为工业互联网划出专用频段可显著降低成本

2022-12-23 09:44

无线网络是工业互联网的基础网络,频谱则是无线网络部署的重要资源。12月20日，在2022中国无线电大会上，中国工程院院士邬贺铨再次建议无线管理部门为工业互联网应用划出专用授权频段，运营商也可使用该频段，如此不仅可避免与公众通信业务间干扰，而且5G CPE不必再按多频多模配置，可显著降低成本。

邬贺铨介绍，工业互联网中5G的关键网元包括5G CPE（客户前端设备），5G云化PLC（可编程逻辑控制器），5G 云化基站，5G UPF（核心网用户面功能），5G MEC（边缘计算），5G LAN （局域网），5GC（核心网控制面）。他讲道，通过5G可以实现将产线装备的数据通过PLC，5G云化基站以及UPF连接到企业网络中，可以实现PLC的云化，也可以按需连接到外网，包括连接到数据中心以及人工智能的支撑。

邬贺铨指出，5G授权频段在企业网的使用模式可分为两大类，一类是运营商以5G公众通信网服务企业网。中小企业可以网络切片方式使用公众通信网；或向运营商租用基站和下沉到企业的UPF，核心网控制面在运营商，但基于IPv6的UPF分流，可保证企业敏感数据不在公众网落地。他也指出，5G面向消费应用时TDD下行容量高于上行，一些企业应用有相反需求，这就造成了企业在运营商同一载频内不同上下行配置的信道间易产生互相干扰，需采用波束安排等措施来应对。

另一类是大企业可申请专用频率自建5G专网。工信部现已划出5G工业无线专用频段，大型企业可自建基站、UPF和核心网控制面等，实现灵活按需配置TDD上下行时隙，网络安全自主管理，而且该专网仍可交由运营商代维。

此外，5G还可以使用5G NR—U（免授权频率）。邬贺铨介绍其使用模式可以分为授权辅助接入模式（LAA）和独立免授权频段模式（SA）两种。

其中授权辅助接入模式（LAA）既可以通过载波聚合——授权与免授权频段合用,也可以通过双连接——授权频谱承载控制信令传输、认证和移动性管理，免授权频段承载数据使用。他指出，在工业互联网场景中应用的是上行链路使用授权频段，下行链路使用免授权频段；运营商也可以采用LAA模式解决目前5G系统授权频段频谱资源紧缺的问题。

独立免授权频段模式（SA）即上下行信令和数据均使用免授权频谱。因发射功率受限，不宜大区组网，适于垂直行业企业建园区专网，尤其宜用在干扰较小的室内网络。另外，在5GHz和6GHz免授权频段，5G NR-U SA模式将与WiFi6／WiFi7竞争，有较多的干扰限制；而毫米波频段具有极高的容量、低预测时延和高精度定位能力，适于室内实时云应用和室外热点。