12.23 5G在工業領域的應用和建設模式

背景

2019年5G是人們討論的熱點話題,吸引了全世界的眼光,各國運營商都加快了5G網絡建設的進程。不同於3G和4G主要是移動帶寬的升級,5G重新定義了移動網絡,從不同的業務場景出發(當前)定義了三種流量和連接模型。通過網絡切片,為移動網絡增添了廣闊的應用前景。


5G在工業領域的應用和建設模式

5G業務模型

對於eMBB類型可以提供高達10Gbps連接速率,對於mMTC可提供每平方千米百萬級別的海量連接,低時延的uRLLC業務類型可滿足自動駕駛ms級別的連接需求。基於此,5G也將會規模走進製造領域,解決工廠當前主要以有線現場總線為主的網絡所帶來的問題。

5G-ACIA介紹

由各領域的帶頭大哥組建的5G產業自動化聯盟5G-ACIA(5G Alliance for Connected Industries and Automation )主要推動了工業領域相關的5G相關標準。


5G在工業領域的應用和建設模式

聯盟成員

工業領域5G基站的部署方式

相比與4G,5G採用了更高的頻率和更密集的天線陣列,覆蓋範圍明顯減小,為了方便部署,5G基站向小型化,高集成方向發展,對站址的要求大幅度下降,安裝也將更加簡單快捷。因此5G基站的建設模式將會更加多種多樣,4G基站都是由運營商統建統維統一運營,建設5G基站的時候也許會更多考慮社會力量。比如在特殊覆蓋領域或者應用領域,可以和業主(使用者)合建,專網專用等。因此在工業領域5G基站的部署我們不妨討論兩種:

1、沿用傳統模式,運營商統一建設,運營連接和流量:

這種方式比較成熟,只需要基於業務開通不同的網絡切片,保障QoS即可。


5G在工業領域的應用和建設模式

傳統方式

2、在工業領域採用局部專網的建設模式:

2.1全自建模式

這種方式下,需要在局部空間租用運營商頻段,或者採用免費頻段如5.8GHz,在最終匯聚點通過網關接入運營商網絡,實現跨地域連接即可。如下圖在專網裡面部署了專有的基站,專有的用戶管理域,專有的控制面和專有的數據面。

5G在工業領域的應用和建設模式

完全獨立建網

2.1自建核心網,共享運營商基站

共享運營商基站,獨立建設所有核心網組件,包括用戶管理、控制面和數據面等。所有的企業內的數據都不會出去,根據需要,通過統一的網關與外界進行互聯。同時也能保證確定的時延控制。

5G在工業領域的應用和建設模式

只共享基站

2.2自建核心網用戶面,控制面和基站共享運營商網絡

由於工業領域缺乏對5G網絡的維護經驗,可以採用共建部分核心網的方式,將用戶管理和控制面的功能放到運營商網絡中,用戶面留在企業內部,同樣可以保證業務數據不上公網。

5G在工業領域的應用和建設模式

共享部分核心網組件

題外

1、5G時代的核心網各大運營商將普遍採用NFV的方式部署,其功能模塊組件化,雲化,可以運行在通用的X86/ARM服務器上,因此部署方式會比較靈活,部署成本也會大大降低,為5G網絡的運營和建設也提供了多種可能。以上討論的各種方式在4G時代可能比較困難,實施起來成本會比較高,週期會比較長,5G時代門檻會大大降低。以後開通一個基站或者核心網可能就像我們現在開通一個手機業務一樣,直接在網上下單、付費、雲端自動規劃頻段、生成基站license和核心網license,下載組件軟件導入license就可以用了。

2、以前的移動網絡基本上都是採用統一規劃,分期建設的步驟,週期都比較長,5G基於應用場景的多樣化,建設模式將會迎來很大的變化,如何能滿足企業用戶按天級別的開通業務是需要產業鏈共同思考的。

3、5G要正真提現價值,行業應用領域是值得深入挖掘的,帶來的移動網絡的規劃、優化、維護等如何改變將是一個挑戰,我們如何應對?

更多5G在工業領域的應用可以參看5G-ACIA的官網。


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