邬贺铨:开发5G to B特色 构建工业互联网新格局

时间:2021-10-12 08:18:51 来源: 飞象网


在日前举行的“5G千兆产业论坛”上,中国工程院院士邬贺铨表示,5G不仅为工业互联网增加了可供选择的接入模式,而且在5G工业模组基础上融合新一代信息技术的新型工控网关将推动工业互联网IP化、云化和智能化,实现IT/OT的无缝融合,开拓5G工业应用新空间。

“应该开发5G to B特色,利用5G企业网新架构+新型工业网关构建工业互联网新格局,增强我国在工业互联网发展中的自立自强能力,有效推进产业数字化转型,赋能工业高质量发展。”

5G+工业互联网是企业网升级的难得机遇

邬贺铨表示,大中型企业其内网通常并非一张白纸,原有的企业网不适应现代企业的要求,主要表现为:层次多,层间协议不同;接口标准碎片化、难兼容;IT与OT共存带来融合难题;大量工控产品源自进口,协议不开放、缺乏自主可控;不适应更高的带宽和更严的时延需要;与新出现的云计算、智联网、人工智能、区块链、IPv6等新一代信息技术难于融合。

而开发新型工控网关推动企业网扁化IP化,需要开发集成新一代IT技术的新型5G工业CPE+鸿蒙OS改造企业内网,同时嵌入OPC-UA兼容现有企业网。

“因此5G+工业互联网是企业网升级的难得机遇,需要开发很对企业网特点的5G to B架构,构建工业互联网新格局。”

要开发适应企业内网特点的网络架构

据了解,5G to C的网络架构要求:终端以星型方式接入基站;仅车联网支持D2D;基站只处理物理层;核心网控制台离终端较远;下行业务对带宽要求较高,重视越区切换、漫游、计费;切片的优势体现在核心网;多基站协同可降低对单基站安全的依赖,同时多基站协同支持高精度定位。

而5Gto B的网络架构需要:可星型或树状接入(含D2D接力)或无线总线;D2D可能成为较常用模式(信令经核心网);云化基站(或BBU),可具有UPF和部分UGC功能,可移动、可集成边缘计算,缩短时延;核心网下沉到企业,主要业务终结在车间;上行业务需要更大带宽,并敏感时延与确定;无需考虑漫游与计算,越区切换也很少;更重视安全和高可靠,必要时可牺牲频谱与带宽利用率保安全可靠;车间只能只有单基站,但仍需提供室内精准定位。

“特别是5Gto C网络架构可用于企业外网及部分企业内网,但大中型企业内网5Gto C并非合理模式。5Gto B需要轻型网络架构,可采用5G专网或公网上逻辑切片方式支持5Gto B的新架构。”邬贺铨说,“因此,要开发适应企业内网特点的网络架构。”

企业网对5G有特殊要求

企业应用场景与公众网相比有很多特殊,需针对开发新型5Gto B架构,支持企业网扁化和大带宽、低时延、高可靠及高安全的应用。

特别是,企业网与公众网相比在能上有特殊的要求,包括千兆传输及大上行,需要通过5G空中接口与终端技术创新来支持。

因此,企业网与公众网相比,对5G有着特殊的要求。据邬贺铨介绍,在下行超宽带方面,企业网需要达到1Gbps的大上行,网络侧感知下行链路状态,抵消上下行间干扰、灵活配置上下行带宽,网络辅助全双工和终端半工。

在空口低时延方面,企业网需要端到端4ms的全链路低时延,同时要求支持高带宽、和联网L4要求1-10ms,网络扁化,站集成核心网部分功能,数据通信本地化以及NR-Sidelink即D2D。

在多基站精定位方面,企业网需要厘米级、ms级时延的单基站精定位,设置多AP点,以及在企业内设置定位参考点及标志信号。

在高可靠方面,企业网需要高可靠高安全并希望免运维。而公用网利用多基站来避免单基站故障影响,但一个车间可能仅单基站。企业网则可采用多信道冗余、蜂窝小区多AP点避免各信道能同质化,对控制/安全信道及高可靠业务预留专用载频或设置永远在线切片。

“企业网有上行千兆的要求:需要增加上行带宽能力:目前5G TDD主流时隙配比为8D2U和7D3U,5G上行峰值能力不足;上行载波聚合CA,例如在3.5GHz基础上增开低频通道做上行,让流量同时承载于高频段+低频段;上下行解耦SUL,在上行无覆盖的地方增开低频做上行,高频段传5G下行,低频段传5G上行;超级上行,将TDD和FDD协同、高频和低频互补、时域和频域聚合,带宽提升20%,时延降低30%。”邬贺铨强调说。


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