R16 對工業互聯網影響幾何？

王改靜

近日，5G R16標準凍結受到廣泛關注，業內人士紛紛表示，5G正從“能用”向“好用”過渡，而做為5G重要應用領域的工業互聯網或將加速實現5G場景的應用落地。

R16標準：將實現真正意義的工業5G

為何大家都在強調R16標準凍結對工業互聯網領域的重要性呢？

“R16非常重要的一個特點是垂直行業拓展，超過60%的標準項目都和5G 2B能力有關。支持工業互聯網的確定性網絡開啟了CT和OT技術的融合。”3GPP SA2工作組副主席、中國移動研究院主任研究員孫滔表示。

本次凍結的R16標準，是對R15版本的增強。面向工業互聯網應用，引入新技術支持1微秒同步精度、0.5～1毫秒空口時延、“6個9”的可靠性和靈活的終端組管理，最快可實現5毫秒以內的端到端時延和更高的可靠性，提供支持工業級時間敏感（TSN），而這些可以有效的滿足如工業AR/VR、工業視覺檢測、工業云端機器人等工業場景的通信需求。

而針對空口時延這一點，中國移動研究院標準專家、3GPP標準專家柴麗在中國移動研究院“智匯講堂”中提到，原有的工業網絡環境布線非常復雜，維護成本也非常高，但R16標準凍結后，5G無線技術可以替代實體網線連接，可以克服傳統工業互聯網布線雜亂、維護難度大、設備靈活度底等缺點，有效滿足高精度、低時延、高可靠性的時間敏感網絡的需求，使得工業互聯網“你的活我也能接，不用擔心跟不上你的時間”。5G與TSN的融合，有助于將5G的潛力擴展到更廣闊的領域，如工業運動控制、移動機器人、AGV遠程控制，甚至傳統的工業過程自動化領域。

事實上，R16標準主要側重的是對高密度連接（大規模機器通信，mMTC）和更低的延遲（超可靠低延遲通信，URLLC）做了全球統一的國際標準支持。

其中，eMBB、mMTC與URLLC是5G三個關鍵性能指標，而mMTC與URLLC這兩項性能對工業互聯網來說是實現工業5G落地的關鍵。

在此之前，我們經常會看到關于“5G智慧工廠”“5G工業互聯網”等相關試點示范應用，但這些應用都是基于R15版本的5G應用，不能算真正意義上的工業5G，因為工業環境對于通信網絡質量要求極高，一旦產生任何中斷或者延遲，造成的后果難以想象，也就是說，R15版本的5G還不能滿足工業通信需求。但按照R16標準開發和部署的5G網絡，不僅速度快，而且具有超可靠和低延遲的特性，這才是5G能夠在工業領域應用的關鍵。

“為支持工業控制通信，R16網絡首次實現高精度時鐘同步（精度達到百納秒級）和時敏通信功能，將數據報文在既定的時刻傳遞到目的地，既不提前也不遲到。”3GPP CT副主席，中國信科集團大唐移動標準專家艾明表示。

同時，艾明還表示，R16網絡支持工業企業基于5G網絡組建獨立的專用網絡，將分布在各地的生產網絡組建為一個專用專屬的網絡。

標準凍結初期如何切入？

R16標準宣布凍結，標志著5G第一個演進版本標準正式完成，也正式預示著5G將加速在垂直行業的落地應用，那么R16標準凍結后5G與工業互聯網融合將呈現出哪些變化呢？賽迪智庫信軟所工業互聯網研究室副主任宋穎昌告訴《通信產業報》記者，5G與工業互聯網的融合正在逐步落地，結合目前的進展，可以從三方面來看。

首先從網絡改造看，“5G+工業互聯網”應用場景范圍擴大。R16支持5G與TSN（時間敏感網絡）集成，有利于滿足工業場景低時延、高可靠性要求，將持續擴大潛在的工業互聯網用例，如工廠自動化、電網配電自動化等。

其次是從平臺應用看，“5G+工業互聯網”平臺商業應用持續加速。標準凍結意味著相關開發測試可以啟動，推動大規模商用。在R16凍結后，5G技術能力已相對比較全面，可以更好地接受各種工業互聯網平臺應用的挑戰。

最后從通信安全看，“5G+工業互聯網”可靠保障能力得到提升。R16對PDCP復制機制進行了增強，來抵御無線環境惡化帶來的影響，保障通信鏈路和數據傳輸的可靠性。

標準確立初期，5G與工業互聯網融合又該從哪些“切口”切入呢？宋穎昌表示，可以從設備互聯互通、工業數據傳輸和場景應用的廣度和深度來入手。

宋穎昌認為，R16版本的5G網絡可以破解工業互聯網設備互聯互通難題。通過將5G技術與工業PON、MEC（邊緣計算技術）等相結合，能夠降低工業場景協議轉換和設備接入難度，提升工業互聯網異構數據接入能力，有效解決“數據孤島”的問題。

我國工業門類眾多，工藝流程復雜，其產生的工業數據“量大多樣”，宋穎昌表示，5G可以很好的支撐海量工業數據實時同步傳輸。作為工業互聯網的關鍵基礎設施，具備大帶寬、低時延、海量連接的網絡特性，能夠提供端到端毫秒級時延和接近100%的高可靠性通信保障，滿足工業大數據無線傳輸需求和工業領域大量即時處理需求。

此外，宋穎昌還告訴記者，5G將助力拓展工業互聯網應用的廣度與深度。5G將助力工業互聯網全要素、全環節高效互聯互通，實現以數據流帶動技術流、資金流、人才流、物資流，有效提升傳統產業的發展質量與效益。另一方面，5G將加速人工智能、AR/VR等新興前沿技術在工業領域的應用與探索，催生形成新產品、新模式和新業態，拓展工業互聯網發展空間。

5G成工業內網建設的主要方式

雖然工業互聯網發展已從概念普及進入實踐深耕階段，但我國工業互聯網發展仍處于發展的初級階段，有分析機構稱，工業互聯網此前發展較慢，關鍵因素之一是通信層面的不足，過去的通信技術在工業互聯網領域應用具有一定的局限，但R16標準的凍結，5G高速率、低時延、海量連接、高可靠性等特性的實現，將使以往受限于網絡接入而不能實現的工業場景在5G的加持下變得可行。

近日，中國信息通信研究院副院長、工業互聯網聯盟秘書長余曉暉指出，到目前為止，全球工業系統中無線技術的使用比例仍然非常低。直到2019年，全球無線技術在工業系統中的使用比例只有5%～6%，無線技術在工業的自動化、大規模個性化定制等很多場景中都有獨特的優勢，之所以使用不夠就是因為過去的無線技術無論是WifFi，還是3G、4G，都達不到工業場景所需要的性能。

但R16的凍結定義了絕大部分工業場景，在技術性能上，除了運動控制時延達到納秒級等極個別指標還達不到要求外，5G性能已可以滿足絕大多數工業場景。

由此可見，5G已經成為工業互聯網的主要通信方式。

其實，早在去年11月份，工信部就印發《5G+工業互聯網512工程推進方案》，提出要加快垂直領域“5G+工業互聯網”的先導應用，內網建設改造覆蓋10個重點行業;打造一批“5G+工業互聯網”內網建設改造標桿、樣板工程，形成至少20大典型工業應用場景。同時還強調，要合理配置工廠內5G網絡，進行適當的網絡部署和網絡配置、業務部署及數據安全等。

3月20日，在工信部發布的《關于推動工業互聯網加快發展的通知》中就提到，要加快新型基礎設施建設，利用5G改造工業互聯網內網，打造高質量園區網絡，引領5G技術在垂直行業的融合創新。

《通信產業報》全媒體總編輯辛鵬駿認為，5G R16標準的凍結，給正在加速跑的工業互聯網，提供了一條絕不堵車的嶄新的“信息高速路”。R16充分迎合了工業級時間敏感需求，滿足工業控制微秒精度，同時支持工業專網和更豐富工業智能制造開發，讓工業車間完全無線智能化成為可能。

從目前整個發展形勢來看，雖然整個大環境條件都在支持5G與工業互聯網的融合發展，但5G工業互聯網發展還面臨哪些挑戰？華為中國運營商Marketing部副部長劉西恒認為，5G與工業互聯網的結合，最關鍵的是工業CPE、工業終端、工業模組能夠成熟發展，同時要趨向云與AI結合，這樣才能真正地把5G大帶寬、低時延的能力發揮出來。