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万物智连的未来,分几步走?_科技
2021-09-15 09:38:49

  工信部公布资料显示,我国已累计建设5G基站91.6万座,占全球的70%,5G连接数超过3.65亿,占全球的80%。当前我国5G发展已走在世界前列,5G应用发展迈入“无人区”,需要创新和探索。

  工信部等十部门联合发布的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》提出目标:未来三年5G行业应用是发展重点,5G行业赋能要实现5G在大型工业企业渗透率达到35%;重点行业5G示范应用标杆数达到100个;5G物联网终端用户数年均增长率达到200%。

  为实现5G行业应用的规模化落地,实现5G从生产边缘环境到生产核心环节的渗透,3GPP R16标准商用部署迫在眉睫。展锐R15 V510平台支持SA和NSA网络,可实现eMBB场景在智能手机和数传物联市场的快速落地。展锐5G NB-IoT 平台V8811将NB-IoT接入5G核心网,引领5G mMTC场景应用的发展。随着展锐5G R16平台V516的推出,展锐成为全球首家支持5G eMBB+uRLLC+mMTC全场景的芯片平台供应商,展锐的5G产品组合可以帮助运营商和垂直行业通过5G一张网即可实现eMBB+uRLLC+mMTC三大应用场景,助力产业伙伴实现5G行业应用的快速落地及规模复制。

  【第一阶段:探索期】

  5G赋能万物互联分为三个阶段。第一阶段行业探索期,主要利用5G大带宽特性,实现5G与超高清视频应用融合。超高清视频应用可分为下行和上行两大类,5G下行应用主要实现云端超高清视频内容在智能手机,高清数字电视,VR等设备上的播放与显示。随着5G能力的提升,平面视频持续快速向高分辨率,高亮度和广色域,以及高帧率方向演进,同时视频体验将从单维逐步扩展到多维,5G高新视频(云游戏,VR视频、互动视频和沉浸式视频)成为未来下行超高清视频主要的创新方向。5G上行应用主要伴随AI技术的发展,从传统的监视行业,向字符识别、人脸识别、行为分析、物体分析等智能化方向发展,对视频流的清晰度以及流畅度提出了更高的要求。

  在5G发展的第一阶段,无论是上行还是下行,R15 eMBB已经可以满足这些超高清视频应用需求。下行终端形态主要是5G智能手机和CPE,展锐坚持价值创造和技术引领,在2020年联合运营商全球首发5G云手机及支持网络切片的5G CPE。上行终端形态主要是5G DTU和DVR,展锐5G R15解决方案在智慧物流,采矿等领域已经实现了无人巡检,实时监控,实时调度等场景应用。

  【第二阶段:高速发展期】

  第二阶段是行业高速发展期,5G全面赋能产业数字化需要深入到行业现场、到工业产线、到企业园区。R16为5G+物联网能力增强版本,相较5G R15标准版本,做了很多增强。在5G扬帆起航的初期,远程控制和配电自动化两大行业应用有望率先突破,实现商用落地及规模化复制。

  远程控制是5G+工业互联网服务于生产核心环节中的典型场景,也是工业生产中保障人员安全、提升生产效能、实现生产单元协助的必要手段。当前工业上大多数远程控制还是基于有线网络,虽然有线网络稳定,但也限制了生产的灵活性,同时也在一定程度上限制了生产过程的控制范围。在工业生产中某些高温、高空、环境指标差等不适宜人工作业的场合,比如在某些厂区进行喷漆作业,需要远程控制机器人将人从有毒有害环境中解放出来。还有一些工作人工无法完成,比如工厂内大件货物或港口集装箱的装卸,都需要远程控制机械来实现。在远程控制场景中,一方面可以利用eMBB的高速率满足高清视频回传的要求,另一方面可以使用uRLLC+IIoT满足远程控制对低时延和高可靠的要求。展锐5G R16平台V516支持eMBB+uRLLC+IIoT,助力搭建园区5G虚拟专网,构建5G LAN产线内网,提供低时延高可靠无线网络连接,全方位提升自动化生产能力,打造真正的5G全连接工厂。

  另一个典型场景是5G+智能电网中的配电自动化。通过5G低时延、高可靠、高精度授时特性保障差动保护业务信号的传输,从而实现配电网络的差动保护控制。差动保护控制可以通过继电保护自动装置检测配电线路或设备状态信息,快速实现配电网线路区段或配网设备的故障判断及准确定位,快速隔离配网线路故障区段或故障设备,并对非故障区域恢复供电。展锐在2020年基于5G R15现网环境下,与合作伙伴验证了微秒级的高精度授时功能,将供电恢复时间从分钟级缩短至秒级。展锐5G R16平台V516将时钟同步时间从微秒级进一步提升到纳秒级,有望进一步提升故障隔离时间,大幅降低供电恢复时间, 实现停电零感知。

  自动驾驶,运动控制还有远程医疗等行业应用目前仍处于探索期,随着V2X、TSN、eURLLC等5G技术的进一步发展,有望在未来逐步成为现实。

  【第三阶段:海量物联网爆发期】

  第三个阶段是海量物联网爆发时期,产业中有观点认为mMTC会先于uRLLC实现商用。实际上早在2020年7月,国际电信联盟(ITU)就已经宣布认可NB-IoT可满足IMT 2020 5G技术标准中mMTC的指标要求。所以NB-IoT已经晋级为5G标准用于实现mMTC海量物联场景。展锐在2020年发布了业界首款5G R16 NB-IoT芯片平台V8811,可以与 5G NR 网络共存并接入 5G 核心网。让NB-IoT终端产品从传统的静态应用向动态应用升级,进而将最终将低功耗窄带物联网产品带入5G新纪元,更好的满足mTMC场景需求。在3GPP R17定义Redcap轻量版5G讨论中,展锐积极推动20MHz带宽能力,最终获3GPP投票通过,未来将进一步推动5G从网关级向控制末梢渗透,实现海量物联网应用与连接。

  参考文献:

  [1]工业和信息化部.5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)[R/OL].(2021-07-05)

  [2]工业互联网产业联盟. 5G与工业互联网融合应用发展白皮书[R/OL].(2019-10-31)

  [3]国家广播电视总局. 5G高新视频-VR视频技术白皮书(2020)[R/OL].(2020-09-07)

  [4]国家广播电视总局. 5G高新视频-沉浸式视频技术白皮书(2020)[R/OL].(2020-09-07)

  [5]国家广播电视总局. 5G高新视频-互动视频技术白皮书(2020)[R/OL].(2020-09-07)

  [6]国家广播电视总局. 5G高新视频-云游戏技术白皮书(2020)[R/OL].(2020-09-07)

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