2021-2022年5G专网前沿报告.pdf

2021-2022年5G 专网前沿报告前 言5G 是 新基建 领头羊，是数 字经济 发展 的重要引 擎，以及 千行 百业高质量 发展的 重要驱 动力。5G 专网 是 基于 5G SA 网络为 垂直行 业打造的高 质量、定制化、专 属 化 的技 术、网络和 服务体系，将 助力各行业加快 数智化 转型，降本增 效，实 现 上下游产 业链的 升级更 新。在产业各方 的共 同努力 下，5G 专 网已 在国内外 初步实 现了商 用部署。在 海外，5G 专网在 美国、德国、日本等 制造业 较为发 达的国家已先行 开展应 用探索。在国内，我国政府 高度重视 5G 专网 的发 展，并在政策 上给予 了全面 支持。当 前 我国在 5G 专网 相关的 标准化、产业成熟和 应用等 方面均 处于全 球领先 地 位，在工业 制造、采 矿、钢铁、电力、港 口等国 民经济 的重要 行业均 实 现商用落 地。5G 专 网的发 展已经 取得了 显著的 成果，但要全 面实现 服务千 行百业的目 标，仍 需一个 相互促 进、螺 旋 式演进的 过程。目前，5G 专网基于 3GPP R15 版本标准 的高带 宽和 部分低时 延能力，主要 解决了垂直行业 对于网 络接入 和业务 承载的 初 级需求。但面 向垂直 行业的 进阶需求，5G 专网仍 需持续 演进增 强，向极致性 能、高 可用性、高可靠性、定制 化、智 能化等 方向发 展，才 能真正实现 5G 与 千行百 业的深度融合。因此，亟需产业 各方 结合实 际需求，共 同制定 5G 专 网技术的演进 路线图，分 阶段、有序推动 5G 专网 新技术 的快速 成熟和 商用引入。本报告主 要研究 5G 专网 技术的 发展趋 势、演 进阶段、关 键技术特性，以及所 面临的 挑战，旨在 抛砖引 玉，携 手产业 各方共 同推进 我国 5G 专网 与垂直 行业的 协同发 展与融 合创新。目 录一 研究 概述.1 二、5G 专网产业海 外发展态势.1 三、5G 专网产业国 内发展现状.3 四、5G 专网技术发 展及预见.5(一)5G 专网技术演进阶段划分.5(二)5G 专网技术现状.6 1.性能达标.7 2.网络专用.7(三)5G 专网技术中期发展规划.8 1.网络指标多样化.10 2.网络能力定制化.11 3.安全管控灵活化.11 4.网络服务自主化.12(四)5G 专网技术远期演进目标.12 1.网络指标极致化.13 2.网络服务智能化.15 五、5G 专网工程难 题.15(一)端到端 SLA 指标测量、保障和性能平衡存在难 度.15(二)网络确定性实施难度高，商用面临较大挑战.16(三)核心网向客户侧边缘下沉，带来设备运维挑战.17(四)5G 专网业务灵活快速发展，专网安全面临挑战.17 六、政策 建议.17(一)技术政策建议.17 1.积极推动垂直行业深度参与专网行业标准化工作.17 2.结合 5G 专网应用需求调整行业政策要求.18(二)产业政策建议.18 1.对 5G 行业专用频段采取审慎态度.18 2.促进行业终端模组成熟，降低模组成本.19 3.加强专网产业链的自主知识产权把控.19 1 一、研 究概述 5G 作 为“新 基建”领头羊，是实 现我 国经济社 会数字 化转型 的重要手段 和新型 信息基 础设施。历经 两 年发展，我国已 建成全 球规模最大的 5G SA 精品 网络，已满足 垂直 行业网络 接入和 业务承 载的初级需求。为了保 障我国 5G“新基 建”战略目标 和历史 使命的 顺利达成，亟需 产学 研用协 同发展，以及 5G 垂直行业 和通信 领域的 技术融合，打通 5G 上 下游产 业链，共绘一 张 5G 专 网技术 演进路 线图，一方面应尽 快推动 5G 专网 近中期 产业成 熟，满足 行业客 户在低 时延、高可靠、确定 性等方 面的需 求；另 一方 面应积极 布局 5G 专网远 期的极 致化和智 能化能 力，更好 的助力 千行百 业高质量 发展，开创我 国5G 专 网创新发 展新局 面。二、5G 专网产业 海外发展态势 在海外，5G 专网首 先在美 国、德 国、日本等制 造业较 为发达 的国 家先行 开展应 用探索。2019 年以来，这些国 家面向 各行各 业逐 步开放了 sub 6 以及毫米 波频段的 5G 专 网 频段申请 许可，促进 了制造、交通物流、科研、矿山 油气等 行业的 5G 应用实践。行业标准 组织（如IEC 等）、产业组 织（如 5G-ACIA、5GAA 等）将 通信标 准组织（如3GPP、ITU、GSMA、IEEE 等）制 定的 规范与具 体产业 应用相 结合，积极开展 5G 和行 业结合 的新技 术标准 和应用规 范的制 定。注：IEC（International Electrotechnical Commission，国际电工协会）5G-ACIA（5G Alliance for Connected Industries and Automation，工业互联与自动化 5G 联盟）2 5GAA（5G Automotive Association，5G 汽车协会）我们观察 到国外 专网的 发展存 在以下 三 大态势。一是海 外 5G 专网 申请 有趋 缓 趋势：海外 5G 专网 应用 基本 以区域应用 为主，受限 于产 业 情况、应用 方案成 熟 度和 疫情 等多 方 面因 素，未持续 井喷，近期 使用 申请 有趋 缓趋势。以德 国为例，ABI Research 2021 年月 发布报告 援引德 国联邦 电信 管理局（Bundesnetzagentur）统计显示，2020 年下 半年有 80 多 个新 的本地许 可证申 请，但 2021年第二季 度仅增 加了 20 个 新申请，市 场出现观 望情绪。现阶 段海外专网项目 仍多处 于探索 阶段，以示范 和 试验为主，未能 广泛实 现企业生产流程 优化和 生产效 率提升，尚未 产 生显著的 应用价 值，因此 制约了海外 5G 专网的 发展。二是 5G 专网 应用中 电信 运营 商作 用仍 不可或 缺：5G 专网建 设运 营 是关 键难 题，电信 运 营商 可协 助企业 解决 5G 专网 建设 和运 营技术较高、设备成 本和 维护 成本 不菲 等挑 战，降低 门槛。大企业有足够的能力和 意愿申请 5G 专网频 谱并运 营 自己的 5G 专网，而占 比更高的广大中 小企业 缺乏相 关能力 和经验，以运营商 为代表 的电信 行业服务提供商 可以为 其提供 5G 专网 服务。海外运营 商已开 始基于 其公网频 谱资源、网络规 划优化、运营运 维经验 等竞争优 势，向 市场提 供5G 专 网解决方 案。三是 5G 专网市 场出 现新 玩家 和新模 式：云计算 企业、新兴 电信服务提 供商、行业 巨头 等积极 性高 涨，依托自 身在 云、网、应用 等方面 的 优势，扩展 5G 专网 市场。以微软、谷歌、亚马 逊为代 表云计 算企业，依托 其公有 云优势 及行业 客户资 源，收购、联 合通信 网供应 商、电信运营 商，推出以 云为中 心的 5G 行 业应用及 服务；以通 信网供 应 3 商、传 统专 网服务 提供商 为代表的 新兴 电信服务 提供商，以网为 基础，延拓提供 云及行 业应用 解决方 案，谋求 向行业客 户直接 提供 5G 专网服务；以西门子 为代表 的传统 工业巨 头，依托 其在行业 应用领 域的垄断性优势，将 5G 专网集 成到其 整体行 业解决方 案当中。三、5G 专网产业国内发展现状 5G 是 新基建 领头羊，是数 字经济 发展 的重要引 擎，可 驱动千 行百业数智 化转型 和高质 量发展。我国 高 度重视 5G 的发展，在 政策上给予 5G 以全 面支持。2020 年 10 月底 通过的 中共中 央关于 制定国民经济和 社会发 展第十 四个五 年规划 和 二三五 年远景 目标的 建议 中要求“系统布 局新型 基础设 施，加快 第五代移 动通信、工业互 联网、大数据中 心等建 设”。2020 年 12 月，工业和信 息化部 刘烈宏 副部长要求加快 行业虚 拟专网 落地，深化共 建 共享，推进网络 建设运 维降本增效。2021 年 7 月，工业 和信息 化部牵 头，十部 门印发 了 5G 应用“扬帆”行动计 划（2021-2023 年）（以下简 称行 动计划），对未来三 年我国 5G 发展 的目标 和重点 任务进行 了明确。随 后，工信部召开全国 5G 行 业应用 规模化 发展现 场会，强调 认真贯 彻落实 党中央、国 务院决 策部署，以 行动计划 为抓手，把 5G 建设好、发展好、应用好，全力 推动 5G 行业应 用创 新，更好的 服务经 济社会 高质量发展，开创我国 5G 应 用创新 发展新 局面。标准化 推进 方面，我国已成为全球 5G 发展的重 要领跑 者。我国三大 电信运 营商、通信设备 商及研 究机构 等全面参 与并引 领了全 球5G 标 准化进程，在 5G 技术 标准和 专利 数量方面 均居全 球第一 阵营。我国在 5G 标准必 要专利 声明数 量方面 全球占比 超过 38%（截止 2021 4 年 5 月），位列 全球首 位；在 5G 标 准贡 献上，中国公 司华为、海思、中兴、中 国移动、中国 信息通 信研究 院、联发科 等名列 前茅，标准总体贡献度 在全球 占比达 35%。其中，中 国移动在 3GPP R15 到 R17 标准阶段，主导 立项 81 个，提交 文稿 7000 多篇，申请专利 3300 多个，标准贡献 位于全 球运营 商第一 阵营。我 国通信设 备商华 为在全球 5G标准贡献 度、标 准必要 专利声 明数量（截止 2021 年 5 月，全球占 比15.4%）等 方面表 现突出，均名 列全球 第一。产品和 服务 方面，三 大 电信运 营商和 通信 设备商 纷纷推 出各具 特色的 5G 专 网服务 和产品 解决方 案，不 断推进设 备成熟 和应用 落地，致力于开拓 5G 使 能行业 数智化 转型的 新蓝海。三 大电信 运营商 均于2020 年发布 5G 专网 解决方 案，满 足行 业客户差 异化的 业务需 求。中国电信提 出“致远”、“比邻”、“如翼”三类 5G 定制网 服务模 式，实现网随 云动、云网 一体；中国移 动将 5G 行 业专网组 网模式 划分为优享、专 享和尊 享三个 等级，实现网 随 业动，按 需建网；中国 联通提出“虚拟 专网、混合专 网、独 立专网”5G 行 业专网 三种部 署方式，重点结合 边缘计 算实现 网边协 同。国 内 主流通信 设备商 相继推出 5G全线产品 解决方 案，面向运 营商物 理专 用、混 合专网、共享网 络等场景，提供 轻量化 核心网、云网 协同等 定 制化产品；5G 专网 设备已 基本成熟并 全面应 用落地，R15 版本已 成 熟商用，R16 版 本已初 步具备商用能力。产业合 作方 面，为促进我 国 5G 应用产 业创新发 展，助 力 5G 商用，中 国信息 通信研 究院联 合产业 各方 共同发起 成立了 AII（Alliance of Industrial Internet，工业互联网产业联盟）和 AIA（Applications Industry Array，5G 应用 产业方 阵）等 5G 行业 合作组 织，共 同推进 5 5G 专网 产学 研用协 同发展，以及 5G 垂直行业 和通信 领域的 技术交流和融合，打通 5G 上下 游产业 链，推 动产业各 方的交 流合作，保障5G 产 业环境的 健康有 序发展。应用落 地方 面，我国已处于 全球 领先地 位，在 全国范 围内实 现商用落地和 规模部 署。目 前，我 国 5G 应 用创新案 例已超 过 9000 个，其 中专网 应用覆 盖了包 括工业 制造、采矿、钢铁、电力、港口 等 22个国民经 济的重 要行业 和有关 领域，成 功应用到 远程操 控、机器 视觉、AGV 设备协 同、工 业数据 采集、远程 技术支持 等场景，有效 提升社会生产效 率，显 著降低 生产成 本，促 进 生产安全，改善 生产环 境，助力 各行业加 快数字 化转型和 生产力 升级，实现上下 游产业 链升级 更新。四、5G 专网技术发展及预见(一)5G 专网技术演进阶段划分 5G 专 网的发 展已经 取得了 显著的 成果，但要全 面实现 服务千 行百业的目 标，仍需 一个相 互促进，螺旋 式演进的 过程。目前 5G 专网基于 3GPP R15 版本 标准，主要 提供了 高带宽和 部分低 时延能 力，解决了超高 清直播、远 程教学、远 程监控、工业 质检等 垂直行 业应用 对于 5G 专网 的网络 接入和 业务承 载的初 级需求。实际 上，在大量 工业生产作业 场景中，不 仅仅需 要网络的 大 带宽能力，更 需要 5G 专网的高可用性、高可靠 性，以 及指标 极致性 等新能力，方可实现 5G 在远程采矿、工厂 远程运 维、多机协 同作业 等核心生 产环节 的应用。这些能力还需 要依赖 R16 以及 后续更 高版 本的标准 来支持，此外 新技术的引入也 需要历 经标准 制定、产品研 制 到产业融 合应用 的过程，不能 6 一蹴而就。因此，需要 产业上 下游结 合 实际需求，共同 绘制一张 5G专网技术 演进路 线图，分阶 段、有 序推 动 5G 专网 新技术 的快速 成熟和商用引入。结合 5G 技 术能力 的成熟 度，以及 与行 业应用结 合的深 入度，5G专网的技 术演进 可大致 分为三 个阶段：当前阶段（5G 融入）：主 要提供 基于 大带宽的 基本接 入服务，具备业务 承载、质量保 证和业 务隔离 的 能力；中期发展（5G 使能）：在当 前阶段 基础 上完成网 络指标 多样化、网络能力 定制化、安全管 控灵活化、网络 服务自主 化四个 方面的 增强；远期演进（极智 5G）：将 重点在 网络 指标极致 化、网 络服务 智能化等方 面对 5G 专网能 力进行 增强。(二)5G 专网技术现状 当前尚处于 5G 专网和 垂直行 业融合 的 初级阶段，5G 专网 通过提供性能 达标、网络专 用的基 础接入 服 务，为 行业客户 解决移 动网络承载数据 业务的 最基本 问题。随着 5G 行业应用 示范和 商用服 务的开展，5G 专网的 初期能 力已经 实现了 在千 行百业的 初步融 入。表 1 5G 专网现有主要技术能力 网络需 求 业务要 求 关键技 术 实现效 果 性能达 标 速率确定 性保障 切片资源 预留 预留无线 PRB 资源，保障特定 业务的 稳定速率 QoS 增强 通过 GBR、minBR 等手段，保 障特定 业务的最低速 率 上行大带 宽 大上行帧 结构、载波聚合 提供上行 大带宽 能力 7 端到端低 时延 上行预调 度、边缘计算 空口性能 优化，低时延业务就 近处理 网络专 用 网络专属 端到端网 络切片 业务隔离 和网络 资源按需动态 分配 公专融合 通过公专 网的频 率协同，在提 供专属 无线覆盖的同 时，提 高无线频率资 源使用 效率 设备专属 专属网元 网络资源 专享和 业务的物理隔 离，满 足安全隔离特 殊需求 边缘分流 数据不出 场，本 地业务安全隔 离 本阶段 5G 专网技 术主要 包括：1.性能达 标（1）切 片资源预 留：基于 切片粒 度对特定 业务 特定客户 的无 线PRB 资源进行预 留，实 现无线 资源保 障 以及灵活 的资源 隔离和 共享。（2）QoS 增强：针对 特定保障 业务，基站通 过配置 GBR 或者MinBR 参数，定量保 障 GBR 承载 或高 优先级 Non-GBR 承载 的速率下限。（3）上行带宽 增强：通过 3U1D 帧结构、上 行载波聚 合、补 充上 行（SUL，Supplementary Uplink）等 三种增强 技术，满足 行业客 户对上行峰 值速率、上行 容量、上行边 缘 速率的高 要求。（4）边缘计算：在 靠近数 据源和 客户侧 的位 置为客户 提供计 算、存储等基 础设施，同 时以开 放平台 为载 体，为 用户提 供云环 境、PaaS能力和边 缘应用 集成，满足用 户对边 缘 低时延应 用的部 署需求。2.网络专 用（1）端 到端切片：通过无 线、核 心网和承 载 等不同领域 的网 络 8 切片将 5G 网络划 分为不 同的逻 辑网络，实现业 务之间 的逻辑 隔离。（2）公 专融合：通过公专 网共用 基站共用 频率、公专网 共用 基站 专网专用 频率以 及专网专 用基站 专 用 频 率等无线 侧不同 组网方 案的规划部 署，适 配协同 专网应 用场景，提高无线 频率资 源使用 效率，更好实现 公网专 网融合 发展。（3）专属网元：通过 将用户 面网元 UPF 下沉 至企业园 区，实 现业务承载 网元的 独享部 署，以 及企业 的 专建专用。（4）边缘分流：提供基于 DNN、切 片、ULCL 等技术 的业务分流功能，将用户 特定业 务流量 在园区 内 分流至业 务系统，保证 敏感业务数据不 出园区。(三)5G 专网技术中期发展规划 随着 5G 专网技 术的不 断成熟，5G 专 网与垂直 行业将 进入深 度融合和相 互促进 的阶段。一方 面，随 着 对于行业 需求的 充分了 解，5G专网的能 力增强 将更加 有的放 矢，重 点 着力于网 络指标 多样化、网络能 力定制化、安全 管控灵活 化、网 络服务 自主化四 个方面，以提 升5G 专 网在行 业应用 的深度 和广度，更 加全面地 体现 5G 的价 值；另一方面，随着 行业对于 5G 专网的 逐步熟 悉和认可，也 将加快 围绕 5G技术的产 业升级，5G 将使 能垂直 行业 创新出新 型生产 技术和 生产方式。5G 专 网的各 项中期 能力正 在紧锣 密鼓 的开展国 际标准 的制定 工作，后 续将同 步推进 行业标 准制定、产 业研制以 及行业 试点，力争 在20222023 年逐步 实现商 用。9 表 2 5G 专网中期主要技术能力 网络需 求 业务要 求 关键技 术 实现效 果 网络指 标多样化 空口超低 时延 空口帧结 构、调度机制优 化 通过空口 优化技 术，降低空口 传输时 延 超高可靠 性 冗余保障 通过重复传输、冗余路径等技术实现高可靠传输保 障 确定性时 延 TSN 通过引入精准时钟和确定性转发机制，实现 5G 端 到端 网络转发数据的 时延确 定性 米级定位 高精度定 位 满足垂直 行业低 时延定位和米 级定位 需求 网络能 力定制化 局域组网 定制化 NPN 将园区网 络进行 专属标识，仅 允许授 权用户接入 5G-LAN 为企业建 立支持 二层/三层协议 的群组 通信网络 设备形态 定制化 一体化设 备 端到端 5G 网络拉 杆箱式解决 方案，实现网络便捷、轻量 化云网业一体 化部署 抗爆设备 提供适应 采矿等 需求的防爆 5G 设备，如本安基站 游牧设备 面对应急 等临时 覆盖场景，引入 5G 游牧式基站 安全管 控灵活化 专网安全 接入控制 限制公网 用户接 入专网小区 数据安全 二次鉴权 企业掌握 用户访 问园区网络的 管控权 10 AKMA 为专网用 户提供 运营商独有的 应用层 安全保护 网络服 务自主化 可感、可 视、可管 SLA 企业通 过 SLA 管控体系，完成 企业业 务质量的自主 管理和 调控 中期阶段 对应的 5G 专网 技术主 要包括：1.网络指 标多 样化（1）空口调度 机制优 化：针 对周期 性较强 且 包大小固 定的控 制类业务，引入 上行免 调度技 术，通过基 站提前分 配上行 传输资 源，有效降低调 度等待 时延；面向工 业控制、物联网等 小数据 包传输 场景，通过 mini-slot 技术将 数据调 度和传 输时 间单位由 时隙缩 短为符 号，有效降低空 口传输 时延；引入 uRLLC 业务 抢占技术，允许 uRLLC 业务抢占 eMBB 业务的无线资 源快速 发送数 据，有效降低 uRLLC 业 务的空口传输 等待时 延。此外，还 支持针 对业务 需求，进行帧 结 构、SR 周期、上行 预调度、DRX 周期、调度策 略等算 法参数 和 功能开关 的联动 配置。（2）高可靠数 据传输 冗余保 障：在 NR 物理 层引入重 复传输、小负荷 DCI 格式、低码率 CQI/MCS 表 格、Multi-TRP 等技术，提高调制解调 的容错 性和数 据传输 的可靠 性；PDCP 层通 过引入 PDCP 复制等技术 提高数 据的冗 余，从 而提高 数 据传输的 可靠性。核心网引 入双 PDU session、N3 冗余 等 方案，保证数 据在核心 网的可靠传 输。（3）TSN：通过 细化 N3 接口 确定性、冗余 传 输机制、时钟 源保护机制等 方案提 升可靠 性，同 时通过 增 强资源调 度机制（如多 套免调度资源保 障、TSCAI 等 资源调 度增强 方 案）、QOS 协同调 度机制、11 业务与网 络交互 等技术，增强 包调度 与 转发的时 延确定 性，提 供高精度授时能 力，提供更 可靠的 时间敏 感通 信服务。此外，面向更 加广域的确定性 需求，演进支 持基于 DetNet 的 确定性融 合技术，提供 更广泛的确定 性应用 支持。（4）高精度定 位：引入 5G 蜂 窝定位、5G+蓝牙/UWB 融合定位等技术方 案，支 持高精 度定位 方法和 定 位服务的 能力开 放，满 足垂直行业低时 延、高 精度的 定位需 求，实 现 米级定位 精度。2.网络能 力定 制化 针对行业 需求，尤其是 局域场 景，对 网 络架构、网络设 备、网 络功能按需 优化和 定制：（1）NPN：通 过运营 商网络 切片或 独立部 署 为客户划 分出一 个独立的接 入/服务 区域，并基于 CAG ID 等私有网 络标识 将该区 域独立标识和 管控，仅允许 具有相 关配置 和 授权的用 户接入。（2）5G LAN：为企业 在移动 网络上 创建私 有 局域网，支持 网内用户群组 和组内 点对点、点对 多点的 通 信方式，实现终 端二层 或三层局域网直 接互联。（3）面向特定 部署场 景的新 设备形 态：面 对 应急、移 动等临 时覆盖场景，引入 5G 游牧 式基站；面向 采矿、挖 掘等特 殊行业 场景，研制可适 应采矿 环境具 有防爆 等要求的 5G 通 信设备，如本安 基站；面向边缘 网络部 署需求，引入定制化 5G 核心 网和边 缘一体 化集成 设备。3.安全管 控灵 活化（1）接入控制：针对 部分有 极严格 安全隔 离 要求和极 高网络 确定性要求 的场景，可 通过单独 PLMN、TA 与切片绑定、CAG/NID 等 12 技术手段 实现专 用小区/基站，即限制 公 网用户接 入专网 小区。（2）二次鉴权：在基 于运营 商提供 的卡鉴 权 之外，在 终端建 立PDU 会话时 提供对 用户进 行第三方 鉴权 的能力，使得企 业可对 接入企业专网 的终端 进行灵 活管控，保障 企 业专网的 安全。（3）AKMA：基于 运营商的 接入认 证凭证，为应用提 供商提 供身份认证 和通信 加密的 端到端 安全解 决 方案，帮助垂 直行业 解决密 钥分发和管 理难题，为专 网用户 提供运 营 商独有的 应用层 安全保 护。4.网络服 务自 主化（1）SLA：提 供 SLA 指标精 细化测 量、异常 智能判断、故障分段可视、网络健 康度智 能预测 等能力，满足网络 指标的 可测、可视、可保障，从而提 供智能 化、高 精准、自 动化的 SLA 服务体 系，并 作为未来数 字孪生 的实现 基座。(四)5G 专网技 术远期演进目标 5G 专 网历经中 期的蓬 勃发展，5G 专网 的价值已 经得以 充分展现，5G 带动产 业的数 字化转 型已经 取得 阶段性成 效，5G 新技 术的红利将进入 到一个 平台期。此阶 段，5G 专 网将聚焦 在“极”、“智”化的要求，可从 5 个 专题进 行能力突 破，强化 5G 专网 的服务 能力与服务水平，为一 些高端 的应用 提供进 阶 的品质服 务。5G 专网的 远期能 力将在 R18 及以 后版 本的标准 中逐步 完善，预计将在 2025 年开 始逐步 实现商 用。表 3 5G 专网远期主要技术能力 网络需 求 业务要 求 关键技 术 实现效 果 网络时延“极”小 去激活态uRLLC 减少在进 行可靠 性保障过程中的 时延开 销 13 网络指 标极致化 灵活全双 工 通过全双 工技术，进行 上下行的时 隙复用，进一 步降低空口 时延 终端功耗“极”低 RedCap 在满足一 定峰值 速率情况下的终 端节电 新型无源 物联网 构建极低 成本，极低功 耗的小范围 物联网 安全防护“极”强 可信内生 安全 为客户构 建网元 可信、网络可靠、服务可 用的 5G专网 主动安全 防御 强化 5G 专网安 全防御 能力，抵御 外部冲 击 安全运营 服务 为行业客 户提供 按需、灵活的安全 保障服 务 网络服 务智能化 服务保障“智”能化 NWDAF 借助 NWDAF 网元，实现 5G 网络资源 配置以 及网络服务 质量的 自优化 MDAS 借助 MDAS 系统，实现5G 专 网的智能 化编排 和意图化调 优 SPN 业务 感知 实现业务 按意图 开通和维持、故障 告警处 理、网络质量地 图等智 能化处理 网络监控“智”慧化 数字孪生 利用数字 孪生可 视化优势构建 5G 专网孪 生体，实现 5G 专 网的可 视、可控。远期阶段 5G 专网 技术主 要包括：1.网络指 标极 致化（1）“极”小 的网络 时延 去激活态 uRLLC：针对 工业 自动化 场景 下的传感 器等设 备，通过在非激 活态传 输频度 高、周 期和非 周 期混合的 大量小 数据包，避免 14 了终端进 行非激 活态到 连接态 的转换，减少 uRLLC 数据包的 传输时延并降低 网络开 销。灵活全双 工：通过子 带全双 工、同时同 频全双工 技术，在一 个TDD 频带同一个 时隙同 时进行 上下行 传 输，保证更 多的 UL/DL 时隙，从而进一 步降低 时延。（2）“极”低 的终端 功耗 RedCap：为了更 有效的 支持工 厂传感 器 网络、可 穿戴设 备等中低速率低 成本需 求，通过 RedCap（reduced capability NR devices）技术，实 现终端复 杂度和 成本的 降低，并 通过低功 率唤醒 机制以 及终端间歇性能 量收集 等手段，保证 RedCap 在满足 5G 良好带 宽增益 下的终端节能。新型无源 物联网：面向 极低成 本、极 低 功耗（免 电池）、较小范围内应 用的物 联网需 求，通过将 RFID 系统与蜂窝 通信结 合，实现低成本和 便利化 的网络 部署，并增强 运 维管理能 力，实 现更为 广泛的万物互联。（3）“极”强 的网络 内生安 全防护 可信内生 安全：基于网 元自身 安全能 力 与专用安 全设备 能力的组合，通 过智能 分析、灵活编 排等运 维 管理手段，形成 智能、主动的5G 安 全防护体 系，实现 网元可信、网络 可靠、服务可 用的 5G 专网。主动安全 防御：使主动 防御安 全能力 成 为 5G 网络 的基本 特征和内在属 性，使 主动防 御安全 能力具 有 自免疫、可动态 演进的 特性。安全运营 服务：依托安 全管理 中心，基于 AI 和大数据 分析能力，为行业 客户提供 5G 专 网资源 池内 的安全功 能部署 和安全 运营服务。15 2.网络 服务 智能 化（1）服务保障 智能化 NWDAF：引入 NWDAF（Network Data Analysis Function，网络数据分 析功能），针 对用户 体验分 析、切片 SLA 保障、行业用 户异常监测 等典型 应用场景，通 过网络 域 数据分析、模型 训练以 及网络智能调控 等手段，实现 网络资 源配置 和 网络服务 质量的 自优化。MDAS：引 入 MDAS（Management Data Analysis Service，管 理数据分析 功能），实现 针对网管 领域的 数据价值 挖掘，促进 网络管 理及编排的 智能化 和自动化；并 引 入“意图”概念，将行 业客户 的业务策略转换 为必要 的网络 配置，实现网 络 配置调优。SPN 业务 感知：基于 SPN 更 强的业 务感 知和切片 自动识 别映射能力，实现 业务按 意图开 通和维 持、故障告警 处理、网络 质量地 图等智能化 处理。（2）网络监控 智慧化 数字孪生：构建 5G 专网 孪生网络，为 行业客户 提供直 观、具象的端到端 5G 专 网解决 方案，使行 业 客户深入 了解专 网能力、性 能以及行业 业务的 运行状 态；并方便 行业 客户在孪 生网络 中进行 预运维模拟，助 力客户 在真实 网络中 的最优 调 度。五、5G 专网工程难题(一)端到端 SLA 指标测量、保障和性 能平衡存在难度 端到端质 量保障 的主要 目标是 提供 SLA 指标精细 化测量、异常智能判断、故 障分段 可视、网络 健康度 智能预测 等能力，专 网实现 中存在四大 难点：一 是指标 测量难 开展，SLA 指标千 人千面，测量方 法 16 多种多样，需要 有统一 的指标 定义描 述 及测量方 法，以 满足千 行百业对业务质 量的度 量和评 估，且 需进一 步 支持 5G 域内和 5G 系统到 业务系统之 间的端 到端测 量能力；二是 指 标保障难 实现，不同指 标实现保障方式 不同，端 到端质 量保障 需要一 套完整的 SLA 闭环 保障系 统，进行无线、传 输、核心 网等各域 内保障，以 及 与网管 中台联 动进行 域间协同来 满足保障 需求；三 是确定 性指 标需要突 破“尽力而 为”的 保障模式，并考 虑引入 NWDAF、TSN 等 技术手段 实现“智能化、确 定性”的指 标保障；四是性 能平衡 难兼顾，SLA 指 标的测量、监控 及保障严重占 用设备 性能，需要 对指标 精细 度需求、网络 资源、设 备性能开销进行 平衡，此外还 需要满 足公专 网络 协同场景 的保障 平衡 需求。(二)网络确定性实施难度高，商用面临 较大挑战 网络确定 性的主 要目标 是提供 有界时 延、有界抖动、高 可靠的 数据传输服 务，专网实 现中存 在四大 难点：一是 极致性 能要求 高，部分确定性网 络应用 场景对 低时延 和高可 靠 要求极高，需依赖 uRLLC 等技术满足，需向 可商用的 1ms 和 99.9999%乃至 更高指 标要求 继续演进；二是 专用硬 件实现 难度大，5G 确 定性以时 间同步 和高性 能数据报文处理 和转发 为基础，需要 使用专 用 硬件辅助 实现，面临设 备实现难度大、终端芯 片支持 晚等难 题；三 是 多域协同 复杂，5G 确定性 需要支持终 端、无 线、传输、承载、核心 网以及 5G 外部网 络之间 的确定性协同，需要 解决多 域确定 性指标 划 分和协同 的难题；四是 协议互通和适配 阻力大，工业 制造网络 OT 域 协议七国 八制，实现确 定性需要长时间 的业务 培育，破除信 息孤岛。17(三)核心网向客户侧边缘下沉，带来设 备运维挑战 能源、港口、航 空等重 点行业 客户出 于 对网络安 全隔离 和功能 定制的极高 要求，已 将在客 户侧部署 下沉 的定制化 5G 核心 网作为 必选要求。但是，定制化 5G 核 心网的 下沉，将导致运 营商核 心网的 边界扩展到用 户侧，从而 在设备 安全、数据 安全、运行维 护等方 面带来 较大的挑战。由于 客户侧 部署地 点多而 分 散，而 且部署环 境相比 运营商机房在机 房环境、设 备供电、设 备和人 员访问管 理、驻场维 护等方 面均存在较 大差距，导致 运营商 在边缘 网 络设备的 升级、巡检维 护和故障处理等 方面存 在响应 速度不 足、运 维 成本增加 的问题。(四)5G 专网业务灵活快速发展，专网 安全面临挑战 安全能力是 5G 专 网的重 要组成 部分且 存在定制 化需求。构 建专网需要部 署灵活 的安全 能力、设置合 理 的安全策 略。但 目前存 在两大难点：一是 面向 5G 专网 千人千 面、灵 活多样的 部署模 式，按需 构建各专网安 全能力、制定安 全策略存 在难 度，并需要 进一步 部署智 能化、精细化的 安全运 维能力。二 是安全 能力 建设分散，缺 少集中 化、智能化的安全 中心进 行统一 管理，同时缺 少 与网管系 统、虚 拟资源 编排系统联动配 合以实 现虚拟 化安全 能力的 管 理与调度，难 以形成 统一的 安全运营模 式。六、政策建议(一)技术政策建议 1.积极推 动垂 直行 业深度 参与 专网 行业 标 准化工 作 5G 专网 业务不 是移动 通信的 单领域 问 题，而是 一个端 到端的 系 18 统工程，其 中涉及 不同垂 直行业 相关的 终端、平台、应用 等与 5G 网络的融合，需要 垂直行 业和电 信行业 积 极开展行 业融合 探索，加深双方对需求 和技术 的理解。因此，5G 专 网标准从 需求到 方案的 制定都需要各个 垂直行 业专业 人员的 深度参 与。综上，建议 从政策 层面鼓励 CCSA、各 垂直行业 行标组 织、各类5G 专网 团标组 织（比如 5G AIA，AII 等）积极 开展 5G 专网标 准制定工作，吸引各 垂直行 业的企 业和专 家 深度参与。特别 是利用 好各个团标组织，针 对具体 的垂直 行业，推进 差异化的 解决方 案，形成规 模化复制和 推广的 样板间。2.结合 5G 专网应 用需 求调 整行 业政策 要 求 很多 垂直行业 针对其生 产过程中 涉及的信息 化系统制 定了相 关行业要求，对 于一些 关系国 计民生 的关 键行业（如电 力行业）在国家层面也出 台了相 关政策 要求。上述行 业 和政策要 求中，部分要 求是基于有线通 信系统 而制定 的，而 5G 专 网 采用无线 接入方 式，其在信 道划分、资源分 配、安全 保护等方 面与有 线通信系 统存在 较大差 异。因此，建议 行业政 策要求 应结合 移动通 信 系统的特 点进行 适当调 整，在不降低业 务本身 性能、安全等 级的前 提 下适配 5G 专网应 用场景。(二)产业政策建议 1.对 5G 行 业专用 频段 采取 审慎 态度 垂直行业 专网的 建设需 要一整 套专业 的、有保障 的技术 与运维 支撑，电 信运营 商专网 具有频 谱丰富、端 到端运维 经验成 熟等优 势，能够为垂直 行业提 供较高 质量的 网络建 设 和运维服 务，赋 能垂直 行业，满足生活 生产需 求。同时，各行 业频段 专用会带 来规划 困难、干扰 大 19 网、频谱 资源利 用率低、产业 分散等 问 题。因此，建议 通过政 策引导行业客户 优先使 用运营商 5G 行 业专网，同时建 议政府 鼓励在 民生、公共事务 领域以 运营商 专网作 为首要 选 择。2.促进行 业终 端模 组成熟，降 低模 组成 本 在终端模 组方面，面临行业 终端模 组成 本较高、目 前仅头 部企业使用的问 题，不满足 大规模 部署的 条件，同时 终端新 能力、新 技术的响应方面 仍存在 一定的 滞后性。因 此，建 议加强对 于终端 产业的 引导，推动 5G 模 组规模 化商用，构 建模组 分 级分类产 业化体 系，面向差 异化场景需 求开展 精准化 产品研 发，提 升 行业模组 定制化 能力，降低模组成本和 行业应 用的准 入门槛。3.加强专 网产 业链 的自主 知识 产权 把控 在当前国 际竞争 与合作 并存的 大背景 下，应将自 主知识 产权作 为5G 专 网发展 的重要 目标导 向，加强 5G 专网 全产业 链的自 主知识 产权的储备 和保护。其 实现过 程不仅 需要 国家相关 部门从 政策上 做牵引扶持，更需产学 研用多 方合力，集 中攻 克国内产 业链缺 失的关 键核心技 术，逐步 实现全 产业链自