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2021年上半年，國(guó)內(nèi)5G推進(jìn)取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。
根據(jù)工信部最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止6月底，國(guó)內(nèi)5G基站數(shù)量達(dá)到96.1萬，即將突破百萬大關(guān)。而國(guó)內(nèi)5G終端連接數(shù)，也相比年初猛增83.4%，達(dá)到了驚人的3.65億，占全球總數(shù)的80%以上。
就在5G一路高歌猛進(jìn)的同時(shí)，國(guó)家對(duì)5G的發(fā)展戰(zhàn)略做出了新的調(diào)整。
2021年7月，工信部等十部門聯(lián)合發(fā)布了《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃》。根據(jù)這份計(jì)劃，國(guó)家將大力推動(dòng)5G行業(yè)應(yīng)用的落地，深入推進(jìn)5G應(yīng)用新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新提供有力支撐。
這意味著，5G在垂直行業(yè)領(lǐng)域，開始了真正的爬坡期。爬坡的成敗，直接影響到數(shù)字化轉(zhuǎn)型這場(chǎng)重要戰(zhàn)役的進(jìn)程和走向。
▉ R16——5G真正的核心能力
眾所周知，5G分為三大應(yīng)用場(chǎng)景，分別是eMBB（增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶）、uRLLC（低時(shí)延高可靠通信）、mMTC（海量物聯(lián)網(wǎng)通信）。
eMBB是4G時(shí)代MBB（移動(dòng)寬帶）的升級(jí)，主要側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)速率、帶寬容量、頻譜效率等指標(biāo)。目前我們使用的5G手機(jī)通信，就屬于eMBB場(chǎng)景。
而uRLLC和mMTC，前者側(cè)重可靠性和時(shí)延，后者側(cè)重連接數(shù)和能耗。兩者都是主要服務(wù)于行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，包括工業(yè)、能源、物流、教育、金融等垂直行業(yè)領(lǐng)域。
作為5G標(biāo)準(zhǔn)的制定者，3GPP將上述三大應(yīng)用場(chǎng)景安排在兩個(gè)階段予以實(shí)現(xiàn)，也就是大家所熟知的R15和R16階段。
R15主要針對(duì)eMBB場(chǎng)景，標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)于2019年3月。R16，則是針對(duì)uRLLC和mMTC場(chǎng)景，標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)于2020年7月。
相比于為消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的R15，R16關(guān)注的是垂直行業(yè)的需求實(shí)現(xiàn)，以及5G整體系統(tǒng)的性能提升。R16的主要功能包括面向智慧交通（遠(yuǎn)程駕駛、自動(dòng)駕駛）領(lǐng)域的5G V2X，面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的uRLLC增強(qiáng)以及TSN時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)。此外，還包括LAA、非授權(quán)頻譜（NR-U）、定位增強(qiáng)、MIMO增強(qiáng)、功耗改進(jìn)等。
R16的凍結(jié)，意味著5G標(biāo)準(zhǔn)的真正完成，也標(biāo)志著5G面向垂直行業(yè)應(yīng)用的探索，正式啟動(dòng)。
如今，整整一年過去了，我們欣喜地看到，5G在工業(yè)制造、交通港口、煤礦油田、醫(yī)療健康等行業(yè)，孵化了大量燈塔項(xiàng)目，樹立了眾多示范標(biāo)桿。5G不僅推動(dòng)了各個(gè)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，還激發(fā)了整個(gè)社會(huì)的融合創(chuàng)新，加速了“數(shù)字中國(guó)”的建設(shè)進(jìn)程。
近日，紫光展銳聯(lián)合中國(guó)聯(lián)通，成功完成了全球首個(gè)基于3GPP R16標(biāo)準(zhǔn)的eMBB+uRLLC+IIoT的端到端業(yè)務(wù)驗(yàn)證，意義更是非比尋常。
在驗(yàn)證過程中，R16基于工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景，展示了1微秒高精度授時(shí)、1毫秒空口時(shí)延、5毫秒以內(nèi)端到端時(shí)延、99.999%可靠性等多項(xiàng)特性，完美實(shí)現(xiàn)了差動(dòng)保護(hù)、高精度機(jī)器協(xié)作以及工業(yè)局域網(wǎng)等實(shí)例。
接下來，我們?cè)敿?xì)看看R16增強(qiáng)特性究竟意味著什么，會(huì)給產(chǎn)業(yè)帶來怎樣的改變。
▉ R16的關(guān)鍵特性分析
首先我們看時(shí)延。
1毫秒空口時(shí)延、5毫秒以內(nèi)端到端時(shí)延，意味著什么呢？
我們傳統(tǒng)的4G LTE網(wǎng)絡(luò)，時(shí)延一般在幾十毫秒。雖然看似已經(jīng)很低，但是對(duì)于工業(yè)制造、智能電網(wǎng)來說，依舊不夠。在“控制論”里，時(shí)延是非常關(guān)鍵的參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延更高，意味著系統(tǒng)的反應(yīng)速度更慢，控制精度更低，效率下降。
例如，工業(yè)制造里面的機(jī)器人單點(diǎn)焊接或油漆噴涂場(chǎng)景。
首先，我們需要用一個(gè)攝像頭去監(jiān)測(cè)、定位，找到需要焊接的焊點(diǎn)，或者需要噴漆的位置。攝像頭獲得數(shù)據(jù)后，上傳到云端進(jìn)行處理，然后云端下達(dá)指令給機(jī)械臂，完成焊接或噴漆操作。
如果網(wǎng)絡(luò)時(shí)延太高，將導(dǎo)致整個(gè)操作時(shí)間的增加，效率下降。甚至有可能提升次品率，進(jìn)而增加企業(yè)的成本。
對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)來說，時(shí)延更是敏感指標(biāo)。時(shí)速120公里的汽車，每多出10毫秒的時(shí)延，就意味著多出了33.3厘米的剎車距離，這可能就決定了人的生命安危。
時(shí)延除了追求極低值之外，還要保證其穩(wěn)定性。也就是說，時(shí)延的抖動(dòng)值，必須控制在一個(gè)穩(wěn)定的范圍之內(nèi)。否則，也會(huì)造成一系列的效率、質(zhì)量和安全性問題。
5G將可靠性從99.9%提升到99.999%，主要是基于信道冗余傳輸?shù)仍O(shè)計(jì)?？煽啃缘奶嵘?，意味著5G可以應(yīng)用于更多的場(chǎng)景。
第三點(diǎn)，高精度授時(shí)。
高精度授時(shí)是一個(gè)很容易被忽視的5G特性。很多人不明白，為什么要授時(shí)，授時(shí)精度達(dá)到微秒（μs）級(jí)，有什么意義。
其實(shí)，授時(shí)的作用很簡(jiǎn)單，就是服務(wù)于不同物體之間的協(xié)同合作。通過高精度授時(shí)，機(jī)械臂和機(jī)械臂之間，AGV（無人小車）和AGV之間，才可以完美同步，實(shí)現(xiàn)無縫銜接。
另一個(gè)高精度授時(shí)的經(jīng)典場(chǎng)景，是智能電網(wǎng)。
我們都知道，電網(wǎng)使用的是交流電，電流方向是隨時(shí)間變化的。當(dāng)不同的電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行并網(wǎng)時(shí)，如果時(shí)間不一致，你波峰波谷就不一致，輕則帶來多余的能量損耗，重則直接短路，毀壞設(shè)備，癱瘓電網(wǎng)，造成大規(guī)模停電事故。
此外，針對(duì)電網(wǎng)的繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)化裝置、能量管理系統(tǒng)等，高精度授時(shí)可以更好地滿足事件順序記錄、故障錄波、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)間一致性要求，確保線路故障測(cè)距、相量和功角動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、機(jī)組和電網(wǎng)參數(shù)校驗(yàn)的準(zhǔn)確。
最后，我們?cè)賮砜纯?G LAN。
5G LAN實(shí)際上屬于5G專網(wǎng)技術(shù)，相當(dāng)于將公網(wǎng)部署的方式下沉。在園區(qū)內(nèi)，通過5G協(xié)議，構(gòu)建一個(gè)“局域網(wǎng)（LAN）”場(chǎng)景，讓不同的設(shè)備很方便地互相通信。
這一技術(shù)不僅大幅降低了網(wǎng)絡(luò)部署成本，縮短了建網(wǎng)周期，還可以滿足很多企業(yè)用戶“數(shù)據(jù)不出廠”的需求，增強(qiáng)安全性和私密性。結(jié)合邊緣計(jì)算技術(shù)，5G LAN可以給用戶提供一個(gè)低時(shí)延、高可靠性的私密網(wǎng)絡(luò)，保證智能制造的穩(wěn)步推進(jìn)。
▉ 5G爬坡，真正的關(guān)鍵在于芯片
R16標(biāo)準(zhǔn)帶來的增強(qiáng)特性，為5G賦能百行千業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為催生數(shù)字產(chǎn)業(yè)生態(tài)創(chuàng)造了良好的條件。
然而，真正想要做好垂直行業(yè)的5G應(yīng)用落地，挖掘R16的全部潛能，并不是一件容易的事情。
紫光展銳和中國(guó)聯(lián)通為什么要做端到端的業(yè)務(wù)驗(yàn)證？正是因?yàn)槎说蕉说娜婺芰μ嵘?，才能消除木桶效?yīng)，展現(xiàn)真正的5G。
全面能力，按聯(lián)通的說法，包括“端、網(wǎng)、云、邊、業(yè)”這五個(gè)核心要素。其中，最基礎(chǔ)的就是“端（終端）”。
終端，是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢。它肩負(fù)著將傳感器數(shù)據(jù)送入網(wǎng)絡(luò)及云中心的重任。云中心的控制指令，也需要通過它傳達(dá)給設(shè)備，實(shí)現(xiàn)控制意圖。
5G的到來，不僅考驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，更加考驗(yàn)終端。5G R16大帶寬、低時(shí)延、高可靠性的特點(diǎn)，要求終端必須大幅提升自身性能，完全匹配R16的特性要求。
終端的性能由誰決定呢？沒錯(cuò)，繞來繞去，我們終于找到了問題的關(guān)鍵，那就是——芯片。
想要實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”，必須先實(shí)現(xiàn)“萬物有芯”。相比于“網(wǎng)”和“云”，我們?cè)?ldquo;芯”這個(gè)領(lǐng)域，面對(duì)更加嚴(yán)峻的形勢(shì)。
因?yàn)楸娝苤脑?，目前全球公開市場(chǎng)擁有5G能力的基帶芯片玩家只剩下4家公司，即高通、三星、聯(lián)發(fā)科、展銳。展銳，是唯一的中國(guó)大陸本土企業(yè)。
近年來，國(guó)家不斷加大對(duì)芯片半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重視和投入，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)已經(jīng)有了明顯的改觀。但是，芯片領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)是一場(chǎng)持久戰(zhàn)。想要獲得最后的勝利，我們還有很長(zhǎng)的路要走。
總之，5G的成敗在于產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)在于終端，終端的命脈在于芯片。只有芯片企業(yè)崛起，才能增加在全球數(shù)字化產(chǎn)業(yè)革命中的硬實(shí)力，確保數(shù)字經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最終成功。芯路漫長(zhǎng)而曲折，國(guó)人當(dāng)奮進(jìn)而求索！
