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一些企業(yè)正在為自己的工業(yè)環(huán)境建設(shè)專用5G網(wǎng)絡(luò)，卻發(fā)現(xiàn)他們不得不接受4G服務(wù)。那么，私有5G部署準(zhǔn)備做什么，它真正能做什么呢？
圖源：SHUTTERSTOCK
ArcelorMittal France（安賽樂(lè)米塔爾法國(guó)公司，安賽樂(lè)米塔爾集團(tuán)是全球最優(yōu)秀的鋼鐵制造商之一，在60多個(gè)國(guó)家雇用32萬(wàn)名員工，總部位于盧森堡。集團(tuán)年產(chǎn)量為1.3億噸，約占世界鋼鐵總產(chǎn)量的10%。安賽樂(lè)米塔爾在汽車、建筑、家用電器、包裝等領(lǐng)域占據(jù)全球領(lǐng)先地位，集團(tuán)在歐洲、亞洲、非洲和美洲的27個(gè)國(guó)家，包括中國(guó)，擁有分支機(jī)構(gòu)，業(yè)務(wù)范圍覆蓋新興市場(chǎng)與成熟市場(chǎng)。）構(gòu)想了5G Steel（5G鋼鐵項(xiàng)目，安賽樂(lè)米塔爾法國(guó)分公司、愛(ài)立信和Orange Business Services/OBS共同開(kāi)發(fā)，OBS是法國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商Orange面向企業(yè)客戶業(yè)務(wù)的子公司。項(xiàng)目包括設(shè)計(jì)滿足安賽樂(lè)米塔爾業(yè)務(wù)需求和挑戰(zhàn)的工業(yè)應(yīng)用案例，并結(jié)合了愛(ài)立信適用于先進(jìn)工業(yè)應(yīng)用、高風(fēng)險(xiǎn)站點(diǎn)的4G/5G專網(wǎng)領(lǐng)先技術(shù)，以及OBS的行業(yè)知識(shí)。項(xiàng)目的合作伙伴還包括法國(guó)敦刻爾克港口、法國(guó)自動(dòng)駕駛公司EasyMile，和法國(guó)金融機(jī)構(gòu)Caisse des Dép?ts。該部署將滿足適用于復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)所、生產(chǎn)環(huán)境，及其網(wǎng)絡(luò)性能、聯(lián)網(wǎng)工作人員和聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的需求。其重要優(yōu)勢(shì)之一，就是對(duì)運(yùn)營(yíng)效率與工作人員整體安全度的提升。），這是一個(gè)私有蜂窩網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于其位于敦克爾克的鋼鐵廠，通過(guò)高速、站點(diǎn)范圍內(nèi)的5G連接來(lái)支持其業(yè)務(wù)數(shù)字化計(jì)劃。
但當(dāng)2022年10月打開(kāi)該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，連接到它的設(shè)備只有4G。
法國(guó)公共網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商Orange（法國(guó)Orange公司，是英國(guó)和法國(guó)的第一大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)。）在Dunkerque（敦克爾克）的ArcelorMittal（阿塞洛-米塔爾）工廠建造了一個(gè)占地10平方公里的私有網(wǎng)絡(luò)。該公司的數(shù)字轉(zhuǎn)型總監(jiān)David Glijer（大衛(wèi)·格里杰）說(shuō)，它是基于5G的，但使用它的終端不是，因?yàn)?strong>適合在工業(yè)環(huán)境中使用的5G兼容終端的可用性有限。
這種硬件上的限制也阻礙了公司在其他地方的雄心壯志。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商N(yùn)okia（諾基亞公司，是一家總部位于芬蘭埃斯波，主營(yíng)移動(dòng)通信設(shè)備生產(chǎn)和相關(guān)服務(wù)的跨國(guó)公司。成立于1865年，以伐木、造紙為主業(yè)，后發(fā)展成為一家手機(jī)制造商，以通信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)和先進(jìn)技術(shù)研發(fā)及授權(quán)為主。）和基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)提供商Kyndryl（勤達(dá)睿，是一家年?duì)I收達(dá)194 億美元的科技服務(wù)公司，在全球擁有90，000 多名技術(shù)精湛的從業(yè)者。作為世界上大型 IT 基礎(chǔ)設(shè)施提供商之一，擁有貼近客戶的強(qiáng)大團(tuán)隊(duì)、廣泛的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，致力于幫助客戶在混合多云的業(yè)務(wù)環(huán)境下，運(yùn)用數(shù)據(jù)與分析、人工智能、服務(wù)自動(dòng)化等技術(shù)來(lái)支持科技系統(tǒng)并助力其現(xiàn)代化，打造高效和可靠的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。）齊聚一堂，向工業(yè)用戶推出私有無(wú)線連接時(shí)，5G是他們推廣的一個(gè)重要部分。
不過(guò)，在化學(xué)制造商Dow（陶氏化學(xué)，陶氏是一家多元的化學(xué)公司，運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)以及“人元素”的力量不斷改進(jìn)。2010年，陶氏年銷售額為537億美元，在全球擁有約50,000名員工，在35個(gè)國(guó)家運(yùn)營(yíng)188個(gè)生產(chǎn)基地，產(chǎn)品達(dá)5000多種。陶氏為全球160個(gè)國(guó)家和地區(qū)的客戶提供種類繁多的產(chǎn)品及服務(wù)，并將可持續(xù)發(fā)展的原則貫徹于化學(xué)和創(chuàng)新，為各消費(fèi)市場(chǎng)提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，包括純水、食品、藥品、油漆、包裝，以及個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品、建筑、家居和汽車等眾多領(lǐng)域。），Kyndryl（勤達(dá)睿）和Nokia（諾基亞）幫助其建立了一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)，覆蓋了該公司最大的工廠之一，但無(wú)線網(wǎng)絡(luò)只有4G。
Dow（陶氏化學(xué)）首席信息官M(fèi)elanie Kalmar（梅勒妮·卡爾馬）告訴CIO.com：“每個(gè)人都在積極宣傳5G網(wǎng)絡(luò)，但你必須擁有能在5G上運(yùn)行的設(shè)備和應(yīng)用程序，所以我們還不打算一股腦沖進(jìn)去。但我們會(huì)做好準(zhǔn)備再投入所需的轉(zhuǎn)變。我們已經(jīng)建立將能夠過(guò)渡到5G的基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>
當(dāng)私有5G移動(dòng)設(shè)備首次被提出可以作為WiFi的替代品時(shí)，它被視為一種提供高可靠、高帶寬、低延時(shí)的無(wú)線連接的方式，可用于工業(yè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。然而，它在工業(yè)環(huán)境中的一些早期采用者，像ArcelorMittal France（安賽樂(lè)米塔爾法國(guó)公司），還尚未能夠從投資中獲得所有預(yù)期收益，而其他人，如Dow（陶氏化學(xué)），則專注于4G的即時(shí)收益，同時(shí)提前規(guī)劃升級(jí)方案。
一、5G是什么
首席信息官們希望自己的私有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)投資經(jīng)得起未來(lái)考驗(yàn)，他們需要了解5G是什么。這應(yīng)該很容易，盡管AT&T（美國(guó)國(guó)際電話電報(bào)公司，是一家美國(guó)電信公司，創(chuàng)建于1877年，曾長(zhǎng)期壟斷美國(guó)長(zhǎng)途和本地電話市場(chǎng)。AT&T在近20年中，曾經(jīng)過(guò)多次分拆和重組。AT&T是美國(guó)最大的本地和長(zhǎng)途電話公司， 總部位于得克薩斯州圣安東尼奧。）等移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商試圖在成功實(shí)施之前創(chuàng)造偽5G概念，并將其現(xiàn)有的4G塔標(biāo)識(shí)為“5G evolution（5G演進(jìn)的技術(shù)）”
5G是一種新的無(wú)線電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，需要新的移動(dòng)終端，新的基站來(lái)連接，以及（為了獲得所有好處）能夠提供毫秒延遲和網(wǎng)絡(luò)切片以提供有保障的帶寬和性能的新網(wǎng)絡(luò)核心。
我們說(shuō)的是一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嗎？是，也不完全是。5G移動(dòng)是根據(jù)第三代合作伙伴項(xiàng)目發(fā)布的技術(shù)規(guī)范的一系列標(biāo)準(zhǔn)定義的。3GPP（3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴計(jì)劃，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)由2G網(wǎng)絡(luò)到3G網(wǎng)絡(luò)的平滑過(guò)渡，保證未來(lái)技術(shù)的后向兼容性，支持輕松建網(wǎng)及系統(tǒng)間的漫游和兼容性。）成立于1998年，旨在將定義當(dāng)時(shí)新3G移動(dòng)技術(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)聚集在一起，就單一的全球移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致。每隔一兩年，它都會(huì)發(fā)布一個(gè)新的規(guī)范版本，添加新功能并改進(jìn)性能，其標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的合作伙伴也會(huì)在其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)施這些規(guī)范。發(fā)布版本上的工作進(jìn)程是重疊的，所以對(duì)其中新版本的討論將是非常深入的，在上一個(gè)版本的細(xì)節(jié)凍結(jié)之前，關(guān)于在下一個(gè)版本中添加哪些特性的討論已經(jīng)開(kāi)始。
有時(shí)從一個(gè)版本到下一個(gè)版本的變化是增量式的，有時(shí)它們標(biāo)志著向新一代技術(shù)的轉(zhuǎn)換。這就是第10版的情況，這是第一個(gè)被廣泛認(rèn)可為真正的4G，或第15版，它開(kāi)創(chuàng)了我們現(xiàn)在所知道的5G。
二、5G：新無(wú)線電技術(shù)
當(dāng)?shù)?5版的規(guī)范在2017年3月首次獲得批準(zhǔn)時(shí)，它只定義了所謂的非獨(dú)立(NSA)5G網(wǎng)絡(luò)，允許在4G網(wǎng)絡(luò)核心上使用5G新的無(wú)線電基站和終端。獨(dú)立（SA）5G的最終規(guī)范（定義了具有新的低延時(shí)核心的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建）直到2019年6月才被凍結(jié)——即使在那時(shí)，設(shè)備制造商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也必須等到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)和電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)將規(guī)范轉(zhuǎn)換為地方法規(guī)后才能開(kāi)始工作。
這仍然讓企業(yè)熱衷于在依賴于公共網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的工業(yè)控制系統(tǒng)中使用5G，在這些系統(tǒng)中，長(zhǎng)途回路或與其他客戶競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)容量時(shí)的擁塞延遲可能會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)延遲。
對(duì)non-public networks（NPN/非公共網(wǎng)絡(luò)）的支持（3GPP專用5G的術(shù)語(yǔ)），首次出現(xiàn)在第16版中，該版本于2020年6月被凍結(jié)。它還定義了工業(yè)應(yīng)用所必需的一些其他特性，例如ultra-reliable and low-latency communications（URLLC/低時(shí)延、高可靠通信）。
第17版中的功能——包括增強(qiáng)其對(duì)non-public networks（非公共網(wǎng)絡(luò)）和network slicing（網(wǎng)絡(luò)切片，是一種虛擬化，它允許在一個(gè)共享的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)上，運(yùn)行多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)之間是隔離的，并且能夠提供定制的網(wǎng)絡(luò)特性，例如帶寬，延時(shí)，容量等。同時(shí)每個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)里面除了網(wǎng)絡(luò)資源以外，還包含了計(jì)算和存儲(chǔ)資源。）的支持——直到2022年6月才被凍結(jié)，盡管對(duì)它們的討論(以及預(yù)期)早在2019年就開(kāi)始了。
多年來(lái)，企業(yè)一直懸而未決，等待對(duì)工業(yè)用例至關(guān)重要的特性（包括低延遲和網(wǎng)絡(luò)切片）最終確定。
即使在今天，當(dāng)提供一個(gè)私有5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題是它符合哪個(gè)版本的規(guī)范。按照舊規(guī)范設(shè)計(jì)和構(gòu)建的系統(tǒng)并不具有新規(guī)范的所有功能。
也要警惕“5G-ready（5G就緒）”系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的5G核心可能是4G無(wú)線電技術(shù)，或是預(yù)備好可以直接由真正5G核心更新的5G無(wú)線電技術(shù)。它們的功能將會(huì)有所不同，從5G-ready升級(jí)到真正的5G的成本將因站點(diǎn)配置而異。
三、選擇精通5G合作伙伴
另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是誰(shuí)來(lái)規(guī)劃和建立這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榕c每50米設(shè)置一個(gè)熱點(diǎn)（基站）并運(yùn)行一個(gè)以太網(wǎng)接入點(diǎn)相比，私有5G的作用更大。
“你需要一個(gè)好的合作伙伴，而這個(gè)合作伙伴必須精通5G，”Alex Sinclair（亞歷克斯·辛克萊）說(shuō)，他是電信行業(yè)的資深人士，現(xiàn)在是行業(yè)組織GSM Association（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)，成立于1987年，是全球移動(dòng)通信領(lǐng)域的行業(yè)組織，世界移動(dòng)通信大會(huì)、亞洲移動(dòng)通信博覽會(huì)的組織者。）的CTO（首席技術(shù)官）。這些選擇包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，他們顯然有經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)常提供私有網(wǎng)絡(luò)作為副業(yè)；無(wú)線設(shè)備供應(yīng)商，如Nokia（諾基亞）、Ericsson（愛(ài)立信）或Huawei（華為）；Tech Mahindra（馬衡達(dá)，印度一家提供業(yè)務(wù)咨詢、信息技術(shù)、工程咨詢及通信服務(wù)的領(lǐng)先的信息、通訊及技術(shù)公司。）或Infosys（印孚瑟斯技術(shù)有限公司，印度軟件公司，也是印度歷史上第一家在美國(guó)上市的公司）等系統(tǒng)集成商，他們擁有專業(yè)的私有5G業(yè)務(wù)。
找到一個(gè)了解您的業(yè)務(wù)的合作伙伴很重要，因?yàn)?G已經(jīng)不再是一個(gè)同質(zhì)的東西了。他說(shuō)：“如果你想把它整合到工廠生產(chǎn)線或機(jī)場(chǎng)中，那么這種整合往往是定制的。你必須選擇合適的合作伙伴?！?/p>
四、等待硬件成熟與成本下降
即使你建立了一個(gè)真正的5G專用網(wǎng)絡(luò)，你能使用它嗎？這一切都取決于你想連接什么。5G智能手機(jī)現(xiàn)在很常見(jiàn)，但在工業(yè)環(huán)境中，你想要的加固型平板電腦仍然稀缺，且價(jià)格很高。例如，Dell（戴爾，是一家總部位于美國(guó)德克薩斯州朗德羅克的世界五百?gòu)?qiáng)企業(yè)，由邁克爾·戴爾于1984年創(chuàng)立。戴爾以生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、銷售家用以及辦公室電腦而聞名，不過(guò)它同時(shí)也涉足高端電腦市場(chǎng)，生產(chǎn)與銷售服務(wù)器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。）在其Latitude 7220 Rugged Extreme Tablet（Latitude系列7220全加固型平板電腦，亞馬遜報(bào)價(jià)月130009.70元，京東同系列報(bào)價(jià)約為12999元。）上添加4G調(diào)制解調(diào)器將收費(fèi)150美元，加裝5G調(diào)制解調(diào)器將收費(fèi)348美元——且，這還不足以支持獨(dú)立5G網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)核心功能。
對(duì)于支持無(wú)線調(diào)制解調(diào)器的芯片來(lái)說(shuō)，4G和5G系統(tǒng)的芯片在價(jià)格上仍然存在巨大的差異——高達(dá)15倍。目前這足以阻止設(shè)備制造商提供5G選項(xiàng)，特別是針對(duì)具有市場(chǎng)前景的工業(yè)應(yīng)用。當(dāng)他們選擇5G選項(xiàng)時(shí)，會(huì)陡然提價(jià)，這將進(jìn)一步抑制用戶需求。
終端短缺是移動(dòng)行業(yè)的老生常談。這可以追溯到早期數(shù)字移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)在美國(guó)和GSM（Global System for Mobile Communications，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，由歐洲開(kāi)發(fā)的數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，它的開(kāi)發(fā)目的是讓全球各地共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶使用一部手機(jī)就能行遍全球。）的引入。Sinclair（辛克萊）說(shuō)，業(yè)界保守人士還聲稱GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）其實(shí)代表“God Send Mobiles（上帝送手機(jī)）”。
五、應(yīng)用部署周期
Sinclair（辛克萊）說(shuō)：“這是一個(gè)循環(huán)的一部分，到目前為止，我們已經(jīng)非常清晰明了了。我們現(xiàn)在對(duì)5G的應(yīng)用部署周期已經(jīng)進(jìn)行了一半，但4G依然會(huì)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間。這也意味著，對(duì)于私有網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，目前的4G無(wú)線電技術(shù)可以充分滿足很多需求?！?/p>
Sinclair（辛克萊）說(shuō)，4G將不可避免地變得更便宜，但5G設(shè)備的成本將呈指數(shù)級(jí)下降，就像上一代移動(dòng)技術(shù)一樣，所以首席信息官們需要考慮什么時(shí)候躍遷到5G。
他說(shuō)：“現(xiàn)在我的理由是為了控制成本而且能夠穩(wěn)定應(yīng)用4G技術(shù)，但如果你打算使用一個(gè)將保持10年的應(yīng)用程序中，你真的應(yīng)該考慮5G，以確保未來(lái)的安全。”
本文作者：Peter Sayer（彼得·塞耶）
Peter Sayer（彼得·塞耶）負(fù)責(zé)CIO.com的企業(yè)應(yīng)用程序。
