5G赋能行业应用，助推数智化转型

导语 | 5G 技术的蓬勃发展推动其行业应用的巨轮乘风破浪、扬帆启航，5G 技术不断落地布局于各行各业，基础建设也不断完善，5G to B 的时代已经到来。此次，我们邀请到了中国电信研究院工业互联网技术研发部主任、腾讯云 TVP 谭华老师，通过解读 5G to B 的发展趋势，来带我们共探 5G 技术的发展演进与能力，并依托于行业应用向我们介绍 5G 技术的整体应用与发展。

作者简介

谭华，腾讯云 TVP、中国电信研究院工业互联网技术研发部主任，高级工程师，中国电信集团科技委物联网专家，广东省物联网应用孵化基地负责人，《广东通信技术》期刊主编，现任深圳鹏城国家实验室咨询专家组成员、广东省工业互联网专家委委员、广东省 5G 行业应用产业技术创新联盟副秘书长等学术团队职务。现承担国家科技部重点研发计划宽带通信与新型网络的“5G +工业互联网应用”项目、工信部工业互联网等发展专项 2 项。

一、5G技术发展向前演进

截止到 2022 年 2 月，全球 83 个国家/地区共有 209 个运营商推出了 5G 商业网络。全球共 20 家运营商推出了独立组网的 5GSA 网络用于公众用户服务，另外有 119 家运营商正在推进 5G SA 网络商用。其背后揭示了当前 5G 行业的现状：中国在全球 5G SA 网络高质量的发展中处于领跑位置。

而在 5G 频段、3G PP Rel-17、Rel-18 等标准方面，各个国家和组织都在其中发展、竞争。5G 时代新型应用场景的实现，对网络原生能力和能力开放提出了新的需求：如何上云上平台？如何双向远程控制？如何实现云、边、端的数据协同与实时控制？

在连接能力方面，端：终端通信模组 Access；边：边缘设备 Edge；网：传输网元 Transformation；片：控制网元 Slice 等如何智能化。

在网络管控能力方面，客户提出按需连接的要求，如海量数据连接、大带宽连接、低时延传输等；在自助服务方面，资源优化、自助开通，预警处理等要求。

在场景 QOS 方面，网络性能监控、容灾处理，快速恢复等新的要求。在场景方面，工业 AI 识别、AGV 数据上传、海量环境数据监控、PLC 等 OT 域低时延要求接入、扫码枪接入、机器人控制指令的下达都在 5G 的环境下实现新的变化。

此外，在 5G 场景的背后，我们也对责任边界、数据隐私、应用布局和云边协同等方面都提出了新的时代课题要求，亟待解决。

二、解读5G+原生应用体系

基于 5G 网络的大带宽、低时延、海量终端等特性和运营 3 年的云网融合实践，我们再结合 AI、云平台和 IoT 泛在物联的协同，在承担的国家重点研发项目中，提出了“5G＋原生应用架构”，重点面向智能制造、机器人、AGV、车联网、无人驾驶等网络依赖度高的场景，希望赋能创新智能应用，促进 5G to B 的规模化发展。

5G to B 的行业主要包括技术验证阶段和产品实践等诸多阶段，而 5G+原生应用架构的体系主要由最底层的终端交互物联和网络的连接，以及平台的协同，以及网络要求高的智能应用这四个层面构成。5G＋原生应用架构中的四大要素，主要有大带宽低时延网络、端边云协同的算力、人工智能 AI 的算法、泛在物联的交互。

在接入层，通过底层的物联智能终端，实现智能应用的泛在物联与交互能力；包括终端的边缘计算、异构终端的协议处理。

在网络层，通过 5G 的连接服务，UPF 下沉和 MEC 结合，实现边云融合。我们提 5G+，也是指 5G 融合网络，包括光网、NB-IoT、其它连接方式等，在网络进行上行 5G，下行融合方式对接接入层的终端。

在平台层，有算力的平台，也有算法的集成，通过 AI 能力集成、云化能力复用，实现算力与算法融合。

在应用层，重点还是针对在网络依赖度高的业务场景，智能制造、机器人、AGV、车联网、无人驾驶等网络依赖度高的场景创新应用，就是我们 5G+原生应用的创新主战场。

接下来，我们将逐一探讨典型的 5G 终端、典型行业、网络创新能力、5G 定制网以及工业 5.5G 网络等关键内容。

首先，第一部分是 5G 终端。众所周知，近年来我国各个厂家生产了近千款的 5G 终端，但 5G to B 方面，相较于终端的发展才刚刚起步，它的轻型化、精简化、定制化的芯片及模组逐渐成为产业共识，其标准化和产业化正在慢慢走向成熟。因此，整个行业的未来发展至关重要，我们需要进一步考虑包括规模化应用如何上量、如何低成本、如何实现定制化和扩展能力的发展。

其次，在 to B 里面，基于 5G 的摄像头、5G 的工业网关，针对 5G AGV，包括数采网关，已经逐步批量生产。在网络层面，5G to B 里面有多种模式都提出了相应的组网方式。典型代表便是中国电信推出的5G定制网，它提出了致远模式、比邻模式和如翼模式这三种模式。网定制、边智能、云协同、X 随选的融合协同的综合解决方案，目标是为行业客户打造一体化定制融合服务，实现云网一体，按需定制的模式。基于政务、交通、文体、娱乐等多方面内容，包括车人协同、远程驾驶、无人机巡查，我们采用切片技术，运用致远模式。而比邻模式主要解决时延比较敏感的客户，特别是工业制造和智能制造领域，我们把 UPF、MEC 按需下沉到厂区，针对关键技术进行协同。第三种独立组网的运营模式，主要是解决数据安全比较敏感的专网专建、端到端的定制，在港口、矿山、电网等场景上的运用较为普遍。

此外，我们运用 5G 在行业的网络创新能力上不断提升，在此基础上也陆续推出了包括核心网切片、无线切片等切片方案，定位方案以及高可靠和安全等一系列的方案，推动了 5G to B 的结合更加紧密。最近，业界提出了 5.5G 的相关概念，它是基于工业场景的定制网络，将来可能在下一步的演进过程中，在移动视频、无线接入、核心网络、AI 构成以及感传一体化方面转向更加极简、智能、绿色、安全的发展趋势。

三、5G技术赋能工业应用

如何上云上平台？如何双向远程控制？如何实现云、边、端的数据协同与实时控制？这些核心难题都亟待解决，近年来我们探索了以下解题思路：

一是北向，数据上云上平台：通过数据采集，生产数据云化，对接企业 MES、ERP 等，实现供应链的协同与数字看板，降低企业IT软硬件部署和运营成本；核心技术是连接协议库，物联平台、数字孪生可视化等；

二是南向，工业控制云化：实现智能化工业制造生产，云化 PLC、机器臂、机器人、机器视觉等需求，机器换人成为趋势；核心技术是开放的工业控制系统、自动化设备物联接入生态等。

三是边缘算力部署，工业智能应用：基于 MEC 等边缘算力的部署，通过按需部署满足低时延要求的方式已经成为了一种新的趋势。通过自主研发定制网，将 AI 算力下沉，实现工业视觉、机器人控制、AI 质检等智能应用。

在 5G to B 的应用场景里，基于 5G 的边云协同架构，我们自己也研发了一个云化工业控制操作系统（云化 PLC）。首先实现工业终端的解耦，我们通过整个云化控制系统，把算力系统部署到边、云后，再将传统的工业控制程序，比如说 PLC、机器臂、机器人等一些AI的东西重构，实现在云原生架构的平台上工业异构设备的协同控制。整体而言，它包含三个关键技术，第一个是工业控制系统是开放的。第二个是基于边云协同架构。第三个，它是在 5G 的超低时延环境下实现远程控制、AI 质检、AGV 物流、无序分检、机械臂的打磨等这些新场景。

值得一提的是，5G 行业的应用蕴藏着 4 个典型的需求，分别是生产安全需求、降本增效需求、创新赋能需求、以人为本需求。我们只有有效解决这些需求，才能实现从 5G 固移融合到 6G 智能的全连接，稳步进入产业数字化时代。

5G 的标准并非是一蹴而就的，而是一个不断迭代的过程，5G 实现的万物互联，包括与工业化的结合，为我们整个 to B 的行业提供了基础的网络保障。但在 5G to B 的探索过程中，我们并不仅仅只依赖技术，还需要整个生态的协同，才能推动其整体向前发展。

5G to B 不仅是 5G 应用发展的新机遇，更是行业数字化转型的加速器，接下来将会在各行业引领变革。