面向5G的行业专网研究概述及启示（下）

孔祥琦，骆 骁，王文俭,3通信作者，方 箭

（1.国家无线电监测中心检测中心，北京 100041；2.中国信息通信研究院西部分院，重庆 401336；3.北京交通大学，北京 100876；4.国家无线电监测中心，北京 100037）

（接上期）

从全球来看，由于5G商用刚刚起步，5G垂直行业应用处于探索和示范阶段，其主要通过5G公网方案来承载。韩国作为全世界早期5G商用的国家，当前主要关注5G 2C的市场，重点体现在文化、娱乐和体育等优势产业在VR/AR、4K视频、云游戏等应用，并逐步探索5G在制造业、安全、能源、医疗、智慧城市等方面应用。德国作为世界工业强国，正积极推动5G在工业特别是制造业领域的应用，并充当着规划全球5G专用频率使用的先行者，推动宝马、博世、大众、巴斯夫和德国汉莎航空等探索建设5G 专用网络。美国当前主要依靠建设的5G毫米波网络代替光纤接入面向个人消费者用户，其5G行业应用目前仍处于探索和验证阶段。

2.2 国际5G行业专用频率规划分析

国际上，德国、日本、英国、荷兰等国家计划或已经规划专用频率资源用于5G行业专网，满足部分行业应用领域的特殊需求。德国作为全球5G专网频率政策的先行者，于2018年将3700-3800 MHz 频段规划用于5G专网，主要在工业园区、农业和林业等有限区域或企业厂区内使用，并于2020年12月17日，发布了《24.25-27.5 GHz频段用于区域宽带系统的频率管理规定》，规划24.25-27.5 GHz频段用于5G公网或5G专网，包括电力、能源、电信、邮政、铁路等行业应用，规定了许可带宽、边界场强要求、射频指标、技术要求以及频率占用费的标准。至此，德国已规划共3.35 GHz带宽的5G区域系统频率，奥迪、奔驰、宝马、巴斯夫100多家企业已获5G区域频率许可。日本分别于2018年和2020年规划4600-4900 MHz和28.2-29.1 GHz频段用于5G 专网，总计1200 MHz带宽，富士通和NEC公司获得5G区域商用频率许可。此外，英国、法国、荷兰、瑞典、中国香港等国家和地区规划了5G专用频率资源，主要分别在中频段和毫米波，部分国家5G专网频率分配具体如表1所示，主要分布在3 GHz和26 GHz频段附近。全球宽带专网（含5G和LTE）试验或商用的国家情况如图2和图3，截至2021年1月， 在全球185张宽带专网中，主要基于LTE技术体制， 5G技术体制占25%。

表1 全球部分国家5G专网频率规划情况

图2 全球部署宽带专网国家

图3 全球宽带专网技术体制情况

3 国内5G行业应用发展

3.1 国内5G行业应用情况

在国内，政府通过出台一系列政策引导5G垂直行业应用，在工信部发布的《关于推动5G加快发展的通知》，明确了“5G+医疗健康”“5G+工业互联网”“5G+车联网”等重点行业推广应用的方向。《关于印发“工业互联网”工程推进方案的通知》指出， 到2022年，突破一批面向工业互联网特定需求的5G关键技术，提升“技术工业互联网”的产业支撑能力，加快垂直领域工业互联网的先导应用，培育形成5G与工业互联网融合叠加、互促共进、倍增发展的创新态势。在工信部指导下，通过连续举办“绽放杯”5G应用征集大赛，培育5G应用创新。据GSMA 与中国信息通信研究院联合发布的《中国5G垂直行业应用案例2020》显示，工业制造、交通运输、电力、医疗、教育和内容等诸多领域在5G行业应用实践取得了良好的效果。电信运营商不断积极探索5G赋能千行百业的不同模式，截至2020年底，中国电信在工业互联网、智慧能源、智慧医疗、智慧园区等垂直行业深入应用，推动5G行业用户拓展保持上升趋势；5G行业应用累计签约近1 900家，落地场景超过1 100个；2020年，中国移动在医疗、能源、制造等不同行业积极布局5G生态，5G+全场景智慧港口、5G+AR远程装配车间、OneCity智慧城市平台、5G智慧矿山联盟、燎原计划、5G专网启航计划、5G行业终端扬帆计划、5G医疗边缘云等纷纷落地，建立了100个5G集团级龙头示范项目及2 000 个省级示范项目；中国联通针对工业制造、能源矿山、交通物流、港口码头、公检法机构、城市安防、新媒体、医疗及大型企业等场景，提供以5G为核心技术的综合型专网。在国内，《关于推动5G加快发展的通知》《工业互联网专项工作组2020年工作计划》《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023 年）》等文件中，提出了研究5G专用频率研究计划， 并在重点企业开展示范的举措。总体来看，我国5G 行业应用总体还处于不断探索和发展阶段。

3.2 国内5G行业应用发展存在的不足

梳理国内5G行业应用情况，在以下方面还需进一步优化完善：

（1）当前的5G公众网络在满足行业大带宽方面。多数行业应用终端到基站的上行数据传输速率，要大于基站到终端的下行传输速率。现有基于5G公网的解决方案受限于上下行时隙配比等网络参数配置，上行传输速率相对于下行传输速率小许多，无法完全满足高速上行的应用需求。

（2）5G公众网络的覆盖与行业应用需求方面。当前，5G公众网络的建设以规模建设方式为主，面向广大个人用户，主要覆盖人流量密集区域， 而行业应用场景一般处于市郊，现有5G公网信号覆盖程度达不到行业应用场景要求。

（3）个性化、定制化应用需求和标准化、规模化推广应用统筹方面。随着5G应用逐步从行业辅助环节向核心生产环节渗透，应用类型逐步从满足大带宽需求转向多样化、专业化生产场景的需求，个性化、定制化应用愈发明显，供需双方存在较大差距。由于5G行业专网的应用标准化推广和规模化应用正处于起步阶段，针对众多复杂行业专网应用场景，制定国内外通用性、普适性的标准及规模化推广应用需要统筹考虑。

4 我国5G行业专网发展启示

4.1 深入垂直行业应用是移动通信发展的关键举措

我国移动通信经历了“2G跟随”“3G突破”到“4G 同步”的发展历程，实现了模拟到数字、语音到数据的转变，受益于我国巨大人口基数，移动渗透率不断增长，近二十年通信行业取得了飞速发展。随着人口红利饱和，运营商移动用户规模趋稳，传统2C 业务发展空间变小，移动通信势必要开辟新的领域或空间，5G的诞生正是适应这种变化趋势，旨在推动移动通信市场从2C向2B扩展，寻求新的增长点， 从而实现从“量变”到“质变”、粗放式到精细化的转变。当前，我国正在建设制造强国、网络强国、数字中国，5G将与大数据、云计算、区块链等新技术融合，赋能各行各业向数字化、网络化和智能化转型，从而助推数字经济高质量发展。

4.2 统筹多种5G专网技术路线满足行业差异化需求

5G要实现赋能千行百业，关键在于不断提升5G技术方案与行业应用的适配能力，扩大行业应用的深度和广度。5G应用场景复杂多样，涉及千行百业，个性化、多样化需求特征明显。以国民经济行业为例，根据我国国家标准《国民经济行业分类》（GB/T 4754-2017）分类，包括农林牧渔业、采矿业、制造业、电力热力燃气及水生产和供应业、交通运输、仓储和邮政业等20类左右，每大类可以细分多个行业，上述众多行业都将成为5G应用的潜在方向和领域。目前在电网、矿山、工厂、油田、港口、农业、医疗、物流等方面5G应用正是不同行业与5G 融合的体现。但是由于行业信息化程度现状、生产管理运营模式以及未来发展趋势不尽相同，需要根据5G在时延、速率、可靠性、移动性等方面的不同能力，立足企业在安全性、灵活性、建网成本等方面具体需求，统筹考虑5G专网技术方案技术优缺点，因地制宜设计不同解决方案和技术路线适配垂直行业应用差异化需求。

4.3 制定我国5G专网频率使用规则加速融合创新

当前，我国5G专用频率政策处于探索和研究阶段，在制定5G专用频率规则时，需要充分考虑5G 产业发展和规则合理性。在产业发展方面，我国处于5G大规模建设阶段，正不断深入5G公网在垂直行业应用，建议主管部门在制定专网频率政策时， 统筹把握5G专网和5G公网两者的定位，充分发挥5G公网资源规模优势，提高频率资源使用效率和效益。在频率带宽需求方面，充分考虑各行业应用需求的多样性，测算不同典型场景的频率需求。在候选频段方面，国际上一般集中在5G公网使用频率的相邻频段，以继承现有产业链优势，多涉及中频段和毫米波频段，满足区域专用覆盖和容量的需求， 同时我国在候选频段选择方面也应考虑产业现状和能力以及频率划分、规划和使用现状等因素。在电磁兼容方面，充分考虑5G专网之间、5G专网和现有其他无线电业务的相互干扰，通过制定台站设置要求和技术指标规范，明确干扰协调手段等方面实现安全使用。此外，在制定5G专网频率政策时，还需要重点考虑频率许可模式、频率使用要求、申请主体要求、收费标准等因素。

5 结束语

在垂直行业应用的拓展是5G发展的关键因素， 是数字经济发展的内生动力，不仅需要通信行业积极创新，更需要不同部门、行业间在制度、标准、产业、应用方面协同合作，培育一批既了解专用行业需求， 又擅长5G通信网络建设的系统集成商，强化产业链， 丰富供应链，加速推动实现5G赋能千行百业。