鄔賀銓：關(guān)注五大領(lǐng)域，打開5G工業(yè)應(yīng)用新局面

11月16日消息（林想）在今天召開的“2022年中國(guó)5G發(fā)展大會(huì)”上，中國(guó)工程院院士鄔賀銓表示，5G需重點(diǎn)關(guān)注5G工業(yè)CPE、5G+云化PLC、5G UPF、5G工業(yè)基站、5G LAN五大方面，打開5G工業(yè)應(yīng)用的新局面。

5G工業(yè)CPE：目前成本高影響普及

“與5G手機(jī)不同，5G工業(yè)模組不需要多頻多模，需要有D2D功能、發(fā)送更大功率和載波聚合的能力；通常手機(jī)是大下行，工業(yè)模組是大上行；在芯片面積功耗成本方面要求沒有手機(jī)那么嚴(yán)格；在環(huán)境條件要求、存儲(chǔ)計(jì)算能力要求、接口類型要求方面要不手機(jī)豐富的多。”

5G工業(yè)CPE對(duì)來自基站的5G信號(hào)中繼能力接力，轉(zhuǎn)化成WiFi、5G LAN或有線以太網(wǎng)信號(hào)；復(fù)用所連接的設(shè)備，提供算力支持并作為管理控制中樞，起到智能移動(dòng)路由設(shè)備功能；5G工業(yè)CPE具有開放編程架構(gòu)，方便開發(fā)第三方應(yīng)用。

在5G工業(yè)CPE因環(huán)境溫度要求苛刻，抗電磁干擾、抗震，本安、防爆要求嚴(yán)格，工作壽命長(zhǎng)，免維護(hù)等等，所以器件要求用比較高規(guī)格的工業(yè)級(jí)器件，安裝也不規(guī)范，目前成本較高，影響了推廣普及。相信隨著市場(chǎng)的發(fā)展達(dá)到一定規(guī)模成本會(huì)顯著下降。

5G+云化PLC：需要制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

鄔賀銓指出，現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)的控制和感知參數(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的溫度、壓力、位置等逐漸擴(kuò)展到視覺、音頻等維度，控制點(diǎn)的數(shù)量也增長(zhǎng)很快，傳統(tǒng)PLC以及相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)總線很難支持這類新需求，功能的擴(kuò)展和缺乏彈性。

借助通用硬件平臺(tái)、容器、實(shí)時(shí)OS、APP和IEC61499的PLC開發(fā)運(yùn)行環(huán)境等，可將PLC的軟件集中到云端，通過IP協(xié)議可遙控PLC執(zhí)行裝置和遠(yuǎn)程維護(hù)，使PLC成為云端運(yùn)行的可編程控制器。

軟件定義PLC通過采用性能更好的CPU可同時(shí)控制更多設(shè)備，可在多個(gè)PLC上直接運(yùn)行各類行業(yè)算法和工業(yè)APP，從而省去了工控機(jī)和服務(wù)器等。云PLC采用了高級(jí)語言編程，相對(duì)傳統(tǒng)的PLC梯形圖和結(jié)構(gòu)化文本等編程顯著降低了開發(fā)的門檻。

5G+云化PLC用無線的方式解決了實(shí)時(shí)性的問題，云化讓PLC不再受到物理位置的束縛，將工業(yè)控制從有線到無線，從本地到云端，5G+云化PLC也為5G進(jìn)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)打通最后幾十米。

鄔賀銓強(qiáng)調(diào)，云化PLC在已有PLC存量場(chǎng)景應(yīng)用中，仍然會(huì)受限于PLC的標(biāo)準(zhǔn)碎片化和協(xié)議欠開放的難題，所以云化PLC要嵌入OPC-UA協(xié)議來兼容不同的標(biāo)準(zhǔn)，需要考慮時(shí)延的影響。需要制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來消除增量場(chǎng)景的時(shí)延與成本代價(jià)，打通5G進(jìn)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最后距離。

5G UPF：急需通過標(biāo)準(zhǔn)化形成規(guī)模效應(yīng)

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，5G UPF也值得注意。UPF作為5G核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元，主要支持UE業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的路由和轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)識(shí)別、動(dòng)作和策略執(zhí)行等。它位于RAN與DN間互聯(lián)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用戶面GPRS隧道協(xié)議的封裝/解封；可以作為協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）的會(huì)話錨點(diǎn)，提供無線接入的移動(dòng)性。

5G SA數(shù)據(jù)包的路由和本地分流，可以作為中繼UPF（充當(dāng)上行分離器），或者分支節(jié)點(diǎn)UPF。UPF內(nèi)有本地交換能力，UPF間可隧道聯(lián)通；還可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)流QoS處理、流量使用情況報(bào)告，IP管理、移動(dòng)性適配、策略控制和計(jì)費(fèi)等功能。UPF還要考慮雙向數(shù)據(jù)鑒權(quán)、物理環(huán)境需求和部署功耗等指標(biāo)等。

同時(shí)，UPF可以下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的本地分流，加快數(shù)據(jù)處理效率，滿足超低時(shí)延、超高帶寬和安全性的需求。但目前企業(yè)級(jí)UPF成本過高，急需通過標(biāo)準(zhǔn)化形成規(guī)模效應(yīng)，才能打開5G工業(yè)應(yīng)用的局面。

5G工業(yè)基站：可進(jìn)一步集成云化PLC功能

鄔賀銓指出，5G to C的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)并不很適合于5G to B的需求，所以5G工業(yè)基站還可進(jìn)一步集成云化PLC功能。

可將PLC集成到工業(yè)基站的云平臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)PLC云化集中部署，有效擴(kuò)展PLC算力，基站內(nèi)生工控能力，解決行業(yè)定制化的需求與規(guī)?；膹?fù)制之間的矛盾，提升了部署的效率。后續(xù)還可以集成更多的人工智能與大數(shù)據(jù)的能力。

5G的工業(yè)基站可實(shí)現(xiàn)PLC全向連接的無線化，解決了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)線路排布復(fù)雜、工位安插僵化的難題，實(shí)現(xiàn)柔性制造、敏捷部署、靈活定制，推動(dòng)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

為在單基站場(chǎng)景下仍能提供高精度定位與高可靠，對(duì)控制信道和高可靠業(yè)務(wù)的載頻與信道指派需要有特殊安排，企業(yè)基站需有特殊要求。

5G LAN：突出5G在工業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5G網(wǎng)絡(luò)管理者可修改用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，對(duì)制定的終端號(hào)碼進(jìn)行業(yè)務(wù)簽約并“分群”。UDM向5GC中SMF、AMF、PCF等網(wǎng)元提供終端號(hào)碼的VN群組信息及訪問策略，同一群組成一個(gè)5G LAN。

在企業(yè)網(wǎng)原有二層有線以太網(wǎng)、WiFi的基礎(chǔ)上增加5G LAN，實(shí)現(xiàn)二層/三層互通、單播/組播，同時(shí)支持多個(gè)虛擬局域網(wǎng)，更便捷地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離和差異化QoS。

鄔賀銓指出，5G LAN相比WiFi有更廣的覆蓋與可靠性，低時(shí)延高效率，突出5G在工業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

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