1 “新基建”概述
在2018年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上,，“新基建”（新興基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)）的概念首次被提出,。“新基建”的提出有著深層次的思考和訴求：一方面是基于當(dāng)下全球的低增長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì),、科技發(fā)展和創(chuàng)新領(lǐng)域的相對(duì)低潮期和逆全球化風(fēng)險(xiǎn)劇增等問(wèn)題,，為有效解決這些不利因素創(chuàng)造條件；另一方面是希望能從需求側(cè)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí),，營(yíng)造數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的優(yōu)越環(huán)境,，保證數(shù)字產(chǎn)業(yè)的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。事實(shí)上,，全球超過(guò)170個(gè)國(guó)家都發(fā)布了數(shù)字發(fā)展的相關(guān)戰(zhàn)略,，包括美國(guó)的先進(jìn)制造戰(zhàn)略、德國(guó)的工業(yè)4.0,、日本的制造業(yè)創(chuàng)新3.0戰(zhàn)略等,，由此可見(jiàn)，全球各國(guó)都把數(shù)字經(jīng)濟(jì)看作其國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,。我國(guó)在改革開(kāi)放以來(lái),，在制造業(yè)取得的成績(jī)享譽(yù)全球，但近年來(lái)受到勞動(dòng)人口紅利,、土地資源供給等方面的制約,，加上外部市場(chǎng)的不確定性,，因此無(wú)法以傳統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)張模式繼續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能。
2020年4月20日,，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)對(duì)“新基建”的范圍正式做出了解讀,，指出“新基建”是以新發(fā)展理念為引領(lǐng)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng),，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),，面向高質(zhì)量發(fā)展需要，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型,、智能升級(jí),、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系，包括三個(gè)方面的內(nèi)容（如圖1所示）：一是包括以5G,、物聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,；以人工智能,、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施,，以數(shù)據(jù)中心,、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施等在內(nèi)的信息基礎(chǔ)設(shè)施；二是以深度應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù),、人工智能等技術(shù)為基礎(chǔ)支撐傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型的融合基礎(chǔ)設(shè)施；三是能夠支撐科學(xué)研究,、技術(shù)開(kāi)發(fā),、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎(chǔ)設(shè)施。
圖1 “新基建”的內(nèi)涵
狹義的新基建包括5G網(wǎng)絡(luò),、人工智能,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng),、數(shù)據(jù)中心,、充電樁等領(lǐng)域的集合，這也是當(dāng)前新基建最為核心的部分,；廣義的新基建除狹義的“新基建”外,，還可包括利用新一代信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的改造升級(jí)，即傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造領(lǐng)域,。
2 5G是“新基建”中的核心領(lǐng)域
5G作為當(dāng)前信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心引領(lǐng)技術(shù),，具有高速率、大容量,、低時(shí)延,、高可靠等諸多優(yōu)勢(shì),。利用5G網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算,、超級(jí)上級(jí)等關(guān)鍵技術(shù),，可以面向特定行業(yè)的需求構(gòu)建定制專網(wǎng),，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,、網(wǎng)絡(luò)速率、QoS保障,、安全隔離等重點(diǎn)因素的差異化能力,，為垂直行業(yè)的信息化、智能化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)行深層次賦能,。
2.1 5G賦能數(shù)字社會(huì)
人類一直生活工作在傳統(tǒng)的物理社會(huì)中,，所處環(huán)境包含著大量的實(shí)體設(shè)備以及生活生產(chǎn)要素，但未來(lái)的數(shù)字社會(huì)將通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)反映傳統(tǒng)物理社會(huì)中的物體相關(guān)狀態(tài),，并通過(guò)更智能的手段來(lái)感知與控制社會(huì)中的各項(xiàng)功能,，因此需要新一代信息技術(shù)為其提供基礎(chǔ)保障，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與實(shí)時(shí)交互映射,。人類自從懂得利用電磁波進(jìn)行無(wú)線通信以來(lái),，一直在為如何讓通信質(zhì)量變得更好而努力，所謂的通信質(zhì)量,，包括了傳輸帶寬,、通信時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)容量等，這些指標(biāo)一直成為制約無(wú)線通信應(yīng)用發(fā)展的瓶頸,。5G的高帶寬,、低時(shí)延和大連接網(wǎng)絡(luò)特性，正好解決了這些發(fā)展瓶頸,，因此將有效地賦能于數(shù)字社會(huì),。
2.2 5G推動(dòng)萬(wàn)物互聯(lián)
回顧人類前幾代移動(dòng)通信技術(shù)，第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)了人類間“行走的通話”,；第二代移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化,，大幅度提升了通話的質(zhì)量，也降低了移動(dòng)終端的成本,，為個(gè)人化通信的普及作出了貢獻(xiàn),；第三代移動(dòng)通信技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)互聯(lián)，人類通過(guò)手機(jī)除了可以語(yǔ)音交流之外,，還可拓展到看圖片和看視頻等多元化的信息交互方式；第四代移動(dòng)通信則更好地滿足了人類在移動(dòng)互聯(lián)方面的需求,，各項(xiàng)感知上比以往更流暢更舒適,。但縱觀前四代移動(dòng)通信技術(shù),，僅僅實(shí)現(xiàn)了人與人之間的互聯(lián)，并為轉(zhuǎn)變到人與物,、物與物之間的通信,。5G的出現(xiàn)，使萬(wàn)物互聯(lián)不再停留在概念階段,。
2.3 5G成為我國(guó)名片
我國(guó)的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚,，曾經(jīng)歷了“1G空白、2G跟隨,、3G突破,、4G同步”的階段，在多年的積累中,，已具備“5G引領(lǐng)”的基礎(chǔ),。在標(biāo)準(zhǔn)方面，3GPP Rel-16標(biāo)準(zhǔn)已于2020年7月凍結(jié),，我國(guó)在3GPP文稿中占比超過(guò)32%,，5G標(biāo)準(zhǔn)必要專利占比超過(guò)30%，是在標(biāo)準(zhǔn)與專利方面占比最高的國(guó)家,。此外,，在5G基站建設(shè)數(shù)量上,，我國(guó)也處于全球領(lǐng)先地位,。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年,，全國(guó)累計(jì)建成5G基站超過(guò)71.8萬(wàn)個(gè),，5G網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國(guó)地級(jí)以上城市，5G終端連接數(shù)超過(guò)2億,。再者，在系統(tǒng)設(shè)備方面,，目前已形成了以歐洲和我國(guó)為主的產(chǎn)業(yè)格局，華為目前已成為全球獲得商業(yè)合同最多的企業(yè),。
2.4 5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可有機(jī)融合
如上文所述，5G能推動(dòng)人工智能,、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心應(yīng)用等領(lǐng)域的發(fā)展,，因此在面向具體領(lǐng)域時(shí),，不能簡(jiǎn)單粗暴地將5G作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)那溃枧c各行業(yè)深度融合,，制定5G與各行業(yè)的一體化數(shù)字解決方案和智能解決方案,。
在5G網(wǎng)絡(luò)的加持下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)+數(shù)據(jù)+算法的有機(jī)融合,，發(fā)揮出更大的價(jià)值,。5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)融合是實(shí)現(xiàn)智能制造的關(guān)鍵途徑，在5G為代表的新技術(shù)推動(dòng)下,，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型從單一要素需求轉(zhuǎn)向“要素+能力”一站式服務(wù),，如圖2所示,，通過(guò)5G的融合,，以云計(jì)算、邊緣計(jì)算為代表的計(jì)算技術(shù),，為制造業(yè)高效,、準(zhǔn)確地分析大量數(shù)據(jù)提供了有力支撐；產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)是驅(qū)動(dòng)智能制造提高精準(zhǔn)度的核心,；以人工智能、機(jī)理模型等為代表的算法技術(shù)幫助智能制造發(fā)現(xiàn)規(guī)律并提供智能決策支撐,。
圖2 5G賦能制造業(yè)體系架構(gòu)變革
3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展存在的問(wèn)題
與主流發(fā)達(dá)國(guó)家相比,，我國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在基礎(chǔ)能力、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用水平和要素保障能力上仍然存在一定差距,，需加速突破,。
（1）基礎(chǔ)能力不足
我國(guó)現(xiàn)有的制造業(yè)顯現(xiàn)出數(shù)字化發(fā)展不平衡不充分的特點(diǎn),，雖然有部分企業(yè)達(dá)到了3.0水平,，但大部分企業(yè)仍然處于2.0階段，數(shù)字化水平較低,，網(wǎng)絡(luò)化,、智能化演進(jìn)基礎(chǔ)薄弱；工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),、技術(shù),、產(chǎn)業(yè)對(duì)外依賴度較高，且未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),，互通性較弱,；工廠外網(wǎng)主要依賴于公網(wǎng)，難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的安全,、實(shí)時(shí)和可靠要求,；IPv4資源接近枯竭,，難以應(yīng)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大量地址需求；中小企業(yè)經(jīng)營(yíng)者對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要性認(rèn)識(shí)和投入均有待提高,。
?。?）引領(lǐng)發(fā)展能力不足
我國(guó)缺乏具備綜合解決方案和全領(lǐng)域覆蓋能力的龍頭企業(yè)，企業(yè)的前瞻性,、系統(tǒng)性和技術(shù)含量不足,，難以引領(lǐng)國(guó)際發(fā)展；工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品和解決方案與發(fā)達(dá)國(guó)家領(lǐng)先水平存在一定差距,；國(guó)內(nèi)平臺(tái)的核心能力和生態(tài)建設(shè)仍然有待提高,。
（3）要素保障能力不足
我國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)要素保障能力主要體現(xiàn)在資金投入和專業(yè)人才兩方面,。針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的資金投入不足,，難以造成規(guī)模效應(yīng)；在專業(yè)人才培養(yǎng)方面,，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展涉及工業(yè),、IT和通信等領(lǐng)域的多維度整合，適合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的專業(yè)人才除了需要精通軟件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)之外,，還需同時(shí)對(duì)工業(yè)和ICT領(lǐng)域有深入了解,，目前人才缺口依然巨大。
3.2 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)
從產(chǎn)業(yè)整體觀察,，當(dāng)前5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨著規(guī)模小,、價(jià)值不清晰、試驗(yàn)性示范多,、應(yīng)用創(chuàng)新碎片化,、商業(yè)模式不明朗等挑戰(zhàn)，具體可歸結(jié)為以下三點(diǎn)：
?。?）成本結(jié)構(gòu)未清晰
雖然無(wú)線電頻譜的使用成本是透明的,，但由于當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率比起4G網(wǎng)絡(luò)仍然處于較低水平，此外制造企業(yè)對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)與其必需組件的部署費(fèi)用,、新系統(tǒng)新應(yīng)用的開(kāi)發(fā),、操作以及后續(xù)運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本等仍然缺乏了解。
?。?）安全可靠未明確
大部分制造企業(yè)目前由于缺乏移動(dòng)連接的使用經(jīng)驗(yàn),，企業(yè)對(duì)于5G網(wǎng)絡(luò)安全可靠方面的信心尚未建立，對(duì)于當(dāng)今對(duì)工序鏈時(shí)序要求嚴(yán)格的企業(yè)而言,，網(wǎng)絡(luò)連接中斷是不可接受的,。只有當(dāng)技術(shù)效益和成本優(yōu)勢(shì)明顯，并且風(fēng)險(xiǎn)被證明處于可控范圍時(shí)，制造企業(yè)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的需求才會(huì)開(kāi)始增加,。
?。?）通信模組未成熟
目前能真正獨(dú)立且通過(guò)時(shí)間檢驗(yàn)的工業(yè)5G基礎(chǔ)設(shè)施仍然較少，同時(shí)產(chǎn)業(yè)鏈上也缺乏足夠的工業(yè)兼容通信組件可用,，只有少數(shù)模塊制造商已經(jīng)開(kāi)始為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域生產(chǎn)了5G模組,，但尚未形成規(guī)模效應(yīng)。
3.3 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的政策現(xiàn)狀
近年來(lái),，我國(guó)政府相關(guān)部門(mén)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了較堅(jiān)實(shí)的政策后盾,，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展提供了指引。2018年6月,，《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020）》提出,，到2020年底我國(guó)將實(shí)現(xiàn)“初步建成工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)體系”的發(fā)展目標(biāo)，包括了建成5個(gè)左右標(biāo)識(shí)解析國(guó)家頂級(jí)節(jié)點(diǎn),、遴選10個(gè)左右跨行業(yè)跨領(lǐng)域平臺(tái),、推動(dòng)30萬(wàn)家以上工業(yè)企業(yè)上云、培育超過(guò)30萬(wàn)個(gè)工業(yè)APP等內(nèi)容,。
經(jīng)歷了三年的發(fā)展,，2021年1月，工業(yè)和信息化部再次印發(fā)了《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》,，提出到2023年，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)量質(zhì)并進(jìn),，新模式,、新業(yè)態(tài)大范圍推廣，產(chǎn)業(yè)綜合實(shí)力顯著提升,；新型基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步完善,、融合應(yīng)用成效進(jìn)一步彰顯、技術(shù)創(chuàng)新能力進(jìn)一步提升,、產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)進(jìn)一步健全,、安全保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)。新版本的行動(dòng)計(jì)劃明確將開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)體系強(qiáng)基行動(dòng),、標(biāo)識(shí)解析增強(qiáng)行動(dòng),、平臺(tái)體系壯大行動(dòng)、數(shù)據(jù)匯聚賦能行動(dòng),、新型模式培育行動(dòng),、融通應(yīng)用深化行動(dòng)、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)行動(dòng),、技術(shù)能力提升行動(dòng),、產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展行動(dòng)、安全保障強(qiáng)化行動(dòng)、開(kāi)放合作深化行動(dòng)等11項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),。其中,，在“網(wǎng)絡(luò)體系強(qiáng)基行動(dòng)”該項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)中，特別提及了需深化“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,，這為5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后續(xù)的推進(jìn)和發(fā)展提供了明確的政策指引方向,。
3.4 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)
如前文所述，盡管目前仍存在著一些挑戰(zhàn),，但5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)仍然有著良好的發(fā)展前景,。依照《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》中提及的“深化‘5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的具體任務(wù)，后續(xù)的推進(jìn)措施包括了如下三方面：
?。?）支持工業(yè)企業(yè)建設(shè)5G全連接工廠,，推動(dòng)5G應(yīng)用從外圍輔助環(huán)節(jié)向核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)滲透，加快典型場(chǎng)景推廣,；
?。?）探索5G專網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)模式，規(guī)劃5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專用頻率,，開(kāi)展工業(yè)5G專網(wǎng)試點(diǎn),；
（3）建設(shè)公共服務(wù)平臺(tái),，提供5G網(wǎng)絡(luò)化改造,、應(yīng)用孵化、測(cè)試驗(yàn)證等服務(wù),。
由此可見(jiàn),，在應(yīng)用范圍上將不斷從外到內(nèi)滲透形成5G全連接的環(huán)境，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境構(gòu)建上通過(guò)5G專網(wǎng)解決制造企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)隱私安全和實(shí)時(shí)可靠的痛點(diǎn),，將成為5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì),。此外，由于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和目前制造企業(yè)主流的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)存在兼容度不足的問(wèn)題,，因此也需不斷進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,，持續(xù)迭代，逐步完善解決方案,。
4 5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)建議
4.1 5G全連接
5G具備更低的時(shí)延,、更高的速率、更大接入數(shù)量,、更高穩(wěn)定性,，有望成為未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基石。按制造企業(yè)不同場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求（如表1所示）,，5G預(yù)計(jì)能滿足70%以上的工業(yè)控制場(chǎng)景,。
表1 制造企業(yè)不同場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求
現(xiàn)有的大部分制造企業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用只著眼于外圍輔助功能,，較少涉及核心的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。5G全連接與現(xiàn)有的傳統(tǒng)數(shù)字工廠最大的區(qū)別,，在于以數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)管理,。制造企業(yè)可結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新技術(shù),，通過(guò)5G工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)連接工廠內(nèi)部的全生產(chǎn)要素,，包括人、機(jī),、料,、法、環(huán)等,，實(shí)現(xiàn)車(chē)間內(nèi)的柔性化連接,，從而大幅度提升生產(chǎn)效率。
4.2 5G專網(wǎng)建設(shè)
5G專網(wǎng)可分為兩種模式,，一類是基于公網(wǎng)的5G專網(wǎng),，另一類是基于NPN（Non-Public Network）的5G專網(wǎng)。按照3GPP Rel-16的定義,，基于NPN的5G專網(wǎng)也包含兩種類型：PNI-NPN（Public Network Integrated NPN）和SNPN（Standalone NPN）,，如圖3所示。PNI-NPN通過(guò)PLMN網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供NPN服務(wù),，相當(dāng)于利用運(yùn)營(yíng)商的公網(wǎng)來(lái)部署5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),，例如通過(guò)為NPN分配一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)非公共網(wǎng)絡(luò)功能，但由于網(wǎng)絡(luò)切片不能限制終端在其未授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)切片區(qū)域中嘗試接入網(wǎng)絡(luò),，因此可以選擇閉合接入組（CAG,，Cell Access Group）用于接入控制。SNPN則不依賴于PLMN的網(wǎng)絡(luò)功能,，相當(dāng)于獨(dú)立部署5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，因此不支持SNPN和PLMN網(wǎng)絡(luò)間的切換,，無(wú)法在小區(qū)選擇和重選階段控制不同類型用戶接入,。
圖3 5G專網(wǎng)的建設(shè)模式
因此，在5G專網(wǎng)建設(shè)的選擇上,，可根據(jù)不同需求使用不同的建設(shè)模式,。在側(cè)重于低建設(shè)與維護(hù)成本，需要快速部署時(shí),，應(yīng)選擇基于運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)部署的方案,；在對(duì)差異化服務(wù)有要求時(shí)，為便于在SNPN和PLMN網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)切換,，應(yīng)選擇PNI-NPN方案,；在對(duì)保密性有較高要求時(shí),，且對(duì)應(yīng)的制造企業(yè)有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)能力的情況下，應(yīng)選擇獨(dú)立部署的SNPN方案,。
4.3 5G網(wǎng)絡(luò)化改造
工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)主要分為現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng),，適合于帶寬、可靠性,、實(shí)時(shí)性要求高且位置相對(duì)固定的設(shè)備接入,。用于生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議多達(dá)幾十種，包括主流的Modbus,、Profibus,、IO-link、CAN/CANopen,、CC-link等,，主要用于PLC南向的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)量和模擬量接入，傳輸距離一般較短,，數(shù)據(jù)傳輸速率較低,，抗干擾能力、安全性相對(duì)較差,。工業(yè)以太網(wǎng)同樣協(xié)議數(shù)量眾多,，主流協(xié)議有DeviceNet、Profinet,、EtherCAT,、EtherNet/IP、Modbus-TCP,，多數(shù)用于PLC北向輸出,，其優(yōu)點(diǎn)是通信速率高、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇`活,，但存在協(xié)議間互聯(lián)互通性較差等問(wèn)題,，難以進(jìn)行靈活部署與快速擴(kuò)展。
工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)主要包括WiFi,、LoRa,、ZigBee、ISA 100.11a,、Wireless Hart,、WIA FA/PA等，適用于廣覆蓋,、移動(dòng)性強(qiáng)但可靠性,、帶寬要求不高的場(chǎng)景。在各種工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中,，WiFi部署容易,、組網(wǎng)靈活,，但可靠性和安全性難以滿足工業(yè)級(jí)需求；ZigBee等技術(shù)受限于傳輸距離或傳輸速率,。
由此可見(jiàn),，工業(yè)制造領(lǐng)域使用的無(wú)線通信協(xié)議眾多、各有不足且相對(duì)封閉,，工業(yè)設(shè)備互聯(lián)互通難,，嚴(yán)重制約了設(shè)備上云，亟需構(gòu)建能夠兼容多種協(xié)議的新一代無(wú)線技術(shù)體系,，因此需進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)化改造,，在此基礎(chǔ)上孵化新的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，并對(duì)新應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證,。
5 結(jié)束語(yǔ)
2021年是”十四五“的開(kāi)局之年,，預(yù)計(jì)我國(guó)將繼續(xù)通過(guò)5G的增強(qiáng)試驗(yàn)加快推進(jìn)5G上下游產(chǎn)業(yè)的成熟。未來(lái)5年將進(jìn)入我國(guó)5G發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,，5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)也將大大提速,，形成智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同,、服務(wù)化延伸,、個(gè)性化定制、數(shù)字化管理等新模式,。
