IMT-2020（5G）推进组：2020电子信息制造业5G应用需求白皮书（29页）.pdf

1、与传统无线通信技术相比，5G融合多种关键技术，实现可靠性、时延和吞吐量等性能的突破，从而为5G在工业领域的应用部署提供了可能。5G核心技术包括：增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(URLLC)、海量机器通信(mMTC)、网络切片技术(Network Slicing)、边缘计算(MEC)等。增强移动宽带(eMBB)，在密集加工车间为用户提供1Gbps体验速率和10Gbps峰值速率，相比于4G，提供更高速率、更低时延和更高容量。在频域方面，5G下行引入多种子载波间隔，提高载波聚合效率，上行引入OFDMA技术，高效分配上行频谱资源，增强上行传输性能。在时域方面，5G支持基于OFDM符号的时

2、域分配，提升时域调度灵活性，并压缩符号周期，从而最大限度降低传输时延。在空域方面，5G持续增强MIMO技术，引入多波束技术，提高5G在高频段的覆盖范围。在码域方面，5G引入LDPC编码和极化码，高效处理大带宽数据，提高5G控制信令的传输可靠性。超高可靠低时延通信(URLLC)为工业制造提供低时延、高可靠的连接，实现0.5-1ms的空口传输时延。在可靠方面，为了达到99.999%的可靠性指标，URLLC引入调制编码组合(MCS)，支持临时将eMBB资源重新分配给URLLC业务的调度能力。在低时延方面，5G引入上行免调度技术， URLLC终端可以基于预配置的资源直接发送上行数据，从而大大缩短上行传

3、输时延。5G支持海量机器通信(mMTC)，可提供超千亿的网络连接能力。为了实现海量机器连接， 3GPP对NB-IoT、eMTC作了一系列增强。在NB-IOT基础上，进一步降低时延与能耗，增强随机接入可靠性、功率控制和覆盖范围，缩短系统接入时间，支持随机接入的小包传输，增强独立运营模式等。在eMTC基础上，支持高速移动、低功率终端，缩短系统接入时间，支持随机接入的小包传输，提高数据信道频谱效率等。5G网络切片(Network Slicing)是指在一组共享的物理网络基础架构上，运行多个逻辑网络的资源管理方法。每个逻辑网络之间是隔离的，提供定制的网络特性(如带宽、延时、容量等)、计算特性和存储资源

4、特性，以满足不同业务在网络性能方面的不同需求。在工业制造场景中，不同应用对网络的需求都不一样，工业控制对网络可靠性和时延要求高，而对吞吐量要求低，工业AR/VR对网络吞吐量和时延要求高，海量传感器接入对网络接入容量和时延要求高，而对吞吐量不敏感。5G网络切片通过在共享物理网络上，为不同应用划分多个网络分片，保证分片间运行和管理的隔离性，从而使一个5G网络满足多种业务场景的需求。边缘计算(MEC)是指在数据源头或者靠近用户的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，为用户提供边缘化智能服务，使计算、存储和网络资源满足实时、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。边缘计

5、算可以将工业应用部署车间内部或者工厂内部，既可以降低传输时延，降低网络负载，同时满足用户对工业安全和可靠性的要求。在电子信息制造业，不同的行业、不同的企业存在不同的应用诉求。对于某些企业，多个车间位于同一厂区，生产相同产品，而对于其它企业，一部分车间服务于同一外部客户，生产同一系列产品，另一部分车间生产另一系列产品，服务于另一客户。某些车间，需要绝对的隔离，机密性和安全性至关重要。而某些车间则需要与其它厂区和企业共享生产数据，以完成生产的分析、优化和决策。为了满足企业多样化的需求，可以采用物理和虚拟两种隔离策略，完成5G网络部署。虚拟隔离部署的优势，在于灵活性和资源共享，可以大大降低企业的运营和维护成本，也便于大型制造企业实现多个异地厂区的统一管理。同时需要注意，当采用第三方网络运营商时，必须提供准确的SLA监控，避免违反SLA导致严重的责任纠纷，影响企业的正常运营。虚拟隔离部署又分为两种模式，即：边缘部署模式和网络切片部署模式。边缘部署模式如图4-2所示，分为三种形态。