3GPP 的超可靠低延遲通信 （URLLC） 將提供低于 1 毫秒的延遲和 6 個九的可靠性 （99.9999%）。這足以“切斷”關鍵自動化、制造、運輸和其他幾代人依賴昂貴、故障布線的應用程序的電源線。

隨著這些束縛的移除，從協作機器人（co-bots）到全自動駕駛汽車，一種新的無線啟用用例成為可能。

然而，最近一項名為“ 5G 邊緣云基礎設施：適用于 vRAN、工業和汽車應用”的研究報告稱，這些行業中 58% 的受訪者希望在加入無線潮流之前看到 5G 得到驗證。

您不能責怪自動化、制造和運輸等關鍵行業的運營商在向新的網絡技術過渡時小心翼翼。對于 5G，問題仍然多于答案，特別是關于如何在多年來依賴私有 LTE 部署的工業環境中實施這些網絡。

“5G 架構和 LTE 之間的根本區別在于，5G 是作為一種虛擬化邊緣技術啟用的，”風河公司首席技術官 Paul Miller 說。“使用 LTE，通常您將部署一個單片設備來在端點托管該射頻實體。這意味著您不能在其上放置第三方應用程序。

“在關鍵用例中，您需要在這些實體之間建立實時連接或近乎實時的連接，”他繼續說道。“遍歷網絡的核心會帶來太多的延遲。這些場景意味著管理這些設備的應用程序需要部署在邊緣節點中。

“因此，如果您需要將 URLLC 用于避免車輛對車輛事故或工廠和倉庫內的自動機械等應用，則需要向 5G 演進?！?/p>

5G網絡切片的演進與優勢

要在關鍵和非關鍵領域實現 5G 網絡的愿景，需要在多個技術領域取得進展。這些包括：

動態頻譜共享 （DSS）允許擁有大量 4G 投資的運營商通過在 4G 和 5G 系統之間共享現有頻譜，更有效地將其基礎設施過渡到 5G。

毫米波投資和 3GPP 第 16 版的發布使移動性在 5G 標準中成為現實，并促進了下一代用戶設備 （UE） 的開發，該設備可以利用此帶寬可能實現的數據速率

獨立 （SA）支持下一代使用案例，其中 5G 核心網絡和無線電基礎設施可以完全獨立于 4G LTE 進行部署。

O-RAN希望在開放標準之上將虛擬化擴展到 5G 無線接入網絡 （RAN），從而通過規模經濟推動 RAN 技術的靈活性和成本效率。

5G 網絡最大的架構差異是核心網絡從集中位置移動到邊緣的分布式點。網絡功能虛擬化 （NFV） 和軟件定義網絡 （SDN） 技術使使用標準網絡硬件實現這一目標成為可能，這意味著編排和管理應用程序可以在依賴它們的端點上或附近運行。

因此，與回傳到集中式核心網絡相關的延遲可以減少到 URLLC 的亞毫秒延遲。這種拓撲結構還意味著可以將網絡服務和資源劃分為為特定用例保留的“切片”。然后，這些切片可以為特定領域的運營商提供對應用程序和網絡性能的洞察，以實現持續改進。

“網絡切片是將網絡的一部分從核心轉移到邊緣并將其專用于某些應用程序的想法，例如工業應用程序，”米勒說?！八鼉H適用于 5G。工業部門將成為網絡切片的消費者。

“大量的分析和數據將從這種新范式中獲取，”他繼續說道?！坝捎谀軌虮O控這些超實時應用程序或監控整個網絡在每個步驟中的延遲，因此網絡會產生大量新的分析數據，可以幫助人們更好地操作和維護這些環境。

他繼續說道：“您不僅可以查看基礎設施，還可以查看在邊緣設備本身中貢獻數據的應用程序。通過引入人工智能算法并在分析平臺上運行它們，您可以構建新的應用程序來執行預測性中斷預防等工作?！?/p>

過渡到 5G 的冷硬（軟件）事實

當然，安裝或更換物理網絡設備是一項成本高昂且耗時的工作，尤其是在工業環境中，這些環境可能會在系統停機期間遭受生產力、收入或安全損失，或者對更新舊設備表現出固有的阻力。

此外，行業專家預計支持 3GPP 第 16 版（定義非公共網絡 （NPN） 功能的 5G 標準的一部分）的所有功能的芯片組和基礎設施至少在未來一年內不會變得強大或無處不在。

需要一個過渡步驟。

“我不認為這是一種淘汰和替換的方法，”MultiTech 戰略發展副總裁 Daniel Quant 說?！叭藗儗?4G 開始，通過集中化并將其封裝在軟件中使其變得非常易于使用，然后使用超大規模器或 Kubernetes 或 Docker 容器開始在邊緣計算機上運行 5G 工作負載?！?/p>

據 Quant 稱，能夠運行 5G 工作負載的過渡性邊緣計算設備已經以AWS Snowcone等設備的形式提供。

“你有處理能力，你可以把你的核心網絡放在這個上面，你可以在上面連接基站，你可以把它放在你的房子里，你可以把它放在商業大樓里，你可以把它放在礦井里或一家工廠，”Quant 解釋說。“而您創建的是一個完全獨立的網絡部署。這正是他們創建 Snowcone 的目的：能夠部署您自己的 CBRS，完全在本地網絡。

“這就是許多這些超可靠的低延遲特性的體現。”

Snowcone 是一款 4.5 磅的小型堅固立方體，配備雙處理器、4 GB 內存、8 TB 存儲、可信平臺模塊 （TPM） 安全芯片、Wi-Fi 或有線 10 GbE 網絡訪問功能，并且可以由USB-C 電纜或電池。換句話說，操作員可以將一個立方體放到工廠車間，將其連接到本地網絡，然后開始在“邊緣云”中本地托管應用程序。

因為這些基于 Snowcone 的“邊緣云”可以直接插入工業級本地“基站”，如 MultiTech MultiConnect rCell 600 系列，將整個核心網絡帶到工廠車間。因此，數據可以以 URLLC 的速度和確定性從工廠車間的一側共享到另一側，而無需觸及核心網絡的傳統元素，甚至無需離開工廠環境。

亞馬遜并不是唯一一家制造此類設備的公司。Quant 指出，MultiTech 是微軟 Azure Edge 生態系統的 CBRS/私有 LTE 基礎設施的認證供應商。

通過 5G 測試證明范式轉變

傳統蜂窩網絡的關閉，再加上 5G 提供的超可靠性、低延遲和更低的每 GB 成本，意味著每個依賴蜂窩技術的組織遲早都會經歷網絡轉型。網絡測試在所有這些部署中都至關重要，但在安全和安全關鍵行業中，它可能是開發生命周期中最重要的階段。

3GPP 和 O-RAN 聯盟、5G-ACIA、PTCRB 和 GCF 等實體正在為 RAN 和 UE 定義測試計劃。目前，這些測試主要集中在確?？罩薪涌跇藴试谠O備、gNodeB （gNB） 無線電節點等中正確實施。

當然，是德科技 5G/6G 項目經理 Roger Nichols 說，現在還為時過早。

“現在 Rel-16 已經完成，對 RAN 和用戶設備的測試能力和驗證的要求和需求正在增長，”Nichols 觀察到?！案腥さ氖嵌说蕉藴y試。整個系統在正常負載和極端情況下如何工作？系統將如何處理 gNB 或其他網絡實體的停機時間？新軟件加載后如何驗證系統？

“認識到延遲和可靠性受到整個網絡影響的關鍵是：容量/負載、UE 性能、RAN 性能、干擾、網絡架構、特定應用的分布式計算等，”Nichols 繼續說道。“必須考慮所有因素，以實現能夠滿足移動邊緣計算和 5G 獨有的其他功能需求的網絡?！?/p>

根據 Nichols 的說法，測試 5G 空中接口的系統可用于驗證 URLLC 功能，但必須能夠解決空中接口協議中的快速狀態轉換。URLLC 通信使這一點變得復雜，因為它的自包含子幀和動態時分雙工 （TDD） 占空比增加了對架構和協議棧性能的需求。

為了測試這些設備以及整個網絡在各種負載下的運行情況，是德科技提供了 LoadCore 5G 核心測試軟件。該解決方案現在被用于測試 SA 5G 網絡。

“我們必須能夠測試 RAN 內外的網絡性能，”Nichols 解釋說?！斑@些需求需要新的思考，因為系統本身必須滿足網絡運營商和客戶之間的某種服務水平協議 （SLA）。此類測試將需要在網絡和應用程序級別進行更高級別的功能測試。

“我們的用戶設備仿真 （UEE） 系統必須仿真許多對這些 URLLC 功能有不同要求的 UE，”他繼續說道。“LoadCore 現在可用于測試 SA 網絡，這對于 5G 三角的 ［工業物聯網］“角落”的完整 5G 實施是必要的?！?/p>

是德科技一直積極參與制定 3GPP、GCF、PTCRB、O-RAN 以及 5G-ACIA UE 和 gNB 測試計劃。努力制定 5G 路線圖可以讓客戶放心，他們在開發基礎設施上的投資在這個功能快速變化和標準本身不斷發展的時期不會浪費。

5G：另外 28%

令人驚訝的是，在前面提到的同一項研究中，約 28% 的關鍵行業受訪者表示他們已經在支持 5G 架構。那么，這 28% 的 58% 是什么？

“這 28% 的人通常是早期采用者和市場先行者，”風河公司首席技術官 Paul Miller 說。“他們看到了技術的價值，并傾向于測試和部署它。然而，大多數人希望看到它得到證實。他們不一定反對它或認為技術有問題，他們只是想驗證這確實是一個可靠且經過驗證的解決方案，并且它將真正產生預期的價值。

“我們預計，隨著早期采用者在這一領域取得成功，競爭壓力就會出現，”米勒繼續說道?！霸缙诓捎谜邔Ⅲw驗到更低的運營成本、更高的利潤率、更大的靈活性和更快的上市時間。然后我們將看到“給我看”的人群也轉向執行。

“這是一種典型的、健康的新技術、早期采用者范式?！?/p>

審核編輯：郭婷