5G標準助力行業應用規模發展

日前，以“數字新基礎·融合新動能·智慧新生活”為主題的2022年世界電信和資訊社會日大會在內蒙古呼和浩特市成功召開。會議期間，中國資訊通訊研究院副院長王志勤發表了《5G標準助力行業應用規模發展》主題演講。

▲中國資訊通訊研究院副院長 王志勤

5G行業應用發展駛入快車道

從國家層面上，高度重視5G的發展。2021年3月份，中華人民共和國國民經濟和社會發展十四個五年規劃裡，提出要5G網路規模化部署，以及構建基於5G的應用場景和產業生態。

以工信部為主的多個部委釋出多個政策支援5G創新發展，其中包括：工信部發布的《“十四五”資訊通訊行業發展規劃》和《“5G+工業網際網路”512工程推進方案的通知》，以及工信部聯合衛健委和教育釋出的《關於組織開展5G+醫療健康應用試點專案申報工作的通知》等。

在工信部的指導下，“綻放杯”5G應用創新大賽已經連續舉辦四年，參賽專案從2018年的330個，到2020年的4289個，2021年增加到1.2萬個，數量是前三年的總和。參賽專案涵蓋工業網際網路、醫療健康服務、智慧交通、智慧金融、體育娛樂等10多個領域。

信通院對比了從2018年到2021年5G行業應用的發展，其中商業落地和解決方案可複製的專案已經超過50%，特別是在一些先導性的行業應用，像礦山、電力、鋼鐵、港口，形成了很多可複製的重點場景。

5G融合應用標準實踐落地

跨界協作5G融合應用標準體系正在逐步形成，標準是實現整個技術產業可複製化的一個關鍵驅動力。5G融合應用標準體系大致分為終端/模組、虛擬專網、行業應用三部分。

從終端/模組角度來看，實現5G模組及終端的定製化、精簡化、標準化，建立“集聚性”市場效應，解決終端/模組“價格高、市場碎片”等問題。

從虛擬專網角度來看，解決行業使用者獲得5G網路的管理權、開卡權等問題，實現行業使用者和運營商“共管共維”，實現5G網路由2C轉向2B，由通用走向定製，解決5G網路與行業網路適配融合，實現“即插即用”。

從行業應用角度來看，解決行業使用者5G與業務系統對接問題，構建基於5G的業務及平臺標準，解決應用規模化、標準化問題。

5G行業虛擬專網在網路層中間的核心環節，是加速形成標準落地體系的關鍵。

第一階段：統一產業共識，構建標準通道

產業界對於5G行業虛擬專網的概念，制訂了一些通用性的網路標準，包括5G行業虛擬專網總體技術要求，面向行業的5G UPF裝置技術要求。並且，對5G行業虛擬專網的定義進行引導，明確了三種網路模式，以及行業定製UPF功能和效能要求。

目前來看，三大運營商形成了統一的網路模式，以及相關產品方面的技術路線。

第二階段：構建行業網路模版，建立落地體系

分行業推動“標準制定-試驗室驗證-外場應用適配”應用標準驗證體系，重塑5G行業標準落地體系。針對不同的行業(電力、石化等)，形成專門的虛擬專網技術要求和網路模版。

5G行業終端初步構建標準和產業服務體系，希望能夠在短期內達到規模化，降低終端、模組成本的目標。

圍繞這個目標，構建精簡化晶片/模組，重點行業定製化模組/終端等標準體系，明確供需要求，指導終端標準研發。行業5G終端/模組對外服務平臺體系，降低企業終端研發、測試調優及生態構建等成本。

從標準制定到研發測試，再到生態孵化，形成一個完整閉環。在推動產業過程中，建設了相關的創新中心，有北京5G應用創新實驗室、成都5G行業終端與應用創新中心、中國信通院5G(杭州)研究中心。

5G服務能力平臺整合5G網路開放能力及運營運維能力，透過標準API介面，實現企業對5G網路運維管理權，如5G網路自主開卡、網路及終端狀態監測、故障報警、自主運維和運營等。

一些地區的專網進行了相關探索，比亞迪5G行業虛擬專網自服務平臺和山東電力5G專網運營平臺，都可以清晰地看到整個網路實時的狀態，對它進行運營管理和協同配置。

目前，有多種模式來構建5G應用標準制定及落地。其中包括以中國通訊標準化協會、工業網際網路聯盟為首的行業標準化組織或聯盟標準協同;以及國家電網、中國石化、南方電網的行業龍頭牽頭標準制定落地體系。

在工信和資訊化部、國家衛生健康委的共同指導下，CCSA積極推進5G醫療健康標準體系建設工作，重點研製醫療通訊終端、組網架構與效能、醫療雲平臺、業務與應用平臺技術、資訊保安等標準，率先在智慧醫院、遠端醫療、急診救治、中醫診療、智慧疾控、健康管理等重點領域進行推進。

針對新冠疫情的需求，基於5G的可快速部署醫院通訊標準規範7項，包括遠端醫療、遠端監護系統、醫院智慧管理的技術架構、效能要求及測試方法等。

《基於5G的院前急救系統技術要求》等行業標準13項，規範不同應用場景資料傳輸、系統功能、軟體需求等。

為進一步規範5G場景下的臨床醫療、個人健康等裝置的資訊互動及通訊規範，在研《臨床醫療裝置通訊規範》等國家標準3項。

5G+能源標準藉助行業龍頭有序推進，明確5G+能源標準化頂層設計，在CCSA和5G AIA等標準化及聯盟組織，聯合中石化、國網等行業龍頭企業，在電力、石化等領域開展5G標準制定工作。

在電力行業，已經制定了《面向電網的5G+工業網際網路應用場景及技術要求》、《面向電力行業應用的5G切片網路安全要求》、《5G網路切片服務等級協議(SLA)保障技術要求 電力網路切片》等標準。

在石化行業，已經制定了《石化5G應用標準體系研究》、《石化行業5G防爆終端技術要求》、《面向石化行業的5G虛擬專網技術要求》等標準。

5G增強標準助力行業應用

王志勤表示，“目前，整個網路建設都是基於5G標準的第一個版本Rel-15。”在這個版本中，最重要的場景是增強移動寬頻網路(eMBB)，主要的目標是能夠實現用於智慧手機的應用。

Rel-16完整版標準在Rel-15基礎上，對網路的承載能力、基礎功能都做了一定增強和提升，增加了部分網路新特性和能力，具備完善的uRLLC能力，並擴充對垂直行業的技術支援。

5G增強版標準Rel-17為5G系統的多項基礎性技術帶來更多增強特性，從多個方面推動技術發展，包括容量、覆蓋、時延、能效和移動性。Rel-17還將5G擴充套件至工業物聯網用例，可以應用於機器人、礦山挖煤等場景。

歷經R15、R16和R17三個版本，當前5G技術的全貌已經呈現在我們面前。可以看出，5G標準能力持續增強，服務走向精細。

面向未來，Rel-18將開啟5G Advanced的持續演進，其中包括加強端到端的5G系統基礎，以及將5G擴充套件至幾乎全部終端和用例。

根據網路部署和產業發展需求，選擇適宜的3GPP版本和相關功能，預計分四個階段來制定5G標準。3GPP規範解決“怎麼做”的問題，行業標準主要解決“至少做什麼”的問題。

王志勤認為，“中國通訊標準化協會制訂了一套5G標準體系，每一個階段對應國際標準的一個版本，同時制訂包括終端、基站、核心網路，甚至天線和安全整個體系。”

總體來說，第一階段重點面向eMBB場景，第二階段增加uRLLC場景，第三階段增加基於5G NR的mMTC場景，第四階段面向5G-A。

目前，已經全面完成5G第一階段行業標準(基於3GPP R15版本)，計劃2022年基本完成第二階段標準工作，2023年啟動第三階段，Rel-17的工作。

R16 uRLLC面向多業務場景，實現超高可靠低時延。基於5G低時延架構，構建網路可靠性、抗抖動、精同步等能力，持續擴充套件網路支援uRLLC業務型別和容量。R16支援工業IoT、時延敏感通訊等新業務，提高業務差異化QoS保障能力。

目前，5G推進組正在研究uRLLC發展路徑，組織uRLLC技術試驗，引導產業方向發展，制定產品研發路標，支撐中國5G商用部署，持續推進5G產業生態建設。

R17支援更精確的定時精度和非授權頻段的實現方案。R17 RedCap可以滿足差異化物聯網場景需求。RedCap是聚合行業的定製化、精簡化設計，實現效能、複雜度和成本之間的平衡。

5G推進組正在積極推進3GPP按計劃完成RedCap標準，加快終端射頻、RRM、協議等一致性測試規範，並啟動技術試驗，系統研究RedCap應用場景、組網模式、產品要求、網路和終端適配等問題，加速推動產業進展，支撐行業多樣化需求。

現如今，5G推進組剛剛起步面向R18的工作，開啟了物聯網5G後半場的征程。目前規劃來看，增強移動寬頻，更好支援以XR為代表的新業務;支援垂直行業，增強上行速率和定位能力;融合人工智慧，支援各類AI應用;利用感知演算法對通道資訊進行處理，提取環境資訊，實現基礎應用。

總體來看，充分體現了業界對5G的期望。在5G推進組的工作中，對通感等熱點技術開展研發測試，制定規範，推進產業成熟。對上行增強、XR、彈性小區等創新技術開展研究，釋出研究報告或白皮書，牽引產業方向。

此外，5G安全標準持續演進，滿足行業應用安全需求。

R15具備基本的安全機制和功能，R16面向應用場景的業務安全與能力開放，在自身安全架構和基礎的安全機制方面，具備eMBB安全增強、uRLLC和mMTC安全最佳化等功能。

面向R17，可能會引入更多應用場景，像無人機和廣播等。將進一步增強現網部署與安全、能力與應用擴充套件安全、安全保障規範、MEC平臺安全、5G統一安全認證標準的演進等。

在安全方面，5G推進組也是透過多種方式，包括安全專題賽、白皮書、安全評測和典型案例的方式，在網路安全不斷增強的基礎之上，加強數字安全與行業的結合。

在5G業務應用逐步實現從0-1，1-100的發展過程中，5G融合應用標準體系的構建，特別是合作模式的探索，對未來數字化發展具有長足的借鑑意義。