，这个改造时间远远超出预计，在开始改造到真正通过各种测试可以上市应用，大约要用一年时间。“对通信运营商、制造商来说，行业创新的主角不一定是我们，很可能我们需要行业应用的企业去主导，用通信技术解决它的问题，这才是根本。”在5G垂直应用中形成新的产业生态，就需要联合创新，通信行业、垂直行业、第三方、集成商甚至投资渠道都要打通，才能探索新需求、新应用、新业务、新模式。

对于垂直应用企业来说，5G仅是一种通信工具，在垂直行业中75%都会用到AI，联合创新是将5G、云、AI融合起来解决垂直应用中的现实问题。林怡颜说：“我们已经把软件和硬件平台嵌入到5G+AI+边缘计算中，在这个网络上做5G，到底有多少数据需要在边缘节点处理和分析？这需要AI和5G互补、AI和边缘计算互补，使创新应用做得更平滑，更加像原生态的云，这对我们来说是最大的挑战，也是将来最大的受益点。”