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全球首个5G R16 Ready:紫光展锐的新征程

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发表于 2021-10-12 08:06:43 | 显示全部楼层 | 阅读模式
作为泛ICT行业一年一度的行业盛宴,2021年第30届中国国际信息通信展览(PT Expo China,简称PT展)于近日在北京国家会议中心盛大召开。

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在本届PT展上,作为我国集成电路设计产业的龙头企业,紫光展锐凭借其在5G领域的技术突破和实力,一举荣获了2021年中国5G实力榜之十大领航企业奖。

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而在紫光展锐的众多科技成果当中,紫光展锐联合中国联通于2021年7月实现的全球首个5G R16 Ready尤为显眼。此举不仅成功完成了全球首个基于3GPP R16标准的eMBB+uRLLC+IIoT(增强移动宽带+超高可靠超低时延通信+工业物联网)的端到端业务验证,而且铸就了5G R16标准迈向商用的重要里程碑,因而具有非同一般的意义和价值。

在PT展现场,趣味科技采访到了紫光展锐产品规划与市场专家汪大海,从而得知了全球首个5G R16 Ready诞生的详细过程,以及其给整个产业带来的深刻变革。

5G时代:再一次产业变革

人们常常说“4G改变生活,5G改变社会”,然而5G究竟会怎样改变社会?又能够怎样赋能千行百业?

汪大海指出,中国一直希望能够通过5G网络,提升整个工业互联网和智能制造的整体水平。因此R16作为针对5G to B版本的升级,对中国来说就显得格外重要。

提到当初开发5G R16时的产业背景时,汪大海介绍道:“之前R15冻结的时候,三个月内就已经有芯片发布,半年内就有终端要推上市。而R16冻结已经快一年了,全世界却并没有企业马上推出R16的终端。我们认为这一方面有5G to B产业发展还不够,仍处在初期的原因,另一方面作为中国5G产业的核心力量,我们感到自己应该为中国的5G SA、中国的5G to B做出自己的贡献,因此在全球率先开发了5G R16的版本。”

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5G行业应用即将进入高速发展期

据汪大海介绍,5G初期主要有三大发展阶段,即eMBB、uRLLC、mMTC。

eMBB主要的一些典型应用,包括智能手机、CPE无线宽带、AR/VR的云端传输等,都利用的是5G大带宽、高速率的特性。现在产业界都在提所谓的“算力上云”、“存储上云”。因为可以通过5G将许多本地无法处理的数据传到云端,由云端的大算力来进行处理再返回结果。这是eMBB在5G时代的应用。

以低时延、高可靠为主要特性的uRLLC,目前仍然处在探索初期阶段。因为如果问起uRLLC目前能达到的最低时延是多少?高可靠性到底能到多少?我们还没法给出一个准确的数据,这样的结果不可能让行业满意。因此展锐目前还在探索uRLLC在实际网络应用中能够达到的边界。

而等到5G行业应用进入第三个阶段也就是成熟期,mMTC将串起海量物联网应用与连接,从而迎来海量物联网爆发。

标准:R16重点增强5G+垂直行业应用

R16是5G+物联网能力增强版本,与早期主要是重点满足eMBB业务需求的R15版本相比,R16的目的主要是满足ITU所有3个业务的需求。

R16的技术特性非常丰富,包括有MIMO技术增强、NR-U、回传接入一体化、NR移动性技术、NR定位技术、终端节能、跨链路干扰消除技术、URLLC技术增强、工业互联网、先进的V2X技术……等等。

“可以看到,除了公共网络常规的天线增强、定位、节能以外,R16重点针对to B应用做了这些增强。”汪大海说道。

网络:R16实现真正的5G虚拟专网

众所周知,网络是一切应用的基础。为什么我们要先发展5G to C再发展5G to B?这里面有着什么样的考虑?

汪大海给出了答案:单独建一个5G专网,用专有的频谱去养一个专有的产业,包括无线基站和终端的射频链路,这个产业是非常昂贵的。因此为了起到规模效应,先做5G to C普及5G智能手机,这样5G的频谱集成效应之后成本和价格会下降,就可以把公共网络的资源重复用在5G to B上。

“R16有CAG接入,也就是特殊的配置接入。这叫NPN非公共网络和PLMN公共网络,CAG只允许专网用户接入5G网络,普通消费者无法接入,从而能够确保医院或者企业园区的基站不会被公共用户去使用资源,这是R16的增强。除了接入之外,还有资源上的独享,是用网络切片这样的方式。在网络切片领域,不管是在to C还是在to B,我们都是全球领先的,网络切片在终端上的方案也是最成熟的。”汪大海指出。

基于运营商网络部署的局域工业互联网,能够实现低成本、快速部署,此外网络也更加安全,维护成本也更低。

终端:R16深入数字化改造核心区域

R16对5G终端的数字化改造,包括了5G园区、5G产线、5G设备、5G I/O等方面。

1、5G园区:终端有一个从边缘到核心的过程。什么叫从边缘到核心?譬如要去改造一个工厂,而这家工厂已经有固定的产线、网线、光纤和Wi-Fi,硬要给人家叠加一套好几百万的5G设备,人家肯定不乐意。怎么办?这就可以考虑一个逐渐的5G改造过程,或者是无线替代有线的过程。最开始可以在整个园区级别,用CPE这样的方式,统一园区用5G接入网络。

2、5G产线:等到工厂已经不满足于用5G替代光纤接入,想要在产线上增加一些5G网关,可以非常方便地在挪用设备的同时还能保持网络的联通,从而大大提高资源利用率。这种大型的设备还可以自由地移动或者组合,这就是所谓的离散制造,离散产线。这是整个生产网络的无线替代有线。

3、5G设备:5G网关是把产线上的摄像头、机器人全部汇聚到网关,下一步则是更进一步地用无线替代有线,将产线里面的有线也替代掉。这里面所有的设备、摄像头、无人机、机器人、AGV、机械臂,都是单独的5G接入,这就是到了设备级的接入。更进一步的是什么?坦率来讲,这一步极具挑战性,就是所谓的IO化,也就是未来5G-Advanced,甚至6G都会基于探索。

4、5G I/O:这一步极具挑战性,包括未来的5G-Advanced甚至6G都会继续探索。I/O是干什么的?比方说在飞机制造或者汽车制造的时候,所用的机械臂是非常大的机器人。机器人不同的关节都是小小的伺服器,伺服器之间如果是用有线连接,当这些有线发生磨损导致停机,代价可能会非常大。因此未来在生产组件上,也会考虑用无线来替代有线。

“简而言之,企业的诉求其实非常简单,那就是降本增效,只要有价值就一定会采用。”汪大海指出,“这就是5G从边缘的环节,逐渐深入到智能制造的核心区域的整个过程。”

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技术:R16更快、更可靠、更精准、更好用

对于企业用户来说,5G R16带来的好处可以说非常明显,那就是时延更低、可靠性更高、授时更精准、功耗更低。

1、时延更低:目前R16理论上已经可以做到空口1毫秒级别,从LTE到5G eMBB、到uRLLC,甚至于未来到R16、R16 enhancement或者R17,做到0.5毫秒空口的时延都有可能。这个时延降低是空口,而不是业务时延。指的是基站的层二、层三到终端的层二、层三这一小段单向空口。

2、可靠性更高:从现在3个9、4个9,到未来的5个9、6个9,现在通过低码率技术已经可以实现理论上的5个9,但是最大的瓶颈并不在这,而是在世界网络部署要面对非常复杂的网络环境,所以要通过各种重传的方式来去实现可靠性的增强,各个层面的重传。

3、授时更精准:授时是很有意思的特性,以差动保护为例,从R16的微秒级别可以提高到纳秒级别,这个提升在实际网络中可能会更有意义。

4、功耗更低:现在有许多消费者在用5G手机时,会把5G功能关掉宁愿用4G,原因就在于觉得5G功耗发热太大。这是什么原因呢?譬如5G的带宽是100兆,现在用户仅仅是接收几条微信,但还是用100兆和4个天线来接收仅仅几KB的小数据,这显然是不合理的而且功耗很大。于是R16提供了一些针对小的数据包传输的技术,可以有效地降低5G功耗。

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高精度授时将时间同步精度提高至纳秒级

什么叫高精度授时?基站的时钟要告诉终端,现在的时钟源是什么时间点,这个时间戳的精度是基站那边发送过来,原消息是帧级别的、微秒级的,现在slot级时间戳传输过来,精度可以提高至纳秒级。

落地到具体的应用场景,非常典型的就是机器间协作,基站告诉它们的时钟是一致的,是高精度同步的,那么这两个机器设备之间就可以高精度同步,不管是机械臂还是同步搬运的机器人,时间同步的基础之上去对齐,保证这个东西不会有误差,这是叫相对时间。

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5G LAN帮助5G园区更好地管理5G终端群组

5G局域网支持在一组接入终端间构建二层转发网络,并通过5G SMF与UPF的交互,实现终端组内数据交换和用户面路径选择。

5G LAN提供了组管理服务,使第三方(AF)可以创建、更新和删除组,以及处理网络中的5G虚拟网络(VN)配置数据和组成员UE的配置。这样工厂里不同的车间、不同的终端,都可以根据实际需要组成局域网,并在局域网里对相应的终端进行配置和管理,同时也显著减轻了网管人员的维护、检修等工作负担。

5G R16里程碑,完成全球首个端到端业务验证

2021年7月30日,紫光展锐和中国联通携手完成了全球首个基于3GPP 5G R16标准的eMBB+uRLLC+IIoT端到端业务验证,为5G R16树立了一座意义非凡的里程碑。

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“当时在R16的版本下,通过R16的网络,针对R16的这些业务,我们做了实际的端到端测试验证,发现没有问题,于是正式做了发布。”汪大海透露,“接下来,我们后续还会有更多的一些探索也可能会对外发布,譬如低时延高可靠的边界究竟能够做到什么样的水平,我们可以为整个行业客户提供怎样空口的低时延高可靠解决方案等等。”

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