本報記者 秦梟 濟南、東營報道
5G分為三大套用場景，分別為eMBB（增強型移動寬頻）、uRLLC（低時延高可靠通訊）、mMTC（海量物聯網通訊），分別滿足高速率、低時延、海量連線等需求場景。工信部數據顯示，商用5年以來，5G套用已經融入97個國民經濟大類中的74個，在工業、礦業、電力、醫療等重點領域大規模推廣，「5G+工業互聯網」計畫數超過1萬個，套用賦能向核心控制環節加速拓展。
但是，在實際套用中，並不是所有的套用場景都能夠用5G來解決，有些場景並不需要極致效能，如工業數采、傳感器、安防視訊等，對時延不敏感，頻寬需求在幾Kbps到10Mbps之間，而有些場景則需要比5G更低時延、更高可靠的通訊網路。為了推動5G行業終端規模商用，各企業開始探索5G 輕量化技術——RedCap（Reduced Capability的簡稱）以及5G-A等通訊技術在工業領域的套用。
近日，【中國經營報】記者深入山東濟南、東營等地實地調研5G相關技術商用進展，探尋5G工業閘道器、巡檢機器人等一批新型終端如何在傳統工業領域發揮作用。
RedCap+電力網
5G RedCap是5G在中高速物聯領域套用普及的關鍵技術，2022年6月，3GPP 凍結了 5G R17標準版本，引入5G RedCap，透過裁剪裝置能力和降低復雜度，在頻譜頻寬、天線、功耗、調變等方面都做了簡化，實作降低成本、縮小尺寸、減少功耗等目標，滿足中高速物聯網連線需求。
據市場研究公司Counterpoint Research預測，到2030年，5G RedCap將占全球蜂窩物聯網模組市場的18%。另一家公司 IoT Analytics則預測，2026年支持5G的物聯網模組出貨量將占市場的16%，RedCap將發揮關鍵作用。
為了加快推動5G創新發展，紮實有序推進5G RedCap商用行程，相關政策也陸續出台，今年4月，工信部釋出了【關於開展2024年度5G輕量化（RedCap）貫通行動的通知】，該行動計劃覆蓋七大關鍵領域，包括RedCap標準、網路、芯片、模組、終端、套用、組織保障等關鍵環節，為5G RedCap技術在國內的普及與套用奠定堅實基礎。
在政策扶持和市場需求的雙重促進下，5G RedCap在技術成熟度上不斷完善，各地也加快5G RedCap在電力、安防、車聯、工業數采等領域的規模化商用。
山東是全國新能源裝機規模最大的省份，光伏、風電等新能源清潔低碳，但易受天氣影響，具有隨機性、波動性，給電網的安全執行帶來挑戰。與此同時，山東電網規模巨大，擁有全國最大的特高壓交直流混聯電網，特高壓變電站數量為全國最多，電網負荷突破1億千瓦，迫切需要運用新興資訊通訊技術來提高電力網路的執行品質、效率和安全性。
電力通訊網路業務以小封包為主，頻寬需求為中高速，對時延、可靠性要求較高，對於大部份場景，5G NR終端的能力是過剩的，而5G RedCap與電力業務需求高度契合。
為此，山東展開了5G電力專網規模化套用的探索。2023年，中國聯通與國網山東省電力公司、華為公司將RedCap和5G硬切片技術進行融合，在山東省完成了全國規模最大的省域電力5G專網 RedCap規模化商用部署。
據介紹，該解決方案實作了「端網業」一體化，在端側套用5G RedCap模組、終端，接入了配電、光伏、無人機等各類終端，實作終端成本的大幅降低。在網路側全域開通了RB資源預留1%硬切片，傳輸網使用FlexE硬切片技術，接入生產控制大區專用UPF，保障電力專網的穩定性和可靠性，打造了目前國內規模最大的5G硬切片專網。在業務側實作了配電自動化、光伏調控、自動化三遙等套用，實作電網發、輸、變、配、用等環節的即時監控和智慧調控。
在具體的套用場景中，可以透過5G RedCap采集逆變器、匯流箱、儲能站、輻照儀、氣象儀、電表等各類數據。可以實作光伏場站狀態的即時感知，透過5G RedCap對接遠動機、AGC等裝置，實作光伏並網的遠端調控和智慧運維，有效提升場站發電效率和並網安全。透過無人機掛載5G RedCap模組進行自動巡檢，巡檢視訊AI智慧辨識、即時回傳，及時發現松動、脫落、銹蝕和鳥巢等異常，會馬上報警並精準顯示故障位置。
5G-A+石油開采
山東不僅擁有全國新能源裝機規模最大的省級電網，還擁有全國重要的石油工業基地——東營海上采油平台。
其中，東營海上采油平台，主要用於海上的石油開采。記者了解到，平台的工作人員相關作業活動基本在海上，而海上工作不像陸地上那樣便捷，平台離岸10多海裏，坐船來回至少三個小時，工作人員半個月才能回家換班一次，每班到平台約35名員工，一張高效穩定的通訊網路成為保障裝置執行和人員生活的迫切需求。
東營聯通結合5G-A三載波聚合技術（3CC）在平台生活區、作業區等人員及裝置聚集場景組建了行動網路。甚至在平台5G-A站點非主力覆蓋的海面，測速數據也能達到2.2Gbps。3CC是一種在5G-A網路中使用的關鍵技術，它透過將多個載波（頻段）的資源進行聚合，從而提供更高的數據傳輸速率和更好的網路效能。這種技術相比普通5G使用者使用體驗提升2~3倍，可以有效改善作業人員工作生活期間的網路體驗，提升裝置網路通訊能力，充分滿足了海上平台作業傳輸、資訊匯集等工作對數據傳輸的高速率要求。
除海上石油開采外，近年來山東省海洋經濟綜合實力明顯躍升，海洋產業生產總值達到1.32萬億元，位居全國第二。山東大陸海岸線總長3345公裏，占全國海岸線總長度的六分之一，毗鄰海域面積16萬平方公裏，這也使得海洋經濟面臨的多樣化海洋業務需求與高昂衛星通訊費用之間的矛盾日漸突出。
常規通訊技術手段只能實作近海覆蓋，遠海區域訊號電平強度和速率難以滿足沿岸漁業、海上旅遊業等業務需求，需要對技術方案創新以提升遠海覆蓋能力，解決5G遠海大連線與大套用落地卡脖子難題。
為此，中國聯通山東分公司對5G海洋覆蓋進行專項技術攻關，創新性引入龍伯球體透鏡天線和全國首創的組網方式，打通陸地5G海洋新型基礎資訊網底座覆蓋「最遠一海裏」，建成全國通訊行業第一個沿海省全海岸帶5G海域超遠覆蓋網路。
在與陸地40海裏的極限距離上測的網路下載速率達到122.11Mbps，上傳速率達到18.88Mbps，語音通話清晰，視訊播放流暢無卡頓。
（編輯：張靖超 稽核：李正豪 校對：劉軍）
