今天这篇文章,小枣君想和大家聊聊 5G-A,也就是 5G-Advanced。或者说,5.5G。
最近这段时间,大家应该会发现,围绕 5G-A 的话题越来越多,关注度持续上升。
原因很简单,2023 年即将结束,我们马上要迈入 2024 年,而 2024 年通信行业的一件大事,就是 3GPP R18 版本即将冻结。
以前我就和大家说过,5G 其实分为两个阶段:R15-R17 是第一阶段,R18-R20 是第二阶段。
第二阶段的技术相比第一阶段有显著的增强和改进,但又不算是 6G,所以,被称为 5.5G 阶段。
2021 年 4 月,5.5G 正式被 3GPP 官方命名为 5G-Advanced,并启动了相关的标准化工作。按既定规划,即将冻结的 R18,将是 5G-A 的第一个正式版本,也是 5G-A 的首次登台亮相。所以,整个行业才会如此关注。
那么,5G-A 即将登场,迎接它的会是鲜花和掌声吗?
坦率来说,并不全是。
众所周知,国内从 2019 年开始正式商用 5G。经过 4 年的建设,我们已经建成 5G 基站 321.5 万个,5G 移动电话用户超过 7.54 亿户。(数据截止 2023.11)
在行业应用落地方面,成绩也非常亮点。目前,国内“5G + 工业互联网”项目超过 8000 个,5G 工厂项目达 1800 余个,5G 行业应用已融入 67 个国民经济大类,应用案例数超 9.4 万个。
在工业、矿山、电力、港口等垂直行业,5G 应用不断涌现,帮助大量企业实现了提质、降本、增效。
尽管如此,社会上对于 5G 的发展,仍然存在一些质疑的声音。不少人认为,5G 建设投资巨大,但似乎没有看到爆款应用,回报率不足。甚至也有人认为,4G 完全够用,并不需要 5G。
在这样的背景下,我们现在又要搞 5G-A,更加不被理解。
说实话,对于 5G 的技术研究意义以及商业价值,小枣君曾经也有过疑问。
经过长时间的思考、观察与交流,我才逐渐认识到发展 5G 的必要性。
最近几个月,我接连参加了“数字云南”等地方数字化建设的考察项目,接触了大量的一线企业,和很多用户进行面对面沟通,坚定了我对 5G 的支持。
前两天,我参加在郑州举办的世界 5G 大会。在同期的 5G-A 媒体沙龙中,和万华化学集团、海尔、长城精工、陕煤智引科技等行业企业,三大运营商专家代表,以及鼎桥、厦门四信、勃傲自动化、臻像科技、坤锐电子、奥朗科技等产业链企业进行面对面沟通,让我对 5G-A 也有了新的认识。
接下来,我就和大家聊聊,为什么要发展 5G-A。
█ 用户需求的驱动
需求,一直以来都是技术发展的主要推动力。没有需求,就没有应用。技术再先进,指标再高,也没办法成功。
人们常说 5G 没有爆款应用,用户对 5G 没有需求。
其实,有这样的观点,主要是因为很多人看待 5G 时,沿用了 3G / 4G 时代消费互联网的思维。
消费互联网,其实就是生活数字化。4G 的成功,是因为智能手机。手机网速提升之后,借助智能手机,人们可以聊天、网购、看视频、玩游戏,享受数字生活带来的便捷和快乐。
5G 既服务于消费互联网,也服务于行业互联网。消费互联网这边,确实没有爆款需求,所以 C 端用户感知不到 5G 的价值。加上早期的非理性炒作,期望越大,失望也越大,形成了负面情绪。
对于行业互联网,它的复杂度远远超过了消费互联网。我们常说“千行百业”,每个行业还有自己的多样化工作场景,不是单纯卖一套硬件软件,或者像消费互联网一样卖流量,就可以解决的。
B 端的市场培育周期,远远超过 C 端。C 端的现象级爆款,在 B 端极难出现。
企业要搞数字化,要做顶层设计,要改组织架构、业务流程,还要进行场景定制,技术选型。这个过程极为漫长,用消费互联网的标准去衡量,本身就不合适。
那么,企业客户到底对 5G 和 5G-A 有需求吗?
答案是:有。
过去四年,垂直行业进行了大量的 5G 落地,发现了一些问题,其中包括性能上的不足,以及场景的盲区,从而驱动了 5G-A 的诞生。
今年以来,已经有企业进行了 5G-A 的试点,并给出了对它的初步评价。
总部位于山东烟台的万华化学集团,上线了超过 1000 台 5G 设备终端,落地实现了设备远程监测、无人化仓储物流,以及人员定位、生产区安全监控、无人驾驶等各个应用场景。
他们现在采用了基于 RedCap 的无线摄像头,省去了传统有线摄像头所需的挖沟、放缆的工作(在化工园区施工有严格的要求,审批流程复杂),画面流畅度和清晰度没有任何损失,综合成本降低了 60% 以上。
在他们的生产区域、装置区,有大量的仪器仪表,需要进行各种数据采集和实时回传。他们打算将 RedCap 与仪表相结合,完成这些工作。
RedCap 相比传统 5G 有明显的轻量化优势,功耗和成本更低。根据媒体沙龙上鼎桥专家提供的数据,RedCap 模组价格已经大幅下降到 200 多元,比标准 5G 模组便宜 100-200 元。未来产业链更加成熟,出货量增加,价格还将进一步下降。
功耗方面,已经降到 2W 左右,恰好符合化工产品防爆终端的指标要求。
杭州奥朗是从事医疗信息化的企业,他们也用了 RedCap。他们和华为合作,采用 RedCap 技术,对现有的医院进行医疗专网建设,满足数据采集,视频回传,护理以及后勤服务需求,节省了布线工作量和成本。
在浙江某地市,当地卫健委统一建设了一个数据采集平台,各医院采集并上报信息。原本他们采用 Wi-Fi,但组网过于复杂,且安全性不满足要求。改用 RedCap 之后,组建的网络就很顺利,且成本和安全性满足要求。
除了 RedCap 之外,我们再来看一个 5G-A 落地 uRLLC 场景的例子。
长城精工是隶属于长城汽车的一个零部件全资子公司。基于集团数字化的需求,他们开启了“5G-A + 工业互联网”的试点验证,联合中国联通、华为、勃敖,一起探索在工厂的生产控制核心层,引入 5G 通信,实现无线对有线的替代。
他们历时两年,在保定精工自动化建成了一条 5G 超可靠低时延柔性的车门焊装线。传统生产现场是通过总线进行控制的。他们在行业首次实现了用 5G 来替换现在的 Profinet 网线。
改造之后,他们解决了多个痛点。
第一,工厂设备五花八门,来自不同厂家。不同厂家的协议,也不一样。
工厂的网络是金字塔型架构,数据采集、工业控制是独立布线,总线标准的多样化,导致容易出现信息孤岛。
第二,现场的工业网络层级比较多,线缆多,故障也多。尤其是生产中的移动应用环节,比如车间的机械臂,包括滑台和转台,就是和柔性生产相关的设备,长时间运行就会造成总线磨损、故障。
出现故障,就会导致停线,造成损失(每分钟几十万到几百万)。
排查故障也很困难,因为不知道是设备还是总线的问题。总线里面有几根线断了,会出现数据丢包,很难处理。
第三,施工周期厂,成本高。
长城是车企,车型更新换代非常快。每次更新换代,会对生产线进行重组,或者是重建。这时,有线网络需要重新布线,施工周期非常长,设备摆放也缺乏灵活性。
基于上面的痛点,他们才决定采用 5G。
根据他们的统计,单工厂能够减少网络故障,每年大概是 60 个小时。无线代替有线,节拍提升 1 到 1.5 秒,产能价值每年提升大概 8 亿。新车型的导入,时间也能提前 10 到 15 天。
之所以采用 5G 而不是 Wi-Fi,是因为 5G 在网络硬切片、5G LAN 等方面具有原生特性,可以更好地保障 QoS,以及与工厂的数字化系统相结合。
再来看看 5G-A 超宽带的需求和应用。
5G-A 的下行达到万兆(10Gbps),上行达到千兆(1Gbps)。这也是很多行业场景需要的指标。
陕煤智引科技,是一家专门做煤矿井下 5G 技术应用的企业。他们联合中国电信和华为,在陕煤推出了 5G-A 的矿用基站,获得了很好的效果,还获得了工信部 2023 年中国 5G + 工业互联网大会年度标杆示范案例的称号。
他们的曹家班煤矿项目,一口气使用了 5G-A 的三个特性。
首先是大上行和 RedCap。
现在国家在推智慧矿山,矿井的无人化、减人化。这使得实际工作场景中部署的前端感知装置大量增加。井下的 5G 基站,单基站需要连接的设备数量增加。
井下有大量的高清图像需要采集和回传,用到了 RedCap。摄像头数量多,有大上行的需求。上行能力越强,需要的基站数量越少,也有利于减少施工,以及降低成本投入。
值得一提的是,煤矿存在着大量的瓦斯,易燃易爆。以前传统的基站下井,都是通过加上防爆壳的方式实现,体积笨重且安装复杂。现在,他们研发的矿用本安基站,体积小巧,符合规范要求,安装非常方便,有助于 5G-A 在煤矿场景中使用。
第三个用到的 5G-A 特性是通感一体。
煤矿井下的粉尘较多,通过摄像头很难识别物体。借助 5G-A 通感一体,道路识别率达到 95%,能够提升 5G 井下的安全。
5G 通感一体现在是很热门的研究方向,可以用于跟踪定位、测距测速、成像识别。
现在很多城市(例如深圳)都在大量发展低空经济。通感一体对低空无人机的管理非常有效,可以为低空经济保驾护航。
最后我们再看看 P-IoT(Passive IoT),也就是无源物联网。
P-IoT 的功能和 RFID 有点类似,但是基于 5G 技术体系,覆盖范围大大增加。传统 RFID 最多覆盖 20 米,如果覆盖大区域,不仅增加成本,也会造成相互间的干扰。
P-IoT 的覆盖能力远远超过 RFID,而且,它可以和大网进行互动,方便管理,提升效率。
海尔公司就在自己的原材料物流管理中引入了 P-IoT。他们搭建了一个数字底座,关联了上万种的物料种类,基于 P-IoT 的标签无源互联能力,不仅实现了从岗位到仓储、供应商的能力提升,也实现了信息流、实物流和价值流的三流合一。
他们真正做到了全节点信息可视化,将信息化能力发挥到了极致。
在媒体沙龙上,分享自己 5G-A 落地实践的企业很多。限于篇幅,我就不一一介绍了。
从这些分享中,我们可以感受到,5G-A 真正给他们提供了更加高效、更具性价比的解决方案。他们的背后,是千行百业强烈的数字化转型需求,是实实在在的渴望。
█ 科技竞争的必然
刚才我们从用户需求的角度,介绍了推动 5G-A 可以带来的好处。
其实,站在宏观层面,之所以要搞 5G-A,也是科技自主研发和国家竞争力的需要。
未来是数字时代,以 5G 为代表的联接力,与以 AI、云计算为代表的算力,是国家核心竞争力。
在通信领域,我们花了几十年的时间,一点点从落后走向领先,是来之不易的。科技研发,就像逆水行舟,不进则退。如果放弃 5G 和 5G-A 的研究,我们就会丧失这个竞争优势。等将来要爆发的时候,我们就又落后了。
算力那边,我们在芯片上这么被动,就是明证。
5G、5G-A,以及未来的 6G,是移动通信发展的必经之路。移动通信网,是一个大一统网络,既要做技术上的包容(5G eMBB、RedCap、NB-IoT 等),也要做空间上的扩展,还要做功能的延伸。
在这条线上做到全球领先,并保持住优势,有极为重要的意义。
从另一个角度来说,我们利用通信技术上的优势,还可以反向渗透到各个行业领域,帮助打破传统行业的国外垄断。
总而言之,牢牢把握 5G 技术优势,就可以让我们在未来竞争中占据有利地位。这种战略价值,值得我们把眼光放长远。
█ 关于 5G-A 的误区
发展 5G-A,我们还要澄清几个误区。
在世界 5G 大会上,邬贺铨院士提到几个关键点:
首先,5G-A 不是要完全替代 5G,所以,不存在大家想象的投资浪费。
其次,5G-A 是场景覆盖,只会在有需要的地方,进行建设,所以,投资总额也没有那么大。
第三,5G-A 网络侧基本是通过软件升级实现,所以,工程上难度没有那么复杂,成本也不会那么高。
这些关键点,澄清了大众对于 5G-A 成本的误区,可以打消很多顾虑。
通信的投资,和高铁有点像,属于基础设施投资。运营商本身的效益和回报是一方面,但更重要的是对企业和产业的支撑,对社会发展的助力,要算总账。
网络好了,才会孵化更多的应用,才能抹平数字鸿沟,让个人和企业受益,带动数字经济的腾飞。
█ 结语
最近几天,国内关于 6G 的消息掀起了一波热潮。信通院 IMT-2030 推进组发布了 6G 方面的一系列进展,让我们对 6G 有了更多了解。
按照规划,6G 预计要 2030 年商用,距离现在还有 7 年。这 7 年的时间,我们需要通过 5G-A,对 5G 进行增强,也为 6G 投石问路。
耐心且坚定地推动 5G-A 的落地,将为未来的 6G 打下坚实的基础。
本文来自微信公众号:鲜枣课堂 (ID:xzclasscom),作者:小枣君