摘要:数据显示,截至2024年11月底,我国5G移动电话用户达10.02亿户,占移动电话用户的56%。5G商用5年时间,电话用户已突破10亿,是一个非常显著的成效,5G对于“人联”发挥的作用已非常明显。
作者:赵小飞
物联网智库 原创
数据显示,截至2024年11月底,我国5G移动电话用户达10.02亿户,占移动电话用户的56%。5G商用5年时间,电话用户已突破10亿,是一个非常显著的成效,5G对于“人联”发挥的作用已非常明显。
然而,支撑5G在各行业应用的“物联”数量还处于一个相对初级的阶段。2024年11月,工信部等十二部门印发的《5G规模化应用“扬帆”行动升级方案》提出,到2027年底,实现5G物联网终端连接数超1亿。可以看出,5G物联网连接规模增速并不会快速形成快速扩大的态势。
5G要发挥出赋能千行百业的数字化赋能作用,势必要提升物联网终端连接规模。当然,提升5G物联网终端连接数需要经历一段较长的时间,可以从重点领域着手,加强对5G原生和特色需求场景的覆盖,提升5G物联网连接规模。
上月,工信部发布的《关于2024年度5G应用“扬帆”行动重点城市总结评估情况的通报》中显示,截至2024年3月底,全国5G物联网终端连接数超4000万个。5G应用已融入97个国民经济大类中的74个,在工业、矿业、电力、医疗等重点领域规模推广。5G应用“扬帆”行动重点城市的5G物联网终端连接数达到1796.34万个,占比全国总数超40%。
公开数据显示,截至2024年11月底,三家基础电信企业发展蜂窝物联网终端连接26.42亿。那么,5G物联网连接数在总体蜂窝物联网连接中所占的比例仅有2%左右。当前蜂窝物联网连接还是以4G、NB-IoT以及正在逐渐退出的2G为主。在提升5G物联网连接的同时,须认清几个事实。
第一,4G在很长时间内依然是蜂窝物联网连接的主力过去几年,2G、3G加速退网,给LTE Cat 1和NB-IoT快速增长铺平道路。目前,国内已形成全球规模最大、质量最好的4G网络,给蜂窝物联网应用提供一个坚实的基础设施。通信基础设施代际更新,会给新一代通信网络连接数的快速增长带来机遇。然而,就目前来看,在很长一段时间内,4G网络依然发挥着中坚力量作用。
近期,海外市场研究机构Transforma Insights创始人Matt Hatton撰文探讨4G退网话题,他认为,5G物联网发展的一个重要因素就是4G LTE能否提供持续性服务,5G物联网应对的是未来需求,而4G物联网能够支持大部分现有需求。
回顾2G/3G的发展历程,2G服役时间大约为30-35年,甚至更长;3G服役时间大约为20-25年。参考此前历史,4G作为成功的一代移动通信技术,其历程更类似2G,能够实现30年以上的服役,因此Matt Hatton预计到2040年左右4G实现退网。当然,不同的国家和地区根据实际情况节奏不同,但基本上在2030年之前没有退网迹象。
目前,5G RedCap被业界寄予厚望,其对标LTE Cat 4和Cat 1,正是4G物联网规模最大的领域。笔者此前曾撰文指出,RedCap进入发展的快车道的拐点可以参考Cat 1的历程,即4G网络退网政策开始明确的节点。
所以,业界必须清晰认识到4G在很长一段时间内还是蜂窝物联网主力这一事实。在笔者看来,推进5G物联网连接规模提升的过程,也是5G和4G配合应用的过程。面对用户需求,应该给予成熟、低成本、可持续的连接方案,考虑到场景的生命周期,推动5G和4G互补的方案来实施。
第二,须厘清5G物联网的内涵范畴到底什么是5G物联网?目前市场上有多个物联网项目宣称为5G连接,在笔者看来,一个真实的5G物联网连接必须具备2个条件:一是终端设计符合5G标准,即3GPP R15及其后续版本标准;二是终端必须连接到5G NR网络和接入5G核心网。
众所周知,3GPP R15是5G的首个标准,不过这一版本标准更多是针对eMBB(增强移动宽带)场景进行标准制定。R16则进一步完善了uRLLC和mMTC场景的标准规范,形成首个5G完整标准,其中涉及到针对工业互联网、车联网等物联网垂直领域场景的设计。到R17版本,对于物联网的场景更进一步完善,其中最为代表性的是引入中速率物联网场景RedCap和卫星物联网IoT NTN。后续的标准化版本中,无源物联网作为一个新的场景,形成5G标准重要研究课题。
目前,诸如直播设备、高清视频等一部分高速率的终端基于5G eMBB特性,形成5G物联网连接,也有工业、电力等有较高实时性要求的场景采用了uRLLC特性,也计入5G物联网序列,其余的是RedCap和其他低功耗广域物联网场景。
可能业界有人有疑问,在2020年7月,NB-IoT纳入了5G标准家族,那么当前市场上已有的NB-IoT连接能纳入5G连接范畴吗?实际上,目前市场上虽然已有数亿NB-IoT连接,但绝大多数终端是基于3GPP R13和R14版本标准的,接入的网络是基于LTE网络的软件升级或增加一些设备设计而来的,终端设计和网络连接均并不符合5G物联网的要求,不能纳入5G物联网中。
在3GPP R16中,针对NB-IoT进行进一步演进和增强,提升峰值速率和移动性,同时也实现NB-IoT设备接入到5G核心网。不过,目前采用R16标准的NB-IoT终端比例非常少,因此5G NB-IoT的连接规模还处于较低水平。2024年9月发布的《关于推进移动物联网“万物智联”发展的通知》提出,按需提升5G NB-IoT在市政、家居、教育、农业等重点领域深度覆盖水平,实现重点场景深度覆盖。
5G“人联”实现10亿以上的连接,而受限于技术标准成熟度、行业用户接受度、应用成本以及经济增长放缓带来企业投资压力等因素的影响,5G物联网连接规模有限,行业应用深度渗透还有待加强,因此,5G“物联”在2027年设定预期目标为1亿。未来,5G推广需要首先在物联网连接上发力,通过做大物联网连接规模,实现5G在行业应用中更深入的渗透,真正实现5G对行业的赋能。在笔者看来,可以从以下方面发力:
第一,针对4G的替代性壁垒,寻求5G原生和刚需场景,实现与4G物联网差异化
RedCap作为轻量版5G技术,专门针对中速率物联网场景而生,在3GPP标准研究中,提出面向智慧城市视频监控、工业传感器、可穿戴设备等场景,正是为了支撑5G在相关行业的深入应用。不过,RedCap对标的是基于4G LTE网络的Cat 4和Cat 1,正如前文所述,在一段时间内,4G依然是物联网的主力,直接替代将面临着成本居高不下、基础设施不足等问题,在起步阶段需要寻求专门场景来破局。在笔者看来,这方面策略主要包括:
一是对5G原生能力有刚需的场景。RedCap融合了很多5G新的能力,如网络切片、定位、低时延、大容量甚至uRLLC等能力,现实中也有一些场景对这些能力有显著需求,在这种情况下RedCap就具有了无可比拟的优势,这种5G原生能力优势就能转化为商用的优势。此前针对RedCap相关文件中提出了“加快RedCap与网络切片、高精度定位、5G LAN(局域网)等5G增强功能结合,满足不同行业场景应用需求”,可以说是对推进5G原生能力场景的要求。
二是5G专网环境下形成的刚需场景。在专网环境下,核心设备、资产均要通过5G网络连接,因为客户需要一个安全隔离的专用网络环境,保证数据不出工厂、园区等限定场所,这个专网环境中4G设备无法接入。这种情况下,中高速率的设备可以通过RedCap接入。针对RedCap相关文件中也提出了“推动行业虚拟专网应用5G RedCap技术,完善5G物联能力,更好适配行业特点和满足应用需求”,也是对专网环境场景的探索。近期召开的全国工业和信息化工作会议上提出“推进工业5G独立专网建设”,与正在大力推广的虚拟专网一起,为5G物联网连接创造规模化需求。
第二、加快推进5G专有的物联网技术落地,拓展物联网场景覆盖一是加速无源物联网标准制定和冻结。无源物联网作为支撑千亿级连接的技术,给业界充分的想象空间。若基于5G蜂窝网络的无源物联网能够落地,则各行业大部分资产都能部署极低成本、免维护的通信模块,形成5G网络下最大的物联网连接群体,加速各行业5G应用。在标准演进方面,3GPP R18已经启动无源物联网场景需求预研项目,明确网络设计关键目标;R19将支持无源物联网终端,重点研究设备供能方式、节点能力及与5G网内其他设备的兼容性等问题。业界应进一步加速这一领域标准的冻结,推动无源物联网落地,填补现有物联网场景空白,实现5G物联网连接增长。
二是推动卫星物联网的商用和生态建设。3GPP在5G标准R17阶段启动了非地面通信(NTN)的研究,涵盖了无线接入网、承载网、核心网、终端等方面的标准制定,IoT-NTN是其中重要方向,R17已形成第一版卫星物联网标准。近期,全球卫星通信的重要玩家均聚焦3GPP版本的卫星物联网技术,推进IoT-NTN的落地。国内在推进5G商用过程中,需要高度重视卫星物联网的商用。虽然卫星物联网连接数规模并不高,但卫星物联网为用户提供的是高价值应用,在行业用户需要无处不在、随时接入的连接时,能够满足用户需求,也是5G赋能行业用户数字化应用的重要领域。
总之,为了实现5G商用初期承诺,未来需要推进5G更深入融入国民经济各行业中,这一过程中,首先需要实现各行业中规模化5G物联网连接,推动5G“物联”发力,来支持实现“5G改变社会”的愿景。
来源:物联网智库