邬贺铨:5G为B端发展带来新变革

作者:温石峰 责任编辑:程琳琳 2021.10.25 14:17 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)10月20日,在“2021中国无线电大会”上,中国工程院院士邬贺铨以“5G to B的新架构”为题发表了演讲。邬贺铨介绍到,大中型企业基本都有内网,而这已经不能适应现代工业互联网的要求。5G的到来,不仅是增加了企业的接入选择,也为企业内网带来了变革。

5G可打破传统B端兼容难等问题

对于目前B端存在的问题,邬贺铨介绍到,大中型企业基本都有内网,而这已经不能适应现代工业互联网的要求。不但多层级之间的协议不同,接口标准也是高度碎片化难以兼容,IT与OT的融合也同样困难。而原有的传统设备大多是进口设备,协议不开放,无法实现自主可控。现代企业对带宽和时延的要求都很高,原来的企业内网不能支持也没有考虑过云计算、大数据、区块链、人工智能等新技术。所以5G的到来,不仅是增加了企业的接入选择,也为企业内网带来了变革。

具有代表性的是PLC可编程逻辑控制器,实际上模仿的是几十年前的继电器控制模式,仅国际标准就有10多种,现实中产业界应用的PLC标准更有几十种之多且难以兼容。在企业传统的现场级模式中,链路层协议为工业以太网,通常为电缆或光纤接入、少量为WiFi接入、标准碎片化(总线Modbus、Profibus等;工业以太网EtherNet/IP、EtherCAT、Profinet等)。OT(行业运行技术)模式、主从架构、上位机/服务器集中控制,周期性分时轮询机制,协议开放性不友好,对新技术适应性差。而在5G加持下,企业现场级模式链路层协议为TSN,南向5G/NFC/WiFi接入,北向光纤/5G IAB。IT模式、扁平化、CSMA/CD,非周期数据,统计复用机制,支持点到点通信。IP协议开放性好,宽带能力强,低时延可通过TSN来支撑,支持物对物、人对物的通信,便于集成各种新技术,适于云网边端协同,易维护。

企业内网开启轻量化新篇章

一个典型工厂的控制点在90年代末仅5万个,到2030年将增加到55万个,每个控制点可能有50种数据输入,在此情况下原有的工控产品难以支持。5G工业模组不仅增加工控设备的一种选择,而且可代替PLC等传统工控设备,并可融合边缘计算、智联网、区块链、IPv6、TSN等技术及安全功能,成为新型工业网关。如有需要还可增加光接口,兼有工业PON网关作用。新型5G工业网关+鸿蒙操作系统以白纸方式改造企业内网,同时可嵌入OPC-UA,兼容现有企业网。5G新型工业网关不仅提供现场级功能,还可含过程控制与生产管理级、网络与业务应用级功能、推动工厂内网向扁平化、IP化、智能化发展,实现IT与OT的无缝融合。

邬贺铨表示,开发适应企业内网特点的网络架构时应注意,5G to B可星型或树状接入(含D2D接力)或架设无线总线,D2D可能成为较常用模式(信令经核心网)。云化基站(或BBU),可具有UPF和部分UGC功能,可移动,可集成边缘计算,缩短时延。核心网下沉到企业,主要业务中介在车间,上行业务需更大带宽,并对时延与确定性较为敏感。由于越区切换很少,因此无需考虑漫游与计费,更重视安全和高可靠,必要时可牺牲频谱与带宽利用率来保证安全可靠。实际应用中车间可能只有单基站,但仍需提供室内精确定位。

为此针对企业内网开发了轻型新空口(NR-Light)支持中速低时延应用,在10~20MHz带宽中提供上下行速率50/100Mbps,时延5~10ms。通过减少基站侧的TX/RX天线数量、在FDD中只进行半双工操作、减少盲解码次数降低PDCCH复杂性、扩展不连续接收功能,降低设备复杂性和功耗。


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