5G技术是未来工业互联网的核心网络架构

2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国正式进入5G时代。肩负着“改变社会”的使命，5G拥有史无前例的战略地位，它不再是一个简单的通信技术升级换代，更是一场影响深远的全方位变革，而信息通信业将借此完成从量变到质变的跨越。

技术驱动创造了市场，也创造了历史。5G技术的成熟和万物互联时代的到来，将赋予电信运营商新的角色和定位。从本期开始，本报将分期探讨电信运营商如何在5G时代完成自我角色的定位与转换。

尽管还没有任何一个国家做到5G全覆盖，但这并不影响世界多国将5G上升为国家战略。5G将决定未来国家在世界竞争中的地位，谁先抓住5G，谁便掌握了时代发展的命脉，这样的认知已然成为全球共识。

然而，为什么是5G？5G缘何有如此大的能量？8月12日，工业和信息化部召开“5G+工业互联网”全国现场工作会议强调，制造业是立国之本，强国之基，是支撑经济高质量发展的主战场。工业互联网作为第四次工业革命的重要基石和数字化转型的关键支撑力量，开辟了科技竞争、产业竞争的新赛道。

独家“三件套”

2019年，5G是高光词，人们对其三大特征耳熟能详。

国际电信联盟（ITU）从速率、连接数、时延等方面，为5G定义了三种应用场景：增强移动宽带（eMBB）、海量机器通信（mMTC）和超高可靠低时延通信（uRLLC）。

中国互联网协会理事长、中国工程院院士邬贺铨对这三个特征的进一步解读是，5G的峰值速率将比4G提高30倍、用户体验速率提升10倍、频谱效率提升3倍，移动性可以做到500公里/小时，无线接口时延减少90%，连接密度达到1平方公里100万个物联网模块联网，能量和密度都提高了100倍。高带宽、低时延、大连接成为大家耳熟能详的5G独家“三件套”。

这三大特征不仅满足了现在3G、4G时代消费级应用的需求，更重要的是，满足了工业级的应用，实现移动网络向工业生产端的渗透，向万物互联转变，当第四次工业革命来临时，5G是当之无愧的“关键先生”。

工业互联网的“救命稻草”

工业向来是衡量国家综合实力的重要因子。

然而，无论是工业4.0还是产业数字化，最基本的要求是设备数字化、数控车床联网化，但现实情况是，虽然光纤是最佳选择，但在一些老企业、老厂房，很难将光纤铺设进去，而现有的WiFi等无线技术因为扩展性、抗干扰能力差，在工业领域利用率仅6%，车间里的马达、电火花都可能对其产生干扰。

工业互联网包括网络、平台、安全三大体系。其中，网络是基础，平台是核心，安全是保障。“对工业互联网而言，5G是根‘救命稻草’。”邬贺铨表示，5G正是为工业互联网而设计。如果工厂想自建一个5G专网，根据ETEI测算，大概需要76兆带宽，但需要向有关部门申请专用频率，更多企业可能会直接依靠运营商，采用运营商的5G网络，甚至把控制功能、网络能力、专网能力都交给运营商。

这是一块巨大的蛋糕。业内预计，2019年我国工业互联网市场规模将突破6000亿元，年均复合增长率预计约为13.32%。全国多地出台了推进工业互联网的意见、计划、指南或实施方案，中央部署、地方推进、企业响应的工业互联网全方位发展的良好格局基本形成。

开放的核心网络架构

事实上，除了赋能工业互联网，5G的到来，第一次使通信技术进入整个社会生产领域，不仅推动各行各业向着数字化、智能化的方向转型升级，也推动社会治理和城市管理等更加智慧和高效。而5G之所以有如此大的能量，是因为5G时代的核心网架构从封闭走向了开放，通过网络的全面云化，具备更加开放的能力，运营商与各行业连接的紧密性将达到前所未有的程度，交叉赋能，从而催生了新的产业生态。

“从1G到4G，都是封闭的网络架构，5G开始是开放的架构，这是根本性的变化。”工信部通信科技委常务副主任、中国电信集团科技委主任韦乐平曾表示。

如今在5G网络架构中常见的软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等技术最早被应用于固网宽带的转型升级中，旨在解决传统通信网络软硬一体导致的僵化系统。但在设计5G网络时，为了实现同时支持不同场景的需求，同样需要灵活、随需而变的IT服务化核心网架构，因此5G采用SDN、NFV等技术便是自然而然之事。

“和过去不同，5G硬件采用通用服务器架构，同时由软件来定义网络功能，未来5G核心网都是基于数据中心，没有交换机。”信通院专家王志勤说道，在5G核心网中，完全采用和互联网相通的Http协议来完成业务调度，“是在通用的互联网中建了专用的‘隧道’，定了一套移动通信特殊协议。”

云网融合的新时代

网络、终端、应用创新叠加启动了互联网和移动互联网两轮科技浪潮，接下来是5G时代，是云的时代，是云和网相互融合的时代。

“5G加速云网融合，云网融合为5G赋予更多内涵，两者共生共长、互补互促。”中国电信董事长柯瑞文在不久前的MWC上如是表示。

5G是天然架构在云计算上的通信技术，5G网元天然云化的部署，需要丰富完善的光网资源和云/DC（数据中心）资源，而构建基于MEC的边缘云架构是5G网络全面云化的关键，因此只有云网深度融合，才能推动5G快速健康发展。

另一方面，5G的发展推动云网深度融合。5G具有高速率、大容量、低时延以及核心网全面云化的特点，是云网深度融合的重要推动力量。比如在5G重要特征——网络切片方面，通过统一编排可以将5G、NB-IoT、光网、云资源池等封装为统一的切片，同时叠加物联网能力开放平台、大数据分析平台等应用平台，为合作伙伴提供全新的差异化服务。