R16标准冻结对工业互联网领域的重要性

近日，5G R16标准冻结受到广泛关注，业内人士纷纷表示，5G正向“能用”向“好用”过渡，而做为5G重要应用领域的工业互联网或将加速实现5G场景的应用落地。

R16标准：将实现真正意义的工业5G

为何大家都在强调R16标准冻结对工业互联网领域的重要性呢？

“R16非常重要的一个特点是垂直行业拓展，超过60%的标准项目都和5G 2B能力有关。支持工业互联网的确定性网络开启了CT和OT技术的融合。”3GPP SA2工作组副主席、中国移动研究院主任研究员孙滔表示。

本次冻结的R16标准，是对R15版本的增强。面向工业互联网应用，引入新技术支持1微秒同步精度、0.5-1毫秒空口时延、“6个9”的可靠性和灵活的终端组管理，最快可实现5毫秒以内的端到端时延和更高的可靠性，提供支持工业级时间敏感（TSN），而这些可以有效的满足如工业AR/VR、工业视觉检测、工业云端机器人等工业场景的通信需求。

而针对空口时延这一点，今日，中国移动研究院标准专家、3GPP标准专家柴丽在中国移动研究院“智汇讲堂”中提到，原有的工业网络环境布线程度非常复杂，维护成本也非常高，但R16标准冻结后，5G无线技术可以替代实体网线连接，可以克服传统工业互联网布线杂乱、维护难度大、设备灵活度底等缺点，有效满足高精度、低时延、高可靠性的时间敏感网络的需求，使得工业互联网“你的活我也能接，不用担心跟不上你的时间”。5G与TSN的融合，有助于将5G的潜力扩展到更广阔的领域，如工业运动控制、移动机器人、AGV远程控制、甚至传统的工业过程自动化领域。

事实上，R16标准主要侧重的是对高连接数密度（大规模机器通信，mMTC）和更低的延迟（超可靠低延迟通信，URLLC）做了全球统一的国际标准支持。

其中，eMBB、mMTC与URLLC是5G三个关键性能指标，而mMTC与URLLC这两项性能对工业互联网来说是实现工业5G落地的关键。

在此之前，我们经常会看到关于“5G智慧工厂”“5G工业互联网”等相关试点示范应用，但这些应用都是基于R15版本的5G应用，不能算真正意义上的工业5G，因为工业环境对于通信网络质量要求极高，一旦产生任何中断或者延迟，造成的后果难以想象，也就是说，R15版本的5G还不能满足工业通信需求。但按照R16标准开发和部署的5G网络，不仅速度快，而且具有超可靠和低延迟的特性，这才是5G能够在工业领域应用的关键。

“为支持工业控制通信，R16网络首次实现高精度时钟同步（精度达到百纳秒级）和时敏通信功能，将数据报文在既定的时刻传递到目的地，即不提前也不迟到。”3GPP CT副主席，中国信科集团大唐移动标准专家艾明表示。

同时，艾明还表示，R16网络支持工业企业基于5G网络组建独立的专用网络，将分布在各地的生产网络组建为一个专用专属的网络。

标准冻结初期如何切入？

R16标准宣布冻结，标志着5G第一个演进版本标准正式完成，也正式预示着5G与将加速在垂直行业的落地应用，那么R16标准冻结后5G与工业互联网融合将呈现出哪些变化呢？赛迪智库信软所工业互联网研究室副主任宋颖昌告诉记者，5G与工业互联网的融合正在逐步落地，从目前的进展来看，可以从三方面来看。

首先从网络改造看，“5G+工业互联网”应用场景范围扩大。R16支持5G与TSN（时间敏感网络）集成，有利于满足工业场景低试验、高可靠要求，将持续扩大潜在的工业互联网用例，如工厂自动化、电网配电自动化等。

其次是从平台应用看，“5G+工业互联网”平台商业应用持续加速。标准冻结意味着相关开发测试可以启动，推动大规模商用。在R16冻结后，5G技术能力已相对比较全面，可以更好地接受各种工业互联网平台应用的挑战。

最后从通信安全看，“5G+工业互联网”可靠保障能力得到提升。R16对PDCP复制机制进行了增强，来抵御无线环境恶化带来的影响，保障通信链路和数据传输的可靠性。

标准确立初期，5G与工业互联网融合又该从哪些“切口”切入呢？宋颖昌表示，可以从设备互联互通、工业数据传输和场景应用的广度和深度来入手。

宋颖昌认为，R16版本的5G网络可以破解工业互联网设备互联互通难题。通过将5G技术与工业PON、MEC（边缘计算技术）等相结合，能够降低工业场景协议转换和设备接入难度，提升工业互联网异构数据接入能力，有效解决“数据孤岛”的问题。

我国工业门类众多，工艺流程复杂，其产生的工业数据“量大多样”，宋颖昌则表示，5G可以很好的支撑海量工业数据实时同步传输。作为工业互联网的关键基础设施，具备大带宽、低时延、海量连接的网络特性，能够提供端到端毫秒级时延和接近100%的高可靠性通信保障，满足工业大数据无线传输需求和工业领域大量即时处理需求。

此外，宋颖昌还告诉记者，5G将助力拓展工业互联网应用的广度与深度。5G将助力工业互联网全要素、全环节高效互联互通，实现以数据流带动技术流、资金流、人才流、物资流，有效提升传统产业的发展质量与效益。另一方面，5G将加速人工智能、AR/VR等新兴前沿技术在工业领域的应用与探索，催生形成新产品、新模式和新业态，拓展工业互联网发展空间。

5G成工业内网建设的主要方式

虽然工业互联网发展已从概念普及进入实践深耕阶段，但我国工业互联网发展仍处于发展的初级阶段，有分析机构称，工业互联网此前发展较慢，关键因素之一是通信层面的不足，过去的通信技术在工业互联网领域应用具有一定的局限，但R16标准的冻结，5G高速率、低时延、海量连接、高可靠等特性的实现，将使以往受限于网络接入而不能实现的工业场景在5G的加持下变得可行。

近日，中国信息通信研究院副院长、工业互联网联盟秘书长余晓晖曾指出，到目前为止，全球工业系统中无线技术的使用比例仍然非常低。直到2019年，全球无线技术在工业系统中的使用比例只有5%-6%，无线技术在工业的自动化、大规模个性化定制等很多场景中都有独特的优势，之所以使用不够就是因为过去的无线技术无论是wifi，还是3G、4G，都达不到工业场景所需要的性能。

但R16的冻结定义了绝大部分工业场景，在技术性能上，除了运动控制时延达到纳秒级等极个别指标还达不到要求外，5G性能已可以满足绝大多数工业场景。

由此可见，5G已经成为工业互联网的主要通信方式。

其实，早在去年11月份，工信部就印发《5G+工业互联网512工程推进方案》，提出要加快垂直领域“5G+工业互联网”的先导应用，内网建设改造覆盖10个重点行业；打造一批“5G+工业互联网”内网建设改造标杆、样板工程，形成至少20大典型工业应用场景。同时还强调，要合理配置工厂内5G网络，进行适当的网络部署和网络配置、业务部署及数据安全等问题。

3月20日，在工信部发布的《关于推动工业互联网加快发展的通知》中就提到，要加快新型基础设施建设，利用5G改造工业互联网内网，打造高质量园区网络，引领5G技术在垂直行业的融合创新。

辛鹏骏认为，5G R16标准的冻结，对正在加速跑的工业互联网，又提供了一条绝不堵车的崭新“信息高速路”。R16充分迎合了工业级时间敏感需求，满足工业控制微秒精度，同时支持工业专网和更丰富工业智能制造开发，让工业车间完全无线智能化成为可能。

从目前整个发展形势来看，虽然整个大环境条件都在支持5G与工业互联网的融合发展，但5G工业互联网发展还面临哪些挑战？华为中国运营商Marketing部副部长刘西恒认为，5G与工业互联网的结合，最关键的是工业CPE、工业终端、工业模组能够成熟发展，同时要趋向云与AI结合，这样才能真正地把5G大带宽、低时延的能力发挥出来。
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