5G賦能行業(yè)應(yīng)用，助推數(shù)字化智能轉(zhuǎn)型

Kubernetes/K8s架構(gòu)師實(shí)戰(zhàn)集訓(xùn)

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首先，5G技術(shù)的發(fā)展正在演進(jìn)。
到2022年2月，全球83個(gè)國家共有209家運(yùn)營商推出了5G商用網(wǎng)絡(luò)。全球共有20家運(yùn)營商推出了面向公共用戶服務(wù)的獨(dú)立組網(wǎng)的5GSA網(wǎng)絡(luò)，另有119家運(yùn)營商正在推動(dòng)5G SA網(wǎng)絡(luò)的商用。它揭示了5G產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀:中國在全球5G SA網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量發(fā)展中處于領(lǐng)先地位。

在5G頻段、3G PP Rel-17、Rel-18等標(biāo)準(zhǔn)方面，各個(gè)國家和組織都在開發(fā)并在其中競爭。5G時(shí)代新應(yīng)用場景的實(shí)現(xiàn)，對網(wǎng)絡(luò)原生能力和能力開放提出了新的要求:如何上云平臺(tái)？如何雙向遙控？如何實(shí)現(xiàn)云、邊、端之間的數(shù)據(jù)協(xié)同和實(shí)時(shí)控制？

在連接能力方面，終端:終端通信模塊接入；；邊緣:邊緣設(shè)備邊緣；網(wǎng)絡(luò):傳輸網(wǎng)元改造；；芯片:如何控制網(wǎng)元切片的智能等。

在網(wǎng)絡(luò)管控能力方面，客戶對按需連接提出了要求，如海量數(shù)據(jù)連接、大帶寬連接、低延遲傳輸?shù)?。在自助服?wù)、資源優(yōu)化、自助服務(wù)、預(yù)警等需求方面。

在場景QOS方面，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控、災(zāi)難恢復(fù)、快速恢復(fù)等新需求。場景方面，工業(yè)AI識(shí)別、AGV數(shù)據(jù)上傳、海量環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)控、PLC等OT領(lǐng)域低時(shí)延需求接入、掃碼器接入、機(jī)器人控制指令發(fā)布等都在5G環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了新的變革。

此外，5G場景背后，在責(zé)任邊界、數(shù)據(jù)隱私、應(yīng)用布局、云側(cè)協(xié)同等方面也提出了新的時(shí)代要求，亟待解決。

二、解讀5G+原生應(yīng)用系統(tǒng)
基于5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、低時(shí)延、海量終端等特點(diǎn)，以及三年運(yùn)營后的云網(wǎng)融合實(shí)踐，我們在AI、云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)承擔(dān)的國家重點(diǎn)R&D項(xiàng)目中提出“5G+原生應(yīng)用架構(gòu)”，聚焦智能制造、機(jī)器人、AGV、車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛等網(wǎng)絡(luò)依賴度高的場景，希望賦能創(chuàng)新智能應(yīng)用，推動(dòng)5G向b級規(guī)模化發(fā)展

5G B的產(chǎn)業(yè)主要包括技術(shù)驗(yàn)證階段、產(chǎn)品實(shí)踐等多個(gè)階段，而5G+原生應(yīng)用架構(gòu)的體系主要由底層終端交互、互聯(lián)網(wǎng)的連接、平臺(tái)的協(xié)作、網(wǎng)絡(luò)要求高的智能應(yīng)用四個(gè)層面組成。5G+原生應(yīng)用架構(gòu)的四大要素主要包括大帶寬低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)、端到端云協(xié)作的計(jì)算能力、人工智能AI的算法、泛在物聯(lián)網(wǎng)的交互。

在接入層，通過底層物聯(lián)網(wǎng)智能終端實(shí)現(xiàn)智能應(yīng)用無處不在的IOT和交互能力；包括終端的邊緣計(jì)算和異構(gòu)終端的協(xié)議處理。

在網(wǎng)絡(luò)層，通過5G連接服務(wù)、UPF下沉和MEC的結(jié)合實(shí)現(xiàn)邊緣云融合。當(dāng)我們提到5G+時(shí)，我們也指5G融合網(wǎng)絡(luò)，包括光網(wǎng)絡(luò)，NB-IoT，以及其他連接模式。上行5G在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行，下行融合模式連接到接入層的終端。

在平臺(tái)層面，有計(jì)算能力和算法集成的平臺(tái)。通過AI能力整合和云能力復(fù)用，實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力和算法的融合。

在應(yīng)用層面，重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)依賴度高的業(yè)務(wù)場景。智能制造、機(jī)器人、AGV、車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛等高網(wǎng)絡(luò)依賴場景下的創(chuàng)新應(yīng)用，是我們5G+原生應(yīng)用創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。

接下來，我們將逐一討論典型5G終端、典型行業(yè)、網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力、5G定制網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)5.5G網(wǎng)絡(luò)等重點(diǎn)內(nèi)容。

首先，第一部分是5G終端。眾所周知，近年來，國內(nèi)各廠商生產(chǎn)了近千款5G終端。但相對于終端的發(fā)展，5G to B才剛剛起步，其輕量化、精簡化、定制化的芯片和模塊逐漸成為業(yè)界共識(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化也在慢慢走向成熟。因此，整個(gè)行業(yè)的未來發(fā)展至關(guān)重要，需要進(jìn)一步考慮如何增加大規(guī)模應(yīng)用的數(shù)量，如何降低成本，如何實(shí)現(xiàn)定制和擴(kuò)展能力的發(fā)展。

其次，在to B中，面向5G AGV的基于5G的攝像機(jī)和5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)已經(jīng)逐漸量產(chǎn)，包括數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)。在網(wǎng)絡(luò)層面，5G到B有多種模式，并提出了相應(yīng)的組網(wǎng)模式。典型的例子就是中國電信推出的5G定制網(wǎng)，提出了致遠(yuǎn)模式、鄰里模式、如意模式三種模式。網(wǎng)絡(luò)定制、邊緣智能、云協(xié)作和X-on-demand集成協(xié)作的全面解決方案。目標(biāo)是為行業(yè)客戶打造一體化定制集成服務(wù)，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合、按需定制模式?；谡?wù)、交通、文化、娛樂等方面，包括車人合作、遠(yuǎn)程駕駛、無人機(jī)巡邏，采用切片技術(shù)，應(yīng)用致遠(yuǎn)模式。鄰域模型主要解決對時(shí)間延遲敏感的客戶，特別是在工業(yè)制造和智能制造領(lǐng)域。根據(jù)需要，我們將UPF和MEC安排在工廠區(qū)域，以協(xié)調(diào)關(guān)鍵技術(shù)。獨(dú)立組網(wǎng)的第三種運(yùn)營模式，主要是解決專網(wǎng)建設(shè)和敏感數(shù)據(jù)安全的端到端定制問題。廣泛應(yīng)用于港口、礦山、電網(wǎng)等場景。

此外，我們利用5G不斷提高行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新能力。在此基礎(chǔ)上，我們陸續(xù)推出了包括核心網(wǎng)切片和無線切片、定位方案、高可靠性和安全性等一系列切片方案。，這些都促進(jìn)了5G與b的更緊密結(jié)合，最近業(yè)界提出了5.5G的相關(guān)概念，這是一種基于工業(yè)場景的定制網(wǎng)絡(luò)。未來可能會(huì)在移動(dòng)視頻、無線接入、核心網(wǎng)、AI構(gòu)成、傳感傳輸一體化等方面轉(zhuǎn)向更加極簡、智能、綠色、安全的發(fā)展趨勢。

第三，5G技術(shù)支持工業(yè)應(yīng)用
如何上云和平臺(tái)？如何雙向遙控？如何實(shí)現(xiàn)云、邊、端之間的數(shù)據(jù)協(xié)同和實(shí)時(shí)控制？這些核心問題亟待解決。近年來，我們探索了以下解決方案:

一是北向，用云平臺(tái)上的數(shù)據(jù):通過數(shù)據(jù)采集，生產(chǎn)數(shù)據(jù)云化，對接企業(yè)MES，ERP等。，可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)同和數(shù)字看板，降低企業(yè)IT軟硬件部署和運(yùn)營成本；核心技術(shù)有連接協(xié)議庫、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、數(shù)字孿生可視化等。

二、南向，工業(yè)控制云化:實(shí)現(xiàn)工業(yè)制造生產(chǎn)智能化，云化PLC、機(jī)械臂、機(jī)器人、機(jī)器視覺等需求。，而機(jī)器換人已經(jīng)成為一種趨勢；核心技術(shù)是開放式工業(yè)控制系統(tǒng)、自動(dòng)化設(shè)備的物聯(lián)網(wǎng)接入生態(tài)等。

三、邊緣計(jì)算部署，工業(yè)智能應(yīng)用:基于MEC等邊緣計(jì)算的部署，通過按需部署滿足低時(shí)延的要求成為新趨勢。通過自主研發(fā)定制網(wǎng)絡(luò)，AI算力下沉，實(shí)現(xiàn)工業(yè)視覺、機(jī)器人控制、AI質(zhì)檢等智能應(yīng)用。

在5G到B的應(yīng)用場景中，基于5G的邊緣云協(xié)作架構(gòu)，我們還開發(fā)了云工控操作系統(tǒng)(Cloud PLC)。首先，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)終端的解耦。我們通過整個(gè)云控制系統(tǒng)將計(jì)算系統(tǒng)部署到邊緣和云端，然后重構(gòu)傳統(tǒng)工業(yè)控制程序的一些AI東西，比如PLC、機(jī)械臂、機(jī)器人等，在云原生架構(gòu)的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)工業(yè)異構(gòu)設(shè)備的協(xié)同控制?？傮w而言，它包含三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。第一個(gè)是工控系統(tǒng)是開放的。第二個(gè)是基于邊緣云協(xié)同架構(gòu)。第三，實(shí)現(xiàn)了這些新場景，比如遠(yuǎn)程控制、AI質(zhì)檢、AGV物流、亂序分揀、機(jī)械臂打磨等。在5G的超低時(shí)延環(huán)境下。

值得一提的是，5G產(chǎn)業(yè)應(yīng)用包含四個(gè)典型需求，即生產(chǎn)安全需求、降本增效需求、創(chuàng)新賦能需求、以人為本需求。只有有效解決這些需求，才能實(shí)現(xiàn)從5G固移融合到6G智能的全連接，穩(wěn)步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化時(shí)代。

5G標(biāo)準(zhǔn)不是一蹴而就的，而是一個(gè)迭代的過程。5G實(shí)現(xiàn)的萬物互聯(lián)，包括和工業(yè)化的結(jié)合，為我們整個(gè)to B產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)保障。但是在探索5G到B的過程中，不僅僅是依靠技術(shù)，更需要整個(gè)生態(tài)的協(xié)調(diào)，來推動(dòng)其整體發(fā)展。

5G to B不僅是5G應(yīng)用發(fā)展的新機(jī)遇，也是行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速器。接下來，它將引領(lǐng)各行業(yè)的變革。