相比于通用的民用5G來(lái)說(shuō)，5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )相當于一種局域網(wǎng)，是采用3GPP 5G標準構建的具有統一連接性、優(yōu)化服務(wù)和特定區域內安全通信方式的企業(yè)或行業(yè)無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)。具體來(lái)說(shuō)，3GPP標準定義了兩種5G專(zhuān)網(wǎng)部署模式：SNPN(獨立的非公共網(wǎng)絡(luò ))和PNI-NPN(公共網(wǎng)絡(luò )集成NPN)。其中，PNI-NPN是“公網(wǎng)專(zhuān)用”，指企業(yè)可通過(guò)與運營(yíng)商5G公網(wǎng)共享RAN，或者共享RAN和核心網(wǎng)控制面、端到端網(wǎng)絡(luò )切片的方式來(lái)部署5G專(zhuān)網(wǎng);而SNPN是“獨立部署模式”，指企業(yè)獨立部署從基站到核心網(wǎng)到云平臺的整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò )，可以與運營(yíng)商的5G公網(wǎng)隔離。 與有線(xiàn)局域網(wǎng)或Wi-Fi等現有局域網(wǎng)相比，5G專(zhuān)網(wǎng)可以為企業(yè)中的設備提供更高的移動(dòng)性、有線(xiàn)級連接的穩定性和質(zhì)量等，同時(shí)還具備一些基本優(yōu)勢，如安全性和覆蓋范圍廣等。
發(fā)揮頻譜領(lǐng)航作用，助力5G應用揚帆
5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)企業(yè)內部網(wǎng)絡(luò )，提供與特定企業(yè)的人員或事物的通信連接，并提供這些企業(yè)的業(yè)務(wù)所需的特定服務(wù)，由企業(yè)獨立運行并專(zhuān)門(mén)使用。與公共網(wǎng)絡(luò )不同，只有企業(yè)內部的授權人員或終端才能訪(fǎng)問(wèn)此網(wǎng)絡(luò )。在企業(yè)自建5G專(zhuān)網(wǎng)道路上，專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的頻譜大概率是第一道門(mén)檻。頻譜資源是有限的，并非隨需隨得。在全球5G的戰略背景下，目前全球已有約30個(gè)國家、地區、行業(yè)和企業(yè)開(kāi)展了5G專(zhuān)網(wǎng)相關(guān)的研究工作，并取得了一定的進(jìn)展。
其中，歐盟投入約1.6億歐元用于5G技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并提出了一系列5G專(zhuān)網(wǎng)發(fā)展的愿景規劃。在我國，2020年6月時(shí)發(fā)布的《中國5G創(chuàng )新發(fā)展行動(dòng)綱要(2021—2035年)》提出：到2025年，我國5G累計商用時(shí)長(cháng)力爭達到600Gbps，建成世界領(lǐng)先的5G專(zhuān)網(wǎng)。同年8月，在2020年世界移動(dòng)通信大會(huì )上，華為正式宣布全球首個(gè)商用5G專(zhuān)網(wǎng)——Automobile Xtension正式商用。也在同年，工業(yè)和信息化部批準中國5G商用牌照并正式發(fā)放;去年10月23日，工信部正式批復中國移動(dòng)共建5G聯(lián)合創(chuàng )新中心正式成立;2022年將全面建成5G專(zhuān)網(wǎng)。
在大多數國家，頻譜都被視為一種自然資源，其使用受到國家主管部門(mén)的控制，國家主管部門(mén)根據國家的需求分配資源，我國的行業(yè)主管部門(mén)對企業(yè)自建5G專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用頻譜給予了科學(xué)穩健的態(tài)度。對于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )切片方式使用公眾通信網(wǎng);運營(yíng)商則可以向企業(yè)出租專(zhuān)用基站和下沉到企業(yè)的UPF，核心網(wǎng)控制面在運營(yíng)商，但基于IPv6的UPF分流，可保證企業(yè)敏感數據不在公眾網(wǎng)落地;而大企業(yè)可申請專(zhuān)用頻率自建5G專(zhuān)網(wǎng)，可實(shí)現靈活按需分配TDD上下行時(shí)隙，該專(zhuān)網(wǎng)仍可交由運營(yíng)商代維。
在此前召開(kāi)的“2022年中國5G發(fā)展大會(huì )”上，中國工程院院士鄔賀銓就曾表示，應為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用劃出專(zhuān)用頻段，這樣不僅可避免與公眾業(yè)務(wù)間干擾，而且5G CPE、工業(yè)模組也不必再按多頻多模配置，可顯著(zhù)降低成本。
而隨著(zhù)第一個(gè)專(zhuān)用頻段落地，商飛牽頭的示范效應以及未來(lái)推廣效應，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有望迎來(lái)較大發(fā)展，國家政策未來(lái)也或有更多支持。在此基礎上，與5G專(zhuān)網(wǎng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )設備、傳輸端、數據采集環(huán)節、應用環(huán)節均有望陸續受到產(chǎn)業(yè)催化。
“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展進(jìn)入加速期
自5G商用以來(lái)，從城市到鄉村，從海島到戈壁，從礦井到珠峰，我國一直在穩步推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò )建設。目前，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規模突破了萬(wàn)億大關(guān)，已建成具有一定區域和行業(yè)影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺超過(guò)150家，工業(yè)設備連接數量近8000萬(wàn)臺(套)，目前已建成全球規模最大、技術(shù)領(lǐng)先的5G獨立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )，5G基站總數達225萬(wàn)個(gè)，用戶(hù)數量超過(guò)5.2億;飛機、船舶、汽車(chē)、電子、采礦等一大批國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)開(kāi)展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng )新實(shí)踐，全國在建項目超過(guò)4000個(gè)，培育一批高水平的5G全連接工廠(chǎng)標桿;同時(shí)，5G也在加速向醫療、交通、教育等各行業(yè)各領(lǐng)域推廣，帶動(dòng)人工智能、8K顯示等新技術(shù)日益成熟，帶動(dòng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展。
根據中國信息通信研究院發(fā)布的《2022中國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展成效評估報告》顯示，全國4000余個(gè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項目已覆蓋41個(gè)國民經(jīng)濟大類(lèi)，5G全連接工廠(chǎng)種子項目中，工業(yè)設備5G連接率超過(guò)60%的項目占比超一半，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合將加速數字中國、智慧社會(huì )建設，加速我國新型工業(yè)化進(jìn)程，為我國經(jīng)濟發(fā)展注入新動(dòng)能。
工業(yè)和信息化部副部長(cháng)張云明表示，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”創(chuàng )新發(fā)展，不僅帶動(dòng)了企業(yè)提質(zhì)、降本、增效、綠色、安全發(fā)展，而且開(kāi)辟了傳統工業(yè)技術(shù)升級換代的新路徑，加速人、機、物全面連接的新型生產(chǎn)方式落地普及，成為推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展的重要支撐。
目前，雖然中國在5G通信領(lǐng)域的布局已經(jīng)取得一定的成績(jì)，并積累了豐富的技術(shù)和應用經(jīng)驗，但在一些關(guān)鍵技術(shù)方面仍需進(jìn)一步提升，5G專(zhuān)網(wǎng)的發(fā)展仍面臨挑戰。早在2G、3G以及4G時(shí)代，專(zhuān)網(wǎng)就已經(jīng)在行業(yè)內發(fā)揮著(zhù)作用，而隨著(zhù)國家經(jīng)濟快速發(fā)展，企業(yè)和專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)對于網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量和安全性需求也日益提高，這也進(jìn)一步提升了專(zhuān)網(wǎng)在通信市場(chǎng)的規模。隨著(zhù)全球通信技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中國在專(zhuān)用技術(shù)方面不斷取得突破，與國外差距逐步縮小。目前已經(jīng)在全國建成了數萬(wàn)個(gè)5G基站。在5G技術(shù)商用后，中國專(zhuān)網(wǎng)也已進(jìn)入商用階段。可以說(shuō)，5G專(zhuān)網(wǎng)的到來(lái)補齊了5G應用落地的最后一塊拼圖，為各行各業(yè)提供了更多應用維度，豐富5G應用實(shí)例落地的同時(shí)，也令相關(guān)上游下游產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)百花齊放。
根據中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)提供的數據，從2009起，我國專(zhuān)網(wǎng)通信行業(yè)便在不斷擴大發(fā)展，2018年專(zhuān)網(wǎng)通信的市場(chǎng)規模超過(guò)200億元，專(zhuān)網(wǎng)通信產(chǎn)值超過(guò)500億元。在2018年3月舉行的十三屆全國人大一次會(huì )議第四次全體會(huì )議上，國務(wù)院提出了提升專(zhuān)網(wǎng)需求的部署要求，這意味著(zhù)在國家層面上，專(zhuān)網(wǎng)發(fā)展也得到了相關(guān)領(lǐng)域的全力支持。
2018年6月以來(lái)，中國電信成功測試了中國首個(gè)5G室內試驗網(wǎng)(BGP)+5 G試驗網(wǎng)(SA)組網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現5G室外覆蓋，中國電信、中國聯(lián)通也已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)方案，針對5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )和特定業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行了部署：如在工業(yè)、醫療健康、物流、能源、港口、交通、電力、公安、氣象等行業(yè)中對網(wǎng)絡(luò )要求較高的行業(yè)將率先實(shí)現覆蓋;針對智慧城市建設，也將實(shí)現更好的融合應用。隨著(zhù)“一帶一路”倡議的深入實(shí)施以及新基建建設加速布局，國內移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )能力已得到大幅提升。未來(lái)隨著(zhù)5G業(yè)務(wù)、邊緣計算、人工智能等新一代信息技術(shù)逐步發(fā)展成熟，并應用于智慧城市、園區、能源運輸等領(lǐng)域，5G行業(yè)應用和關(guān)鍵技術(shù)都有很大想象空間。
5G結合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)正式走向行業(yè)專(zhuān)用
5G專(zhuān)網(wǎng)在特定區域進(jìn)行信號覆蓋，彌補了公網(wǎng)通信無(wú)法覆蓋的范圍，由于專(zhuān)網(wǎng)對于技術(shù)可靠性需求較高，整體安全性、抗干擾能力優(yōu)于公網(wǎng)，同時(shí)由于其覆蓋物理范圍小于公網(wǎng)且需求場(chǎng)景較確定，其專(zhuān)業(yè)性、專(zhuān)用性較高。在行業(yè)及社會(huì )各界支持下，5G專(zhuān)網(wǎng)已經(jīng)逐漸形成規模，但面對專(zhuān)網(wǎng)發(fā)展形勢的不確定性和復雜多變的行業(yè)環(huán)境，5G專(zhuān)網(wǎng)的未來(lái)發(fā)展依然任重道遠。
此前，工信部只給運營(yíng)商企業(yè)授權了5G專(zhuān)網(wǎng)的頻譜，其他企業(yè)需要使用5G專(zhuān)網(wǎng)，就只能找運營(yíng)商企業(yè)合作。而基于不同企業(yè)的不同需求，運營(yíng)商也為此推出了三種合作的模式，比如，中國移動(dòng)就推出了“優(yōu)享”、“專(zhuān)享”、“尊享”三種模式：
優(yōu)享模式(公網(wǎng)公用)是在公共網(wǎng)絡(luò )基礎上，通過(guò)QoS、網(wǎng)絡(luò )切片等手段，滿(mǎn)足客戶(hù)對特定業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )速率、時(shí)延、隔離性?xún)?yōu)先保障需求;
專(zhuān)享模式(公網(wǎng)專(zhuān)用)是在局域增強覆蓋基礎上，通過(guò)邊緣計算、數據分流等技術(shù)手段，滿(mǎn)足客戶(hù)對超低時(shí)延、數據不出場(chǎng)等業(yè)務(wù)需求;
尊享模式(專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用)是通過(guò)基站、頻率、核心網(wǎng)設備的專(zhuān)建專(zhuān)享，為企業(yè)客戶(hù)構建專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，滿(mǎn)足客戶(hù)對高安全性、高隔離度等定制化建網(wǎng)需求。
比如，此前中國移動(dòng)和寧德時(shí)代宣布建成了全國最大的5G企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)，正是采用了與公網(wǎng)部分共享的“專(zhuān)享模式”。事實(shí)上，不光中國移動(dòng)，三大運營(yíng)商都分別提供了分級的5G專(zhuān)網(wǎng)產(chǎn)品體系，各家對于不同級別5G專(zhuān)網(wǎng)有不同的名稱(chēng)，不過(guò)其分類(lèi)的邏輯和同一分級的內涵基本一致。中國聯(lián)通董事長(cháng)劉烈宏表示，“‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)’為加速我國新型工業(yè)化進(jìn)程提供了新的工具箱。”5G是驅動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)又是5G規模化應用的主陣地，兩者深度融合，進(jìn)一步釋放5G應用的價(jià)值。
寫(xiě)在最后
在工業(yè)4.0時(shí)代，自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化的發(fā)展帶來(lái)對現有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的深度改造，如今的5G專(zhuān)網(wǎng)技術(shù)在全球范圍內更是被廣泛應用于工業(yè)控制應用和智慧城市、智能電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)轉型升級領(lǐng)域。據統計，2019年全球工業(yè)增加值約為7萬(wàn)億美元，占全球制造業(yè)增加值比例超過(guò)47%;同時(shí)，還有大量數據需要收集分析，對大量生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數據進(jìn)行采集利用可以提高管理效率、降低成本、提高生產(chǎn)效率、增強安全性等優(yōu)勢。
未來(lái)，在5G專(zhuān)網(wǎng)的推動(dòng)下，“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展向更大范圍、更深程度、更高水平邁進(jìn)，工信部等部門(mén)也將出臺支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)規模發(fā)展的新舉措，不斷完善多層次的創(chuàng )新示范體系，分行業(yè)分領(lǐng)域制定5G全連接工廠(chǎng)建設標準，提升5G虛擬專(zhuān)網(wǎng)和混合專(zhuān)網(wǎng)建設服務(wù)水平，推動(dòng)各方加強低成本、輕量化的5G工業(yè)級產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，讓廣大工業(yè)企業(yè)用得起、用得好，不斷提升產(chǎn)業(yè)供給水平。
