邬贺铨：关注五大领域，打开5G工业应用新局面

11月16日消息（林想）在今天召开的“2022年中国5G发展大会”上，中国工程院院士邬贺铨表示，5G需重点关注5G工业CPE、5G+云化PLC、5G UPF、5G工业基站、5G LAN五大方面，打开5G工业应用的新局面。

5G工业CPE：目前成本高影响普及

“与5G手机不同，5G工业模组不需要多频多模，需要有D2D功能、发送更大功率和载波聚合的能力；通常手机是大下行，工业模组是大上行；在芯片面积功耗成本方面要求没有手机那么严格；在环境条件要求、存储计算能力要求、接口类型要求方面要不手机丰富的多。”

5G工业CPE对来自基站的5G信号中继能力接力，转化成WiFi、5G LAN或有线以太网信号；复用所连接的设备，提供算力支持并作为管理控制中枢，起到智能移动路由设备功能；5G工业CPE具有开放编程架构，方便开发第三方应用。

在5G工业CPE因环境温度要求苛刻，抗电磁干扰、抗震，本安、防爆要求严格，工作寿命长，免维护等等，所以器件要求用比较高规格的工业级器件，安装也不规范，目前成本较高，影响了推广普及。相信随着市场的发展达到一定规模成本会显著下降。

5G+云化PLC：需要制定统一标准

邬贺铨指出，现场网络的控制和感知参数已经从传统的温度、压力、位置等逐渐扩展到视觉、音频等维度，控制点的数量也增长很快，传统PLC以及相应的现场总线很难支持这类新需求，功能的扩展和缺乏弹性。

借助通用硬件平台、容器、实时OS、APP和IEC61499的PLC开发运行环境等，可将PLC的软件集中到云端，通过IP协议可遥控PLC执行装置和远程维护，使PLC成为云端运行的可编程控制器。

软件定义PLC通过采用性能更好的CPU可同时控制更多设备，可在多个PLC上直接运行各类行业算法和工业APP，从而省去了工控机和服务器等。云PLC采用了高级语言编程，相对传统的PLC梯形图和结构化文本等编程显著降低了开发的门槛。

5G+云化PLC用无线的方式解决了实时性的问题，云化让PLC不再受到物理位置的束缚，将工业控制从有线到无线，从本地到云端，5G+云化PLC也为5G进入工业互联网打通最后几十米。

邬贺铨强调，云化PLC在已有PLC存量场景应用中，仍然会受限于PLC的标准碎片化和协议欠开放的难题，所以云化PLC要嵌入OPC-UA协议来兼容不同的标准，需要考虑时延的影响。需要制定统一标准来消除增量场景的时延与成本代价，打通5G进入工业物联网的最后距离。

5G UPF：急需通过标准化形成规模效应

在工业互联网领域，5G UPF也值得注意。UPF作为5G核心网用户面网元，主要支持UE业务数据的路由和转发、数据和业务识别、动作和策略执行等。它位于RAN与DN间互联点，实现用户面GPRS隧道协议的封装/解封；可以作为协议数据单元（PDU）的会话锚点，提供无线接入的移动性。

5G SA数据包的路由和本地分流，可以作为中继UPF（充当上行分离器），或者分支节点UPF。UPF内有本地交换能力，UPF间可隧道联通；还可以实现应用程序的监测，数据流QoS处理、流量使用情况报告，IP管理、移动性适配、策略控制和计费等功能。UPF还要考虑双向数据鉴权、物理环境需求和部署功耗等指标等。

同时，UPF可以下沉到网络边缘，实现数据流的本地分流，加快数据处理效率，满足超低时延、超高带宽和安全性的需求。但目前企业级UPF成本过高，急需通过标准化形成规模效应，才能打开5G工业应用的局面。

5G工业基站：可进一步集成云化PLC功能

邬贺铨指出，5G to C的网络架构并不很适合于5G to B的需求，所以5G工业基站还可进一步集成云化PLC功能。

可将PLC集成到工业基站的云平台上，可实现多个PLC云化集中部署，有效扩展PLC算力，基站内生工控能力，解决行业定制化的需求与规模化的复制之间的矛盾，提升了部署的效率。后续还可以集成更多的人工智能与大数据的能力。

5G的工业基站可实现PLC全向连接的无线化，解决了工业现场线路排布复杂、工位安插僵化的难题，实现柔性制造、敏捷部署、灵活定制，推动企业的数字化转型升级。

为在单基站场景下仍能提供高精度定位与高可靠，对控制信道和高可靠业务的载频与信道指派需要有特殊安排，企业基站需有特殊要求。

5G LAN：突出5G在工业应用优势

5G网络管理者可修改用户数据库中的数据，对制定的终端号码进行业务签约并“分群”。UDM向5GC中SMF、AMF、PCF等网元提供终端号码的VN群组信息及访问策略，同一群组成一个5G LAN。

在企业网原有二层有线以太网、WiFi的基础上增加5G LAN，实现二层/三层互通、单播/组播，同时支持多个虚拟局域网，更便捷地实现业务隔离和差异化QoS。

邬贺铨指出，5G LAN相比WiFi有更广的覆盖与可靠性，低时延高效率，突出5G在工业应用的优势。

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