5G 進入爬坡期，R16 帶來真正核心能力，性能關鍵靠芯片

2021 年上半年，國內 5G 推進取得了不錯的進展。

根據工信部最新的數據統計，截止 6 月底，國內 5G 基站數量達到 96.1 萬，即將突破百萬大關。而國內 5G 終端連接數，也相比年初猛增 83.4%，達到了驚人的 3.65 億，占全球總數的 80% 以上。

就在 5G 一路高歌猛進的同時，國家對 5G 的發展戰略做出了新的調整。

2021 年 7 月，工信部等十部門聯合發布了《5G 應用“揚帆”行動計劃》。根據這份計劃，國家將大力推動 5G 行業應用的落地，深入推進 5G 應用新產品、新業態、新模式，為經濟社會各領域的數字化轉型、智能升級、融合創新提供有力支撐。

這意味著，5G 在垂直行業領域，開始了真正的爬坡期。爬坡的成敗，直接影響到數字化轉型這場重要戰役的進程和走向。

▉ R16——5G 真正的核心能力

眾所周知，5G 分為三大應用場景，分別是 eMBB（增強型移動寬帶）、uRLLC（低時延高可靠通信）、mMTC（海量物聯網通信）。

eMBB 是 4G 時代 MBB（移動寬帶）的升級，主要側重于網絡速率、帶寬容量、頻譜效率等指標。目前我們使用的 5G 手機通信，就屬于 eMBB 場景。

而 uRLLC 和 mMTC，前者側重可靠性和時延，后者側重連接數和能耗。兩者都是主要服務于行業互聯網，包括工業、能源、物流、教育、金融等垂直行業領域。

作為 5G 標準的制定者，3GPP 將上述三大應用場景安排在兩個階段予以實現，也就是大家所熟知的 R15 和 R16 階段。

R15 主要針對 eMBB 場景，標準凍結于 2019 年 3 月。R16，則是針對 uRLLC 和 mMTC 場景，標準凍結于 2020 年 7 月。

相比于為消費互聯網服務的 R15，R16 關注的是垂直行業的需求實現，以及 5G 整體系統的性能提升。R16 的主要功能包括面向智慧交通（遠程駕駛、自動駕駛）領域的 5G V2X，面向工業互聯網領域的 uRLLC 增強以及 TSN 時間敏感網絡。此外，還包括 LAA、非授權頻譜（NR-U）、定位增強、MIMO 增強、功耗改進等。

R16 的凍結，意味著 5G 標準的真正完成，也標志著 5G 面向垂直行業應用的探索，正式啟動。

如今，整整一年過去了，我們欣喜地看到，5G 在工業制造、交通港口、煤礦油田、醫療健康等行業，孵化了大量燈塔項目，樹立了眾多示范標桿。5G 不僅推動了各個行業的數字化轉型，還激發了整個社會的融合創新，加速了“數字中國”的建設進程。

近日，紫光展銳聯合中國聯通，成功完成了全球首個基于 3GPP R16 標準的 eMBB+uRLLC+IIoT 的端到端業務驗證。

在驗證過程中，R16 基于工業互聯場景，展示了 1 微秒高精度授時、1 毫秒空口時延、5 毫秒以內端到端時延、99.999% 可靠性等多項特性，完美實現了差動保護、高精度機器協作以及工業局域網等實例。

接下來，我們詳細看看 R16 增強特性究竟意味著什么，會給產業帶來怎樣的改變。

▉ R16 的關鍵特性分析

首先我們看時延。

1 毫秒空口時延、5 毫秒以內端到端時延，意味著什么呢？

我們傳統的 4G LTE 網絡，時延一般在幾十毫秒。雖然看似已經很低，但是對于工業制造、智能電網來說，依舊不夠。在“控制論”里，時延是非常關鍵的參數。網絡的時延更高，意味著系統的反應速度更慢，控制精度更低，效率下降。

例如，工業制造里面的機器人單點焊接或油漆噴涂場景。

首先，我們需要用一個攝像頭去監測、定位，找到需要焊接的焊點，或者需要噴漆的位置。攝像頭獲得數據后，上傳到云端進行處理，然后云端下達指令給機械臂，完成焊接或噴漆操作。

如果網絡時延太高，將導致整個操作時間的增加，效率下降。甚至有可能提升次品率，進而增加企業的成本。

對于車聯網來說，時延更是敏感指標。時速 120 公里的汽車，每多出 10 毫秒的時延，就意味著多出了 33.3 厘米的剎車距離，這可能就決定了人的生命安危。

時延除了追求極低值之外，還要保證其穩定性。也就是說，時延的抖動值，必須控制在一個穩定的范圍之內。否則，也會造成一系列的效率、質量和安全性問題。

5G 將可靠性從 99.9% 提升到 99.999%，主要是基于信道冗余傳輸等設計。可靠性的提升，意味著 5G 可以應用于更多的場景。

第三點，高精度授時。

高精度授時是一個很容易被忽視的 5G 特性。很多人不明白，為什么要授時，授時精度達到微秒（μs）級，有什么意義。

其實，授時的作用很簡單，就是服務于不同物體之間的協同合作。通過高精度授時，機械臂和機械臂之間，AGV（無人小車）和 AGV 之間，才可以完美同步，實現無縫銜接。

另一個高精度授時的經典場景，是智能電網。

我們都知道，電網使用的是交流電，電流方向是隨時間變化的。當不同的電網設備進行并網時，如果時間不一致，你波峰波谷就不一致，輕則帶來多余的能量損耗，重則直接短路，毀壞設備，癱瘓電網，造成大規模停電事故。

此外，針對電網的繼電保護裝置、自動化裝置、能量管理系統等，高精度授時可以更好地滿足事件順序記錄、故障錄波、實時數據采集時間一致性要求，確保線路故障測距、相量和功角動態監測、機組和電網參數校驗的準確。

最后，我們再來看看 5G LAN。

5G LAN 實際上屬于 5G 專網技術，相當于將公網部署的方式下沉。在園區內，通過 5G 協議，構建一個“局域網（LAN）”場景，讓不同的設備很方便地互相通信。

這一技術不僅大幅降低了網絡部署成本，縮短了建網周期，還可以滿足很多企業用戶“數據不出廠”的需求，增強安全性和私密性。結合邊緣計算技術，5G LAN 可以給用戶提供一個低時延、高可靠性的私密網絡，保證智能制造的穩步推進。

▉ 5G 爬坡，真正的關鍵在于芯片

R16 標準帶來的增強特性，為 5G 賦能百行千業奠定了堅實的基礎，也為催生數字產業生態創造了良好的條件。

然而，真正想要做好垂直行業的 5G 應用落地，挖掘 R16 的全部潛能，并不是一件容易的事情。

紫光展銳和中國聯通為什么要做端到端的業務驗證？正是因為端到端的全面能力提升，才能消除木桶效應，展現真正的 5G。

全面能力，按聯通的說法，包括“端、網、云、邊、業”這五個核心要素。其中，最基礎的就是“端（終端）”。

終端，是物聯網的神經末梢。它肩負著將傳感器數據送入網絡及云中心的重任。云中心的控制指令，也需要通過它傳達給設備，實現控制意圖。

5G 的到來，不僅考驗網絡，更加考驗終端。5G R16 大帶寬、低時延、高可靠性的特點，要求終端必須大幅提升自身性能，完全匹配 R16 的特性要求。

終端的性能由誰決定呢？沒錯，繞來繞去，我們終于找到了問題的關鍵，那就是 —— 芯片。

想要實現“萬物互聯”，必須先實現“萬物有芯”。相比于“網”和“云”，我們在“芯”這個領域，面對更加嚴峻的形勢。

因為眾所周知的原因，目前全球公開市場擁有 5G 能力的基帶芯片玩家只剩下 4 家公司，即高通、三星、聯發科、展銳。展銳，成為目前唯一的中國大陸本土企業。

近年來，國家不斷加大對芯片半導體產業的重視和投入，國內的產業生態已經有了明顯的改觀。但是，芯片領域的競爭是一場持久戰。想要獲得最后的勝利，我們還有很長的路要走。

總之，5G 的成敗在于產業，產業的基礎在于終端，終端的命脈在于芯片。只有芯片企業崛起，才能增加在全球數字化產業革命中的硬實力，確保數字經濟的穩步發展，數字化轉型的最終成功。芯路漫長而曲折，國人當奮進而求索！