5G行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討

李書德，徐德平，張 良（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司上海分公司，上海 200060）

1 基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用及其發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）定義了5G 技術(shù)的8 大關(guān)鍵能力指標(biāo)：峰值速率達(dá)到20 Gbit/s、用戶體驗(yàn)數(shù)據(jù)率達(dá)到100 Mbit/s、頻譜效率比用于4G 標(biāo)準(zhǔn)的IMT-A 提升3倍、移動(dòng)性達(dá)500 km/h、時(shí)延達(dá)到1 ms、連接密度每平方公里達(dá)到百萬臺(tái)、能效比IMT-A提升100倍、流量密度每平方米達(dá)到10 Mbit/s。

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)人士對(duì)5G應(yīng)用的期待頗多?？v觀基于不同分析維度產(chǎn)生的不同分析報(bào)告，涉及5G 技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用門類極其繁雜。其中，《5G 時(shí)代十大應(yīng)用場(chǎng)景白皮書》較成體系。該報(bào)告將5G應(yīng)用場(chǎng)景大致分為24類，其中，與5G 技術(shù)關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)的10大類應(yīng)用場(chǎng)景有：云VR/AR、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧能源、無線醫(yī)療、無線家庭娛樂、聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)、社交網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人AI 輔助、智慧城市。

據(jù)“中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)”預(yù)測(cè)，全球AR/VR 行業(yè)到2020 年總盈利規(guī)模將達(dá)到1 200 億美元（AR 占比75%）。在我國(guó)，就個(gè)人消費(fèi)類AR/VR，2018 年收入約為18 億元，當(dāng)具體到與5G 技術(shù)結(jié)合的無線云VR/AR，尚處在技術(shù)驗(yàn)證階段。

在車聯(lián)網(wǎng)方面，通信運(yùn)營(yíng)商目前處于主導(dǎo)地位，自行開發(fā)有關(guān)車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的整套系統(tǒng)，包括搭建TSP 服務(wù)運(yùn)行平臺(tái)、規(guī)劃服務(wù)功能、內(nèi)容的采購(gòu)與發(fā)包、制定銷售策略、定價(jià)與收費(fèi)等有關(guān)運(yùn)營(yíng)的一切活動(dòng)，但目前仍以技術(shù)研究為主，并未實(shí)際商用。

在智能制造方面，盡管目前主要基于Wi-Fi 和有線網(wǎng)絡(luò)，但六大生成行業(yè)對(duì)基于5G技術(shù)的智能制造正寄予厚望。

在智慧能源方面，目前正從傳統(tǒng)單一能源站模式走向園區(qū)智慧能源模式，其饋線自動(dòng)化系統(tǒng)主要靠光纖通信，其對(duì)結(jié)合5G技術(shù)進(jìn)一步提高故障隔離和響應(yīng)速度充滿期待。

在無線醫(yī)療方面，2019 年3 月16 日，中國(guó)移動(dòng)助力解放軍總醫(yī)院完成了首例5G遠(yuǎn)程手術(shù)。

在超高清視頻及云游戲等家庭娛樂方面，在現(xiàn)有有線連接的方式下，用戶尚不能獲得更完美的沉浸式體驗(yàn)。

在自媒體直播方面，也是以有線為主，實(shí)時(shí)體驗(yàn)也較差。

在個(gè)人AI輔助方面，目前也大都處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

在智慧城市方面，目前主要體現(xiàn)在一些標(biāo)清視頻監(jiān)控回傳業(yè)務(wù)和一些抄表類的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)方面的應(yīng)用，與5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的應(yīng)用案例多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)室展示階段。

綜上所述，基于5G網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用盡管概念極其豐富、業(yè)務(wù)極其廣泛，但在5G網(wǎng)絡(luò)正式商用之初，目前大量的行業(yè)應(yīng)用均處在技術(shù)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)展示階段，無論是具體方案的實(shí)現(xiàn)、還是商業(yè)模式的成熟，都尚需經(jīng)歷一段摸索的里程。

2 規(guī)劃設(shè)計(jì)在行業(yè)應(yīng)用中的位置和作用

由于5G 網(wǎng)絡(luò)的正式商用，基于5G 網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用必將成為爆發(fā)態(tài)勢(shì)。但現(xiàn)階段，不同行業(yè)對(duì)具體業(yè)務(wù)的需求仍不是很清晰，業(yè)內(nèi)人士對(duì)怎么基于5G網(wǎng)絡(luò)更好提供新業(yè)務(wù)也存在不同程度的困惑。針對(duì)基于5G 網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)，是解決上述問題的關(guān)鍵一環(huán)。

如圖1所示，不同于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)將在立足網(wǎng)絡(luò)能力的基礎(chǔ)上，連接起行業(yè)需求方、服務(wù)及終端提供商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，致力于提供端到端的行業(yè)解決方案。從基于5G 網(wǎng)絡(luò)行業(yè)應(yīng)用概念的提出，到實(shí)施方案的落地，規(guī)劃設(shè)計(jì)者需理解特定行業(yè)需求、胸懷網(wǎng)絡(luò)能力、熟知智能產(chǎn)品及業(yè)務(wù)，起到行業(yè)應(yīng)用各參與主體之間橋梁和紐帶的作用。

3 針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)思路探討

筆者曾與高校、物流、現(xiàn)代制造等多個(gè)行業(yè)的專業(yè)人士就5G 技術(shù)在行業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行過深入交流和探討。從交流調(diào)研等情況看，業(yè)內(nèi)專業(yè)人士都覺得5G 技術(shù)能推動(dòng)各自行業(yè)的信息化、智能化水平，但具體到可落地的應(yīng)用需求、軟硬件部署方案、投入成本等操作層面的問題，又難以準(zhǔn)確地描述全面、清晰的業(yè)務(wù)需求。

圖1 規(guī)劃設(shè)計(jì)在行業(yè)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈中的位置

筆者認(rèn)為，要將行業(yè)應(yīng)用的潛在需求變成顯性需求、模糊需求變成實(shí)施方案，規(guī)劃設(shè)計(jì)作為行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，需重點(diǎn)解決需求挖掘、方案集成、成本核算這3方面的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1 需求挖掘

對(duì)行業(yè)應(yīng)用的需求挖掘不是簡(jiǎn)單的軟件系統(tǒng)的需求分析，而是要深入了解特定行業(yè)的運(yùn)行機(jī)制和模式，理解其運(yùn)營(yíng)需求和痛點(diǎn)，從提高效率和可靠性、降低運(yùn)營(yíng)成本等不同角度推出5G等新技術(shù)在該行業(yè)的應(yīng)用。規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在與特定行業(yè)客戶探討5G應(yīng)用時(shí)，可以參照5G 網(wǎng)絡(luò)可滿足的五大業(yè)務(wù)需求特性（實(shí)時(shí)性、移動(dòng)性、QoS 保障、數(shù)據(jù)流量、單位區(qū)域的連接數(shù)），分析行業(yè)在eMBB 業(yè)務(wù)、mMTC 業(yè)務(wù)以及URLLC 業(yè)務(wù)方面的需求。

表1 示出的是十大行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與5G 技術(shù)特性關(guān)聯(lián)度分析。

如只明確行業(yè)客戶的需求業(yè)務(wù)類型，仍然還停留在概念階段，進(jìn)一步的需求分析要為后續(xù)方案集成提供依據(jù)。至少要解決如下一些關(guān)鍵內(nèi)容。

a）需求規(guī)模的界定：譬如視頻直播業(yè)務(wù)，要明確直播終端的數(shù)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求；對(duì)于車輛監(jiān)控業(yè)務(wù)，需明確車輛監(jiān)控?cái)?shù)量、主要路徑及時(shí)延等。

b）商業(yè)模式的界定：譬如智慧園區(qū)業(yè)務(wù)，客戶是需要運(yùn)營(yíng)商提供平臺(tái)服務(wù)，還是需要提供包括感知層通信模組到數(shù)據(jù)分析的一攬子端到端的軟硬件服務(wù)等。

c）技術(shù)方案的選擇：譬如，同樣是實(shí)現(xiàn)大容量通信，要論證客戶為何不用Wi-Fi 而需使用5G；對(duì)于智能制造業(yè)務(wù)，因內(nèi)部保密性要求高，要論證是選擇5G網(wǎng)絡(luò)切片，還是選擇為客戶建設(shè)局域?qū)＞W(wǎng)等。

d）接口需求的界定：譬如遠(yuǎn)程手術(shù)業(yè)務(wù)，手術(shù)機(jī)器人側(cè)要界定對(duì)帶寬、時(shí)延的具體要求；網(wǎng)絡(luò)側(cè)需界定所支持的手術(shù)機(jī)器人或中間件設(shè)備的數(shù)據(jù)格式等。

需求挖掘的輸出，無論是to B，還是to C，應(yīng)是現(xiàn)有技術(shù)可實(shí)現(xiàn)、投資合理可控、商業(yè)模式清晰的5G應(yīng)用。

3.2 方案集成

一方面，對(duì)于特定的行業(yè)來說，5G 應(yīng)用往往不是單一的，而是多種應(yīng)用交織在一起，這時(shí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)需要考慮的是如何整合應(yīng)用平臺(tái)，集成各種子應(yīng)用，為客戶提供全套的行業(yè)應(yīng)用解決方案。同時(shí)，在集成這類應(yīng)用時(shí)，需保證各類子應(yīng)用的合理隔離，使得整體應(yīng)用平臺(tái)安全可控。

另一方面，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來說，在實(shí)現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用方案時(shí)，需最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置，使得網(wǎng)絡(luò)資源不僅能滿足特定行業(yè)應(yīng)用的需要，又能不對(duì)全局性通信網(wǎng)絡(luò)帶來不可控影響。對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)來說，最終的應(yīng)用集成方案，經(jīng)濟(jì)性、可實(shí)施性、安全性都很重要。

譬如，一所綜合性高校，可能下轄多所附屬學(xué)校、附屬醫(yī)院等。其中，遠(yuǎn)程教學(xué)以eMBB 業(yè)務(wù)為主；遠(yuǎn)程手術(shù)又同時(shí)結(jié)合了URLLC 業(yè)務(wù)；對(duì)該校的校車監(jiān)控、停車管理等又以mMTC業(yè)務(wù)為主。該高校可能還有許多其他的應(yīng)用需求，同時(shí)某些應(yīng)用需求還存在業(yè)務(wù)交叉的情形（如遠(yuǎn)程手術(shù)的同時(shí)，還可以實(shí)時(shí)視頻教學(xué)）。很顯然，該高校針對(duì)每個(gè)應(yīng)用去單獨(dú)開發(fā)一套應(yīng)用系統(tǒng)，既不經(jīng)濟(jì)、也難于管理。此時(shí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)的作用就需要理清各類應(yīng)用的具體流程、所需資源，并對(duì)其進(jìn)行整合，以提供統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái)的形式實(shí)現(xiàn)方案集成。

總的來說，由于針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)的特殊性，其方案集成的輸出，應(yīng)該是2 方面的成果：一是能同時(shí)滿足特定行業(yè)客戶的多種需求的用戶側(cè)實(shí)施方案；二是承載各類應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)側(cè)實(shí)施方案。這2 個(gè)實(shí)施方案分別對(duì)應(yīng)不同的實(shí)施主體，同時(shí)也是后續(xù)成本核算及商業(yè)模式協(xié)商的基礎(chǔ)。

表1 十大行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景與5G技術(shù)特性關(guān)聯(lián)度分析

3.3 成本核算

傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)，成本核算主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)投資的估算。而針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)，其成本核算就復(fù)雜得多。它需要根據(jù)集成方案所涉及到的端到端的不同環(huán)節(jié)，對(duì)不同層面的投資進(jìn)行分解，分別給出成本核算清單。成本核算的輸出，應(yīng)包含不同建設(shè)主體的分工界面的界定（如網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商、行業(yè)用戶自身、專用設(shè)備或服務(wù)提供商等參與建設(shè)的主體的分工界面），以及不同建設(shè)主體的投資規(guī)模。

4 5G行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃發(fā)展建議

在當(dāng)前5G 商用已經(jīng)起步的情況下，5G 行業(yè)應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目已呈爆炸式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，無論是賦能農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)，還是賦能制造、運(yùn)輸、城市管理等各個(gè)方面，各類5G+應(yīng)用報(bào)道如雨后春筍般展現(xiàn)在公眾面前，但同時(shí)也應(yīng)看到，5G 行業(yè)應(yīng)用的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)目前并不成熟，5G 行業(yè)應(yīng)用從試點(diǎn)到規(guī)?；茝V仍然有很長(zhǎng)的路要走。

為促進(jìn)5G 行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展更加規(guī)范、有序，建議加強(qiáng)如下幾方面的行業(yè)應(yīng)用規(guī)劃發(fā)展方面的工作。

a）根據(jù)行業(yè)的不同，需將行業(yè)的信息化發(fā)展規(guī)劃作為行業(yè)自身發(fā)展規(guī)劃的一個(gè)重要組成部分納入其整體規(guī)劃，進(jìn)一步明確行業(yè)發(fā)展的信息化目標(biāo)和關(guān)鍵信息化指標(biāo)，并將其與5G技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行對(duì)接。

b）結(jié)合5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對(duì)基礎(chǔ)資源的需求，在行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃中，做好5G關(guān)鍵基礎(chǔ)資源的預(yù)留（如電源、管網(wǎng)等）。

c）在廣泛試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，盡快推進(jìn)相關(guān)5G 行業(yè)應(yīng)用在業(yè)務(wù)邏輯、能力配置、部署方案上形成標(biāo)準(zhǔn)。

d）為進(jìn)一步支撐好5G+的各項(xiàng)應(yīng)用，作為跨行業(yè)、跨專業(yè)的5G行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)行業(yè)，應(yīng)未雨綢繆，培養(yǎng)更多具有前瞻性的、復(fù)合型（IT和CT多專多能）的設(shè)計(jì)技術(shù)人才。

5 結(jié)束語

在5G網(wǎng)絡(luò)從起步階段到成熟商用，針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的規(guī)劃設(shè)計(jì)是通信設(shè)計(jì)人員越來越需頻繁面對(duì)的新任務(wù)和新挑戰(zhàn)。行業(yè)應(yīng)用是IT 和CT 高度結(jié)合的產(chǎn)物，對(duì)比IT 行業(yè)的專業(yè)人士，通信行業(yè)設(shè)計(jì)人員具有熟悉通信網(wǎng)絡(luò)的先天優(yōu)勢(shì)，但當(dāng)前多數(shù)通信行業(yè)設(shè)計(jì)人員在知識(shí)儲(chǔ)備上的短板也是顯而易見的，如對(duì)IT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、對(duì)智能設(shè)備和感知層產(chǎn)品的了解等都明顯不足。這些不足將在一定程度上限制通信設(shè)計(jì)人員對(duì)5G 應(yīng)用需求的想像力和創(chuàng)新力，削弱其集成方案的科學(xué)性，降低其成本核算的準(zhǔn)確性。面對(duì)5G大潮來臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，通信設(shè)計(jì)人員只有廣泛接觸IT 上下游產(chǎn)品（服務(wù)）供應(yīng)商，進(jìn)一步拓展端到端的規(guī)劃設(shè)計(jì)知識(shí)和能力，才能在行業(yè)應(yīng)用方面有更大突破和作為。