打入工业互联网，5G需要99.9999%的确定性

电子发烧友网报道（文/周凯扬）在商用移动5G网络的建设中，基本遵循着尽力而为的设计思路，所以我们日常生活中的5G服务往往体验不一。但对于一些企业专线来说，不仅带宽需要保障，安全可靠、专业服务等也同样需要得到保障。而这样的确定性在工业互联网中尤为重要，所以才有了TSN标准，5G网络为了打入工业领域，也开始在确定性网络上打磨。

5G融入工业互联网面临的挑战

现如今工业互联网中，占据主导的依然是以太网、工业总线之类的工控协议，同时也已经引入了Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、UWB之类的无线通信方式。将5G融入工业互联网无疑会使接入方式更加多样，但与此同时也要适配不同的工控协议，整合多种接入的制式，这样才能实现与存量工业互联网的共存与融合。

这在复杂闭环控制系统中尤为重要，PLC、传感器和电机之间实现的高精度运动控制很可能会采用不同的通信方式和协议，编码器等传感器采集数据时也可能会采用不同的通信模式，5G在接入这套系统中，就必须考虑兼容和纳管的问题。

再者就是我们上面提到的确定性问题，其中包括时延抖动的稳定性、通信可靠性和安全性等等，这些定义了“质量”和“精度”的确定性要求，将直接影响工业互联网在生产环境中带来的品质和安全。

工业以太网和总线在这块已经耕耘很久了，而5G工业互联网要想做到这样的确定性还需继续加大投入。比如对于PLC来说需要做到10ms的延时和99.9999%的可靠性，而目前大规模的5G网络只能做到20ms和99.99%，商用来说已经足够，但部署在工业互联网仍然不够。

5G确定性工业互联网

正因如此，国内三大运营商和华为、中兴等厂商也在极力推动5G+工业互联网的试点，全力搭建5G确定性工业网络。在巴塞罗那MWC展会上，中国联通与中兴通信联合发布了5G-A确定性工业在美的厨热智能工厂中的实践成果，通过开展5G+工业互联网试点，验证了工业现场的本地业务处理以及超低时延的数据转发。

中兴甚至在南京降建造了一个“用5G制造5G”的5G智能制造基地，利用安全、可靠且高速低时延的5G专网，将5G云化AGV、5G云化PLC、5G机器视觉、5G巡检机器人和数字孪生等创新应用都植入了生产流程中，实现5G自主生产。根据中兴通信给出的数据，该制造基地在生产效率上实现了近乎翻倍的成绩，同时也降低了出现生产纰漏的概率和生产能耗。

再从中国联通发布的《5G/5G-A确定性网络赋能垂直行业》白皮书来看，随着产业逐渐迈向新的5G标准化，再结合URLLC+TSN、感知加强、5G LAN等技术，5G-A确定性工业互联网会扮演更加重要的角色。诸如低功耗高精度的定位和测距应用，多模感知的通信服务等，也都会成为5G确定性工业互联网中的Killer App。

小结

其实在经历过疫情之后，各行业都已经发现黑灯工厂存在着不小的需求，而5G对于实现全无人化有着天生的优势，但要想集成到复杂工业互联网的IT和OT环境中去，现有的表现仍然有些捉襟见肘。

即便如此，运营商、芯片与设备厂商也应该在加强5G确定性的同时，尽快开展相关的试点计划，因为确定性网络从规划、试点到商用和应用方案的流程耗时更长，早做准备就能在5G-A网络落地之际，就能尽快开展5G确定性工业互联网的构筑。