5G与前几代蜂窝网络的主要区别之一在于5G强调机器类通信和物联网（IoT）。因此，随着数据速率的不断提高，5G的功能远远超出移动宽带，完全具有为工业中广泛的不同用例和应用厂家场景提供连接的潜力。从长远来看，它实际上可能导致当今使用的许多不同通信技术的融合，实现对多种无线需求场景的满足，正如时间敏感网络（TSN）的持续发展趋势一样，5G可能成为工业中首选的标准无线技术，因为它可能首次实现直接和无缝的超低时延、超高可靠的无线通信，切合了传统制造企业智能制造转型对无线网络的应用需求。

图1：工业互联网新基建体系

2019年被认为是5G发展的元年，大量5G示范应用和试验项目纷纷亮相各大展会和多个垂直行业，中国电信也在全球运营商率先发布《5G技术白皮书》，并在深圳发布全球第一个SA组网商用示范标杆。

图2：5G的场景描述

2020年将是全国快速规模建设5G的一年。截止2020年3月，中国电信在全国已累计开通5G基站7.4万个，年底有望达到30万个。而在武汉疫情防控的关键时刻，一个月内就建成了500多个5G基站。

5G的三记长拳

5G面向行业最重要的三个特性就是边缘计算、网络切片和超级上行。而完成移动边缘计算（MEC）平台的自主研发和第三方能力的引入与开放，自主研发网络切片管理平台，满足客户定制化需求，则是电信运营商的重点工作。

图3：5G网络应用的三大特性

边缘计算可以保障工业企业“数据不兜圈”，在离工业设备最近的网络位置为其提供计算能力，保障其业务能以最低的时延进行数据的实时、可靠交互。而与自动化控制相结合的边缘智能，则可以完成对高度实时性数据的处理，计算结束时，数据就自然消亡。这种边缘智能的需求，也会激发布置更多计算节点的需求。这种边缘智能，可以与网络边缘计算进行一定程度的融合，提升资源利用效率，从而减少终端部署数量或复杂度。

对于边缘计算，目前看的非常清楚的是，一定要加入安全策略，以保障企业应用部署在边缘云服务上的安全性，同时又能保障运营商企业大网的安全性。来自5G的另一记长拳，则是网络切片。它可以实现企业网络资源的安全隔离，保障企业数据的安全性，并能够实现跨域的端到端切片。通过网络切片可以为企业提供差异化的网络服务能力，比如时间敏感网络TSN能力、超高可靠能力等。目前看TSN、OPCUA等工业关键技术还处于青春碰撞期，还需要从技术走进标准，再逐步走向落地。在目前阶段，通过切片技术实现满足其个性化需求的企业虚拟专网，做到数据隔离，保障数据和运行安全，对企业用户更为重要。

中国电信积极探索5G上行增强技术创新方案，结合FDD频谱的优势，提出TDD/FDD协同，高频/低频互补，时域/频域聚合的组网技术创新，率先实现超级上行技术，为工业和物流企业多路高清图像上传以及大数据流量上行等场景提供保障，为ai开放计算提供数据基础，为实时决策和无人操控等功能的实现带来技术可行。

图4：中国电信的5G服务图

通过5G与工业互联网融合创新，驱动工业网络化、数字化、智能化发展，实现工业互联，是我国制造行业未来发展的主流方向。

现有大量制造业工厂网络中，作为底层网络承载基础的工厂内以太网，在业务性能、可靠性、部署建设成本、多业务承载能力等方面，有可能无法满足未来工业互联网的发展需求。随着智能制造的深入发展，由于现场网络部署的复杂性和传统网络的延迟性问题，工厂要素之间的互联互通，需要更多的工业无线技术参与，如具备超低时延超高可靠的5G网络。因此，未来网络技术应重点关注如何采用5G等先进网络技术，实现对现有工厂内以太网络演进升级，并结合5G网络切片、边缘计算，实现工业企业数据本地落地，达到“数据不出厂”的目标，推动实现企业对虚拟专网的运营监控促进5G在工业场景的融合应用。

图5：5G的应用点

5G促进数据跨越产业流动

在生产制造、流通、消费的过程中，数据会从工业领域，流到一产和三产，在这个过程中，标识解析很好地解决了这种数据跨行业的流动。例如，农业机械的数据输出，就延伸到农业中去。很多钢结构的制造信息，也会流入到建筑行业，而钢铁耗材，可以通过物理标识来解决。从这个角度看，运营商加强DICT（ DT与ICT的融合）的融合能力，有助于促进产业链实现数据的跨域、跨行业流动。然而，数据的广泛流动也凸显了数据立法的重要性。随着工业数字化的推进，工厂数据也会越来越多，数据也将越来越被重视，也将成为企业的一种无形资产，通过5G等网络的拉动，并通过数据空间等形式，可以有效促使工业数据流动起来，同时推动数据立法，促进数据流动，保障企业数据安全。

图6：大数据的双向融通

5G在工业的三大商业模式

5G的技术设计，在满足垂直行业需求方面具有先天优势，更适合应用在工业、医疗、能源等垂直行业。

目前，5G在工业领域主要以工业园区虚拟专网为主，既然是专网，就会涉及运营商和工业伙伴的合作模式。中国电信在全国四百多个案例中（以工业互联网为主）的合作探索，可以总结三种5G工业虚拟专网的商业模式。

第一种是以租代建模式，运营商搭基础，卖流量，也就是运营商来建设园区、工厂虚拟专用网络。如中建钢构的工业园区和江西蓝星星火化工园区等项目。企业可以租用网络，购买网络带宽、流量、卡号等服务能力，网络资产属于运营商，运维保障也属于运营商，这也是4G时代的常见方式。

第二种是双方搭建模式，资产归双方共有，运营商负责提供专业化的网络设计、建设与运维服务，企业享受便利自主的网络服务，也可以根据需要进行自主的可视化运维和故障预处理，运营商提供专家保障服务。如赛轮集团厂区和华润水泥等项目就采用这种模式。

第三种是工厂自行搭建，工业伙伴承担5G网络覆盖、转发等相关的设备费，资产归企业独有，独享的无线网络可以接入运营商核心网完成5G标准的认证、信令控制等，运营商提供代运维保障和网络出口服务等。一些化工和电网运营企业，往往会倾向于选择这些模式。

在工业园区虚拟专网方案中，中国电信的边缘计算，为美的和海尔等多家客户，提供了承载企业MES、ERP、SCM等行业公共服务平台。同时，通过在工业园区5G行业虚拟专网服务能力体系，可构建5G虚拟专网能力开放平台，使企业可通过能力开放平台提供的API接口实现自动化的能力调用，完全可以做到“数据不出厂”的要求。这种技术的创新探索为5G与电子制造业的业务融合提供了样本和素材，以后可以扩展应用到各种制造型工业园区。

图7：5G的园区应用

（来源：中国电信）

5G突进：频率与选址

不管是公众5G网络，还是园区的虚拟5G网络，频率是网络建设的基础，目前5G有两个频段域，一个是在低频段，主要是FR1的450MHz到6GHz，通常称为Sub6GHz，5G低频资源非常空缺，在国内主要是700MHz、3.5GHz，其中700MHz频段，工信部正在与广电公司协商和统一规划中，希望尽快更广泛应用于运营商的移动通讯网络中。

一个是高频段的毫米波（FR2：24250 MHz - 52600 MHz），这也是未来提供5G热点超大带宽覆盖所用的频段。这种应用目前正在规划中，华为已经开始研发这方面基站技术，但产业生态还有待于发展。

2020年的基站一般以3.5GHz为主，下半年可能一部分700兆。目前国内5G室内室外频段均已分配，电信运营商可以根据企业、园区实际情况进行统筹部署。

有了频段之后，就可以启动建设5G园区网络，但是目前存在两个较大的问题。一个是选址建设的问题，以4平方公里的园区，基站选址就要一个半月。目前在5G园区虚拟专网方面，主要是石油石化等能源行业采用，这些行业需要考虑信号屏蔽、防爆等问题，因此基站都需要定制，目前中国电信已经研发了相关防爆终端。在制造业领域，也有一些企业园区在和运营商合作，采用5G虚拟专网的技术，实现智慧园区、智慧工厂，服务柔性制造，保障企业数据安全等。

另一个问题则来自基站能耗。5G基站采用大规模天线技术，其芯片等各类器件功率较大，造成总体用电量较大，约为4G基站的3倍多。因此在实际进行的项目合作中，有部分企业也接受将电费作为服务费，支付给电信运营商。

作为新基建之一，数据中心将随着5G的快速发展会往越来越小型化建设和运营方向演进，会更多地以承载边缘计算和分布式数据库为核心功能。目前运营商正在推进5G大规模建设，芯片、模组、终端、应用也逐渐跟上了社会需求和期望，但是还需要逐渐完善，电信运营商也会通过产业合作，如加快推进云计算与5G网络融合、数据采集模组多元化研发、与OT技术的融合等举措来推动5G更快应用，拉动并完善产业生态生态链。

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5G网络在4G的基础上有了较大的技术进步，未来的5G网络或则6G网络，还会逐步满足在沙漠、海洋等特定广域场景的高带宽通信需求，比如海上通讯，目前一般都是用海事卫星，未来可以采用卫星+5G或则6G的融合技术实现，中国电信也已经在开展相关的技术研究，包括更适合工业场景的超级上行、5G与PLC的融合等关键技术。其中超级上行的技术可以通过叠加视觉+AI算法，精准地判断并调整每一个细微操作，会超越人工的行为；而与PLC等控制单元融合，可以通过远程操控方式，实现在危险工作环境下，替换现场的人工。

图8：深化5G的应用

高速、高质量网络将会无处不在，在满足公众用户需求的同时，将以更差异化的方式，满足工业、园区等场景的网络服务需求。工厂内部的深度通讯革命的时代，正在来临。