論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境和6G突破之策

5G專網(wǎng)5GPrivateNetwork論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境和6G突破之策論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境DiscussiononDifficultiesofApplicationExpansionand6GBreakthroughinToBFieldin5GEra和6G突破之策YangLi1，2，F(xiàn)angYanwei1，2，XieFeng1，2(1.ZTECorporation，Nanjing210012，China；2.StateKeyLaboratoryofMobileNetworkandMo?bileMultimediaTechnology，Shenzhen518055，China)摘要：5G-NR/5G-Advanced移動通信系統(tǒng)能力已很強大，基本實現(xiàn)了萬物互聯(lián)的5G愿景，但它們在ToB領(lǐng)域市場的應(yīng)用發(fā)展還遠(yuǎn)低于初始預(yù)期，商用廣度、規(guī)模和營收仍不理想。從ODICT業(yè)態(tài)宏觀和系統(tǒng)技術(shù)微觀的雙視角出發(fā)，分別闡述了5G-NR/5G-Advanced在ToB市場的拓展困境之所在，論述未來6G移動通信新系統(tǒng)的設(shè)計和商用模式應(yīng)在哪些關(guān)鍵方面發(fā)力和未來6G時代還需哪些ToB突破之策。Abstract：關(guān)鍵詞：sn文章編號：1007-3043(2022)06-0030-05開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID)：acroandmicroperspectivesofODICTsbusinessstatusandsyssthekeyasommercialuseofnewGmobilecommunicationsystemsandWhatelseKeywords：15G-NR功能對ToB領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)支撐5G-NR系統(tǒng)已在全球各地陸續(xù)展開了大規(guī)模的商用部署。5G-NR系統(tǒng)旨在實現(xiàn)萬物互聯(lián)和改變社是面向ToB領(lǐng)域深度數(shù)字化賦能，促進ToB垂直千行收稿日期：2022-04-15百業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)關(guān)系重構(gòu)和生產(chǎn)力再提升。5G-NR可謂是全人類至今最強大的ODICT通用基礎(chǔ)設(shè)施平臺，度集最新的ODICT技術(shù)手段于大成，進一步開拓ToB領(lǐng)域應(yīng)用，以追求更大的盈利空間[3]。5G-NR系統(tǒng)早期即已原生地支持核心網(wǎng)SBA服務(wù)化架構(gòu)、RANCU/DU分離、端到端網(wǎng)絡(luò)切片和非公NPN5]，目前它已在某些ToB領(lǐng)域302022/06/DTPT論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境和6G突破之策5G專網(wǎng)5GPrivateNetwork等方面開展了初步的商用嘗試，但基本還是以樣板示范為主。憑借5G-NR卓越性能，在廠區(qū)環(huán)境監(jiān)察、作業(yè)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)設(shè)備連接和應(yīng)急動態(tài)保障等應(yīng)用方面也已有相當(dāng)亮眼的表現(xiàn)。25G-Advanced增強對ToB領(lǐng)域應(yīng)用的促進5G-NR初步支持了三大典型場景，即：超移動寬帶(eMBB)、超高可靠低延時(uRLLC)和超大規(guī)模數(shù)量uRLLC和mMTC則是5G相對4G較新的應(yīng)用場景，它們主要服務(wù)于更廣闊的ToB領(lǐng)域市場。作為5G-NR的演進，5G-Advanced新愿景以eMBB、uRLLC和mMTC為基本出發(fā)點，進一步考慮了三者之間兩兩結(jié)合的新組合場景，即：從5G-NR場景的等邊三角形升級為5G-Advanced場景的萊洛三角形，旨在更好地去支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、個人體域網(wǎng)、空天地海一體化、泛在移動智能體和超高上行流量等后5G時代場景[3](見圖ExtendExtendExtendIntrinsicAIuRLLCExtendExtendExtendIntrinsicAIuRLLCuRLLC圖15G-Advanced場景的萊洛三角形業(yè)界意識到ToB領(lǐng)域的大量潛在新用例場景，并不只存在于圖1內(nèi)等邊三角形的3個角附近，而是更泛布于圖1外萊洛三角形的3條邊上。因此5G-Ad?vanced系統(tǒng)通過自我平滑演進，引入了許多增強的新進一步增強對高頻毫米波資源的利用[6]，RAN端到端切片化增強[7]，小微數(shù)據(jù)包傳輸優(yōu)化處理[8]，還引入輕量化UE能力RedCap，RAN智能化增強和通感融合等新功能。相應(yīng)地，3GPPRel-17/18在5G核心網(wǎng)側(cè)，針I(yè)D_UAS、時延敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)、V2X增強功能等，并定義了基于NWDAF的網(wǎng)絡(luò)智能化增強技術(shù)。上述5G-Advanced新功能和增強性能其實只是在技術(shù)層面做了保障促進，對ToB領(lǐng)域市場的商用拓展和深入有一定的助推作用，但未必能起到ToB領(lǐng)域突破關(guān)鍵性的決定作用，具體實踐效果還拭目以待。3ToB領(lǐng)域市場應(yīng)用拓展之困境所在3.15G-NR缺乏面向ToB的原生系統(tǒng)設(shè)計考慮C移動運營商而言，ToB領(lǐng)域一直被寄予巨大的盈利拓重在Ba)在服務(wù)對象方面，必須從今天的以人ToC為主體，演變到未來以物(例如：海量傳感器，各種智能機器人，自動化交通工具等)ToB為主。b)在場景用例方面，必須從今天的ToC半靜態(tài)有c)在流量特征方面，必須從今天的ToC集中式下行傳輸為主，演變到未來的ToB分布式上行傳輸為主。d)在工作模式方面，必須從今天的ToC不確定性到未來的ToB確定性傳輸為主。如圖2所示，上述5G-Advanced向ToB演變的內(nèi)在需求，其實在5G-NR系統(tǒng)設(shè)計之初，并沒能原生地被充分地預(yù)測并進行技術(shù)預(yù)備，因此只能通過后續(xù)的5G-Advanced系統(tǒng)不斷地“從外部技術(shù)上打補丁的方式”去彌補和增強。下面筆者將從三大方面闡述ToB服務(wù)對象：人服務(wù)對象：人≥物流量特征：集中式下行≥分布上行場景用例：場景用例：半靜態(tài)有限≥動態(tài)無限工工作模式：不確定性≥確定性圖2ToC到ToB的典型需求演變郵電設(shè)計技術(shù)/2022/06315G專網(wǎng)5GPrivateNetwork論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境和6G突破之策領(lǐng)域市場拓展困境之所在。3.25G系統(tǒng)復(fù)雜度之痛隨著一代代蜂窩移動通信系統(tǒng)的演進發(fā)展，電信系統(tǒng)KPI指標(biāo)不斷地被提升，但系統(tǒng)的復(fù)雜度也在大幅增長，大量功能被堆積。蜂窩移動系統(tǒng)的性能提升和功能拓展，有利于降低無線Bit的傳輸處理開銷，但并不一定意味著能為用戶創(chuàng)造出更多的價值。5G-NR系統(tǒng)是一種同時面向眾多場景的通用化平臺設(shè)計，其強功能、高性能是建立在高系統(tǒng)復(fù)雜度(例如系統(tǒng)架構(gòu)、接口協(xié)議、內(nèi)部算法、硬軟件平臺開銷、授權(quán)載波等)基礎(chǔ)之上的。因此對于大部分ToB領(lǐng)域應(yīng)用，5G-NR/5G-Advanced系統(tǒng)功能和資源配置都會顯得冗余，缺乏定制性、高性價比性和伙伴用戶的增值性。以Wi-Fi為代表的輕量化系統(tǒng)，其實在某些ToB局域領(lǐng)域很有優(yōu)勢。例如在某無人化智能工廠車間內(nèi)，通過高集成和硬化加速實現(xiàn)的Wi-Fi6系統(tǒng)，其在部署靈活性，傳輸控制數(shù)據(jù)延時和鏈路魯棒性方面，甚至比5G-NR/5G-Advanced基站還要好，但Wi-Fi6系統(tǒng)價格成本還不到后者的一半。因此面向ToB領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計，需跳出過去單純地一味過度追求更高KPI的慣性，需考慮系統(tǒng)至簡原則、可定制化、高性價比，要能為用戶帶來更大的價值和未來生存發(fā)展空間。3.35G天時地利之困5G-NR/5G-Advanced系統(tǒng)主要商用于2019—之中，ToB領(lǐng)域(例如：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等)對5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求到底有多必要和多迫切？其實還存在不確定性。如今，大量ToB領(lǐng)域行業(yè)仍堅守使用著自己原本封閉且定制化的自控系統(tǒng)或通信專網(wǎng)系統(tǒng)等，主要原因如下。a)盡量保護自己過去的專用基礎(chǔ)設(shè)施投資和延續(xù)傳統(tǒng)運維操作習(xí)慣。b)對5G-NR系統(tǒng)的絕對可信、可靠性能和安全性仍有質(zhì)疑，尤其是很多ToB場景對數(shù)據(jù)保護提出了較為嚴(yán)格的獨立性要求，如智能生產(chǎn)制造、智慧港口、C統(tǒng)的性價比打了折扣。c)ToB領(lǐng)域企業(yè)彼此觀望，看別人的試驗結(jié)果但誰都不愿先充當(dāng)“試驗小白鼠”。 (2019—2029)實現(xiàn)ToB領(lǐng)域廣泛應(yīng)用還有待觀察。值得注意的是：通感融合技術(shù)ISAC將會是ToB領(lǐng)域應(yīng)用322022/06/DTPT拓展的重要抓手[9]，但目前ODICT業(yè)界傾向把通感融合技術(shù)定在6G技術(shù)應(yīng)用，但也不排除在5G-Advanced階段提前被研究應(yīng)用。即使ToB領(lǐng)域拓展的大方向是正確的，且發(fā)展趨勢也是必然的，但不代表5G-NR/5G-Advanced系統(tǒng)的發(fā)展節(jié)奏和ToB的客觀需求就卡準(zhǔn)節(jié)奏，刺激催生出巨量繁榮的多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而必須等到4G階段智能手機普及才卡上了?？梢?，5GAdvanced系統(tǒng)技術(shù)自身的問題，表面上取決于產(chǎn)業(yè)鏈上各個環(huán)節(jié)的同步發(fā)展與否，本質(zhì)上取決于人類社會發(fā)展諸多的客觀復(fù)雜因素和內(nèi)在固有節(jié)奏。或許未來6G新系統(tǒng)能更幸運地卡準(zhǔn)和契合上ToB領(lǐng)域應(yīng)用大爆發(fā)的時間點和節(jié)奏。3.45G利益人和之殤5G-NR/5G-Advanced系統(tǒng)主要承載著3GPP生態(tài)圈的利益，假如未來5G-NR/5G-Advanced在ToB領(lǐng)域C將可能摧毀掉3GPP生態(tài)圈外的諸多ODICT企業(yè)和相關(guān)研發(fā)資源力量投入，這對產(chǎn)業(yè)未來未必是好事。由于ToB領(lǐng)域天然有著行業(yè)發(fā)散分布、碎片化、長尾化、特殊壁壘等特征，因此通過一套統(tǒng)一無線系統(tǒng)去滿足所有技術(shù)面和均衡所有生態(tài)利益方，其實是一件極具挑戰(zhàn)的事情。隨著今天更多ODICT新生態(tài)體系的構(gòu)的汽車和配套廠家)、5G-ACIA(5G產(chǎn)業(yè)自動化聯(lián)盟，它聯(lián)合了眾多工業(yè)自動化企業(yè))等，業(yè)態(tài)各方其實一直都在試圖找到一種“利益人和”新平衡方式和和諧的新發(fā)展思路，以克服傳統(tǒng)3GPP生態(tài)圈的寡頭化負(fù)面影響和弊端。在政治層面，隨著反全球化思潮的涌動和地緣政治日益尖銳，5G-NR/5G-Advanced更不可能憑借其技術(shù)上的優(yōu)勢，在未來一定做到全球ToC和ToB2個市場上一枝獨秀。因此更為理性謹(jǐn)慎的設(shè)想是：5G-NR/5G-Advanced系統(tǒng)會在某一些ToB領(lǐng)域應(yīng)用方面大放異彩(特別是在中國)，并取得靚麗表現(xiàn)，但它不可能是未來全球ToB領(lǐng)域應(yīng)用的唯一依靠。4ToB領(lǐng)域市場未來突破之策和建議基于第3章闡述的當(dāng)前ToB領(lǐng)域市場拓展的幾點困境，本章將進一步討論一些突破之策。這將有助于助力5G-NR/5G-Advanced和未來6G新系統(tǒng)在ToB領(lǐng)論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境和6G突破之策5G專網(wǎng)5GPrivateNetwork域應(yīng)用的拓展和深化。4.1面向移動運營商傳統(tǒng)電信運營商商業(yè)模式強調(diào)集中式規(guī)劃、采購、建設(shè)、部署和系統(tǒng)管控營銷等，各個電信運營商試此傳統(tǒng)模式是比較封閉且獨立定義和演進的。盡管5G-NR/5G-Advanced系統(tǒng)有了“端到端網(wǎng)絡(luò)切片”“非等技術(shù)的輔助，當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)部署使用和商業(yè)模式還是沒能脫離傳統(tǒng)“集中式、封閉式”的模式，因此移動運力越來越大，期待著未來更多的人工智能進一步加持。AgeTheEvolutionofDatatoLifeCritical它預(yù)年，全球數(shù)據(jù)存儲量將從33ZB增長到163ZB，增速極為迅猛(見圖3)[10]。這些存儲的數(shù)據(jù)并非只由電信運營商所產(chǎn)生和擁有，其中相當(dāng)一部分要通過某種可控的安全方式開放共享。未來，隨著更多的ToB領(lǐng)域廠家可能會進入到移動基建和服務(wù)市場，電信基礎(chǔ)設(shè)施和平臺將會更多地基于多方聯(lián)合開發(fā)，分布式共建共享和共管控共運維。就像今日的通信鐵塔，不再是為某個運營商專有專建，未來電信網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備節(jié)點也不再是由某一(幾)家運營商統(tǒng)數(shù)據(jù)ZB2數(shù)據(jù)ZB201020112012201320142015201620172018201920202021202220232024202506040200DataCreated年份圖32018—2025年全球數(shù)據(jù)存儲量變化情況[10]的益處是能進一步構(gòu)建出更可信、更開放的移動商業(yè)環(huán)境，多元繁榮ODICT生態(tài)圈，每個普通用戶既是通信能力服務(wù)的消費者，又可以是通信能力服務(wù)的提供者。6G時代的寡頭危機或許會消失，ToB領(lǐng)域的后進者相對弱勢者仍有競爭和趕超機會，因此可推動移動業(yè)態(tài)可持續(xù)性發(fā)展。移動運營商在Sub-6GHz中低頻段的頻譜資源通常比較少，且競標(biāo)授權(quán)購買的成本很昂貴，因此業(yè)界普遍期待著毫米波甚至太赫茲技術(shù)，通過不斷拓展頻譜資源，來緩解蜂窩移動系統(tǒng)自身容量的壓力。但事實上，隨著中低頻多天線(MassiveMIMO)、超密集網(wǎng)絡(luò) (UDN)和終端設(shè)備直連(D2D)類技術(shù)的成熟應(yīng)用，還有大量Wi-Fi6節(jié)點可做本地分流，對于中低速移動終端，5G-Advanced網(wǎng)絡(luò)面臨的容量壓力并不大。正如數(shù)移動運營商其實有著充沛的網(wǎng)絡(luò)容量資源，甚至根本用不掉，而普通用戶每月的流量包也基本用不完。ToB領(lǐng)域多數(shù)場景為封閉的局域環(huán)境，或非極致的高速通信為主，這對網(wǎng)絡(luò)容量和流量的壓力其實也不大，因此ToB對毫米波太赫茲技術(shù)的需求并不迫切。由于Above-6GHz高頻段通信信號衰減大，無線鏈路也較脆弱易斷，并不適合去支撐更高價值的ToB領(lǐng)域應(yīng)用。官方無線電使用監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：5G-NR系統(tǒng)在Sub-6GHz中低頻段的頻譜利用率僅為30%~40%，仍有大量的閑置和低效浪費。這說明移動運營商在Sub-6GHz中低頻譜的利用率方面，還遠(yuǎn)離滿荷和飽和狀態(tài)，因此大量的中低頻譜動態(tài)頻譜共享技術(shù)[11-12]、通感融合一體化技術(shù)[9]、共生無線電技術(shù)、分布式大規(guī)模MIMO技術(shù)都在不斷地被推進發(fā)展?？傊?，Above-6GHz高頻段的各種技術(shù)對于ToB領(lǐng)域應(yīng)用不是不重要，但它的優(yōu)先級不該高于對Sub-6GHz中低頻段頻譜資源的持續(xù)挖掘利用和在ToB領(lǐng)域的細(xì)分精耕細(xì)作。4.2面向移動設(shè)備商計算技術(shù)的發(fā)展，移動網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備的集成度、穩(wěn)定性和性價比將會越來越高，這將非常有利于5G-Ad?vanced系統(tǒng)在ToB領(lǐng)域的深入商用[13]。隨著未來新一代RAN更多地可通過云原生化CloudNative、IT化和服務(wù)化的架構(gòu)被實現(xiàn)，它將可更靈活地現(xiàn)場被定制化編排，以極度適配碎片化和動態(tài)化的ToB領(lǐng)域應(yīng)用場景。隨著深度邊緣計算、人工智能和通感融合一體化郵電設(shè)計技術(shù)/2022/06335G專網(wǎng)5GPrivateNetwork論5G時代ToB領(lǐng)域應(yīng)用拓展困境和6G突破之策技術(shù)在RAN節(jié)點上的逐級輔助，5G-Advanced和未來6G新系統(tǒng)在技術(shù)層面，將有望實現(xiàn)和各個ToB場景的更精準(zhǔn)對接和服務(wù)[14-16]。在新一代6G系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方面，隨著中國在5G-NR全球商用方面突進和領(lǐng)先，全球超級大國之間新戰(zhàn)略競爭格局演變，國際上對ODICT業(yè)態(tài)發(fā)展的意志觀點已悄然發(fā)生分歧，挑戰(zhàn)3GPP生態(tài)圈一統(tǒng)5G天下的聲音已出現(xiàn)，例如：O-RAN開放聯(lián)盟和SpaceX星鏈互聯(lián)網(wǎng)陣營等。ODICT業(yè)界在資金和資源投入方面，會更注重多元化布局和新生態(tài)圈的構(gòu)建。在此大背景趨勢下，移動設(shè)備商的格局必然也會發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，新興移動設(shè)備商和服務(wù)商必將出現(xiàn)，而它們很可能出現(xiàn)在廣闊的ToB原生領(lǐng)域內(nèi)。憑借著通用化硬件平臺、開放開源策略和人工智能大數(shù)據(jù)等技術(shù)的有力支撐，移動通信設(shè)備的設(shè)計研發(fā)門檻會不斷降低。因此那些ToB領(lǐng)域傳統(tǒng)的專網(wǎng)專用模組設(shè)備商，并不會輕易地死亡消逝，它們可以基于此技術(shù)紅利轉(zhuǎn)型，升級自身的ToB類通信產(chǎn)品服務(wù)，迎戰(zhàn)未來ToB領(lǐng)域新商機。5總結(jié)和展望當(dāng)今5G-NR和5G-Advanced系統(tǒng)，雖然其能力和性能都已很強大，且較好地支撐了數(shù)字化經(jīng)濟和社會產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級之重任，但它們在ToB領(lǐng)域的拓展商用，仍有不少局限性和困境。未來6G新系統(tǒng)的資源和服務(wù)供給能力將更趨于極致，各種KPI指標(biāo)將繼續(xù)倍增，因此也將承擔(dān)著更大的支撐數(shù)字化經(jīng)濟和社會產(chǎn)業(yè)升級之使命。在今天繼續(xù)大力開發(fā)增強ToB類技術(shù)和推進ToB領(lǐng)域市場商用的同時，必須強化對6G新系統(tǒng)ODICT統(tǒng)新技術(shù)方面，6G新系統(tǒng)端到端的云化、IT化和服務(wù)化物理實現(xiàn)，內(nèi)生智能安全和通感算融合一體化的加持，都將能極大地促進系統(tǒng)靈活至簡智慧地在ToB領(lǐng)域的商用。在商業(yè)模式方面，推動鼓勵ToB領(lǐng)域內(nèi)的龍頭企業(yè)積極融入到3GPP等新生態(tài)圈，一起參與到之中，形成共生共贏的良性可持續(xù)性發(fā)展局面。在無線頻譜利用方面，移動運營商在后5G和6G時代仍需強化去做“Sub-6GHz中低頻段資源的精耕細(xì)作和利用”，等到ToB領(lǐng)域市場應(yīng)用真正遭遇到容量和流量的之，5G-Advanced演進系統(tǒng)將會進一步支撐促進ToB領(lǐng)域的應(yīng)用拓展，但會受限于天時、地利、人和等客觀約束，因此未來6G新系統(tǒng)和新業(yè)態(tài)才有望徹底打開更大的ToB商用成功新局面。參考文獻： [1]楊立.5G-NR蜂窩系統(tǒng)功能演進趨勢分析[J].無線電通信技