近日，在2022中国“5G+工业互联网”大会上，工业和信息化部正式宣布中国商飞获全国第一张企业5G专网的频率许可，其中925~6125MHz和24.75~25.15GHz频段也是工业无线专用的频段。这标志着经过多年探索，我国的“5G+工业互联网”已经逐步形成政府规划引导、地方务实推动、产业联动发展的“中国模式”，正在进入由起步探索向规模发展的新阶段。
相比于通用的民用5G来说，5G专用网络相当于一种局域网，是采用3GPP 5G标准构建的具有统一连接性、优化服务和特定区域内安全通信方式的企业或行业无线专网。具体来说，3GPP标准定义了两种5G专网部署模式：SNPN（独立的非公共网络）和PNI-NPN（公共网络集成NPN）。其中，PNI-NPN是“公网专用”，指企业可通过与运营商5G公网共享RAN，或者共享RAN和核心网控制面、端到端网络切片的方式来部署5G专网；而SNPN是“独立部署模式”，指企业独立部署从基站到核心网到云平台的整个5G网络，可以与运营商的5G公网隔离。 与有线局域网或Wi-Fi等现有局域网相比，5G专网可以为企业中的设备提供更高的移动性、有线级连接的稳定性和质量等，同时还具备一些基本优势，如安全性和覆盖范围广等。
发挥频谱领航作用，助力5G应用扬帆
5G专用网络是一个企业内部网络，提供与特定企业的人员或事物的通信连接，并提供这些企业的业务所需的特定服务，由企业独立运行并专门使用。与公共网络不同，只有企业内部的授权人员或终端才能访问此网络。在企业自建5G专网道路上，专用网络的频谱大概率是第一道门槛。频谱资源是有限的，并非随需随得。在全球5G的战略背景下，目前全球已有约30个国家、地区、行业和企业开展了5G专网相关的研究工作，并取得了一定的进展。
其中，欧盟投入约1.6亿欧元用于5G技术研发与产业发展，并提出了一系列5G专网发展的愿景规划。在我国，2020年6月时发布的《中国5G创新发展行动纲要（2021—2035年）》提出：到2025年，我国5G累计商用时长力争达到600Gbps，建成世界领先的5G专网。同年8月，在2020年世界移动通信大会上，华为正式宣布全球首个商用5G专网——Automobile Xtension正式商用。也在同年，工业和信息化部批准中国5G商用牌照并正式发放；去年10月23日，工信部正式批复中国移动共建5G联合创新中心正式成立；2022年将全面建成5G专网。
在大多数国家，频谱都被视为一种自然资源，其使用受到国家主管部门的控制，国家主管部门根据国家的需求分配资源，我国的行业主管部门对企业自建5G专网专用频谱给予了科学稳健的态度。对于中小企业来说，可以通过网络切片方式使用公众通信网；运营商则可以向企业出租专用基站和下沉到企业的UPF，核心网控制面在运营商，但基于IPv6的UPF分流，可保证企业敏感数据不在公众网落地；而大企业可申请专用频率自建5G专网，可实现灵活按需分配TDD上下行时隙，该专网仍可交由运营商代维。
在此前召开的“2022年中国5G发展大会”上，中国工程院院士邬贺铨就曾表示，应为工业互联网应用划出专用频段，这样不仅可避免与公众业务间干扰，而且5G CPE、工业模组也不必再按多频多模配置，可显著降低成本。
而随着第一个专用频段落地，商飞牵头的示范效应以及未来推广效应，5G+工业互联网有望迎来较大发展，国家政策未来也或有更多支持。在此基础上，与5G专网相关的网络设备、传输端、数据采集环节、应用环节均有望陆续受到产业催化。
“5G+工业互联网”的发展进入加速期
自5G商用以来，从城市到乡村，从海岛到戈壁，从矿井到珠峰，我国一直在稳步推进5G网络建设。目前，我国工业互联网产业规模突破了万亿大关，已建成具有一定区域和行业影响力的工业互联网平台超过150家，工业设备连接数量近8000万台（套），目前已建成全球规模最大、技术领先的5G独立组网网络，5G基站总数达225万个，用户数量超过5.2亿；飞机、船舶、汽车、电子、采矿等一大批国民经济支柱产业开展“5G+工业互联网”创新实践，全国在建项目超过4000个，培育一批高水平的5G全连接工厂标杆；同时，5G也在加速向医疗、交通、教育等各行业各领域推广，带动人工智能、8K显示等新技术日益成熟，带动车联网等新业态蓬勃发展。
根据中国信息通信研究院发布的《2022中国“5G+工业互联网”发展成效评估报告》显示，全国4000余个“5G+工业互联网”项目已覆盖41个国民经济大类，5G全连接工厂种子项目中，工业设备5G连接率超过60%的项目占比超一半，5G与工业互联网的融合将加速数字中国、智慧社会建设，加速我国新型工业化进程，为我国经济发展注入新动能。
工业和信息化部副部长张云明表示，“5G+工业互联网”创新发展，不仅带动了企业提质、降本、增效、绿色、安全发展，而且开辟了传统工业技术升级换代的新路径，加速人、机、物全面连接的新型生产方式落地普及，成为推动制造业高端化、智能化、绿色化发展的重要支撑。
目前，虽然中国在5G通信领域的布局已经取得一定的成绩，并积累了丰富的技术和应用经验，但在一些关键技术方面仍需进一步提升，5G专网的发展仍面临挑战。早在2G、3G以及4G时代，专网就已经在行业内发挥着作用，而随着国家经济快速发展，企业和专业市场对于网络质量和安全性需求也日益提高，这也进一步提升了专网在通信市场的规模。随着全球通信技术与产业的快速发展，中国在专用技术方面不断取得突破，与国外差距逐步缩小。目前已经在全国建成了数万个5G基站。在5G技术商用后，中国专网也已进入商用阶段。可以说，5G专网的到来补齐了5G应用落地的最后一块拼图，为各行各业提供了更多应用维度，丰富5G应用实例落地的同时，也令相关上游下游产业链企业百花齐放。
根据中国产业信息网提供的数据，从2009起，我国专网通信行业便在不断扩大发展，2018年专网通信的市场规模超过200亿元，专网通信产值超过500亿元。在2018年3月举行的十三届全国人大一次会议第四次全体会议上，国务院提出了提升专网需求的部署要求，这意味着在国家层面上，专网发展也得到了相关领域的全力支持。
2018年6月以来，中国电信成功测试了中国首个5G室内试验网(BGP)+5 G试验网(SA)组网技术，可实现5G室外覆盖，中国电信、中国联通也已经发布了相关方案，针对5G专用网络和特定业务场景进行了部署：如在工业、医疗健康、物流、能源、港口、交通、电力、公安、气象等行业中对网络要求较高的行业将率先实现覆盖；针对智慧城市建设，也将实现更好的融合应用。随着“一带一路”倡议的深入实施以及新基建建设加速布局，国内移动通信网络能力已得到大幅提升。未来随着5G业务、边缘计算、人工智能等新一代信息技术逐步发展成熟，并应用于智慧城市、园区、能源运输等领域，5G行业应用和关键技术都有很大想象空间。
5G结合工业互联网正式走向行业专用
5G专网在特定区域进行信号覆盖，弥补了公网通信无法覆盖的范围，由于专网对于技术可靠性需求较高，整体安全性、抗干扰能力优于公网，同时由于其覆盖物理范围小于公网且需求场景较确定，其专业性、专用性较高。在行业及社会各界支持下，5G专网已经逐渐形成规模，但面对专网发展形势的不确定性和复杂多变的行业环境，5G专网的未来发展依然任重道远。
此前，工信部只给运营商企业授权了5G专网的频谱，其他企业需要使用5G专网，就只能找运营商企业合作。而基于不同企业的不同需求，运营商也为此推出了三种合作的模式，比如，中国移动就推出了“优享”、“专享”、“尊享”三种模式：
优享模式（公网公用）是在公共网络基础上，通过QoS、网络切片等手段，满足客户对特定业务的网络速率、时延、隔离性优先保障需求；
专享模式（公网专用）是在局域增强覆盖基础上，通过边缘计算、数据分流等技术手段，满足客户对超低时延、数据不出场等业务需求；
尊享模式（专网专用）是通过基站、频率、核心网设备的专建专享，为企业客户构建专用网络，满足客户对高安全性、高隔离度等定制化建网需求。
比如，此前中国移动和宁德时代宣布建成了全国最大的5G企业专网，正是采用了与公网部分共享的“专享模式”。事实上，不光中国移动，三大运营商都分别提供了分级的5G专网产品体系，各家对于不同级别5G专网有不同的名称，不过其分类的逻辑和同一分级的内涵基本一致。中国联通董事长刘烈宏表示，“‘5G+工业互联网’为加速我国新型工业化进程提供了新的工具箱。”5G是驱动工业互联网发展的关键技术，工业互联网又是5G规模化应用的主阵地，两者深度融合，进一步释放5G应用的价值。
写在最后
在工业4.0时代，自动化、网络化和智能化的发展带来对现有工业物联网的深度改造，如今的5G专网技术在全球范围内更是被广泛应用于工业控制应用和智慧城市、智能电网等产业转型升级领域。据统计，2019年全球工业增加值约为7万亿美元，占全球制造业增加值比例超过47%；同时，还有大量数据需要收集分析，对大量生产过程中产生的数据进行采集利用可以提高管理效率、降低成本、提高生产效率、增强安全性等优势。
未来，在5G专网的推动下，“5G+工业互联网”发展向更大范围、更深程度、更高水平迈进，工信部等部门也将出台支持工业互联网规模发展的新举措，不断完善多层次的创新示范体系，分行业分领域制定5G全连接工厂建设标准，提升5G虚拟专网和混合专网建设服务水平，推动各方加强低成本、轻量化的5G工业级产品研发和产业化，让广大工业企业用得起、用得好，不断提升产业供给水平。
