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核心技术#5G#通信

5G URLLC低时延通信

标准落地加速产业破局:5G URLLC从概念走向低空经济等硬核场景 2015年9月,国际电信联盟(ITU)正式在《IMT愿景——2020年及之后 IMT未来发展的框架和总体目标》建议书中,将低时延高可靠通信(URLLC)

概念定义

5G URLLC低时延通信是国际电信联盟确立的5G三大核心应用场景之一,是面向低时延高可靠需求打造的通信技术,国内已有由工业和信息化部主管、中国通信标准化协会归口上报的两项核心行业标准即将正式实施。

标准落地加速产业破局:5G URLLC从概念走向低空经济等硬核场景

2015年9月,国际电信联盟(ITU)正式在《IMT愿景——2020年及之后 IMT未来发展的框架和总体目标》建议书中,将低时延高可靠通信(URLLC)确立为5G三大核心应用场景之一,与eMBB增强移动宽带、mMTC海量机器类通信并列,承载着业界对5G赋能垂直行业的核心期待。八年过去,这块曾停留在技术定义阶段的“5G价值高地”终于迎来了产业化落地的关键节点:2024年,工业和信息化部主管、中国通信标准化协会归口上报的两项URLLC核心行业标准——《5G数字蜂窝移动通信网 面向低时延高可靠(uRLLC)的终端设备技术要求和测试方法(第一阶段)》与《5G数字蜂窝移动通信网 面向低时延高可靠(uRLLC)的基站设备技术要求和测试方法(第一阶段)》即将正式实施,牵头起草单位涵盖中国信息通信研究院与三家国内顶级运营商,填补了国内URLLC产业从设备研发到商用落地的标准空白。

对于低空经济这一当前国内增速最快的战略性新兴产业而言,这两项标准的落地,恰好击中了行业发展的核心痛点,也为低空无人化运行打开了新的想象空间。

长久以来,URLLC的技术价值始终停留在概念层面。业内对其核心指标早已形成共识:端到端时延需要控制在1毫秒以内,传输可靠性要达到99.999%以上——这样的性能,恰好是自动驾驶、工业自动化、远程控制无人机等场景的刚需。以低空物流无人机的跨城市远程派送场景为例,当前主流的操控模式分为两种:一种是预设航线自动飞行,依靠机载传感器完成避障,无法应对突发的空域管制调整或是临时故障;另一种是地面人员远程干预,但当前普通5G eMBB模式下的空口时延普遍在20-50毫秒区间,遇到信号拥堵时延还会进一步抬升,从地面发出的刹停、转向指令传到无人机,往往已经错过了最佳调整窗口,一旦遇到特情很容易引发安全事故,这也是当前低空物流、城市无人机通航始终无法大规模放开运行的核心卡脖子环节之一。

URLLC就是为解决这类问题而生:它通过缩短传输帧长、优化调度机制、预留专属资源块等技术改造,从空口层面将时延压缩了两个数量级,同时通过多重传输冗余保障可靠性,足以支撑远程人员在地面毫秒级响应无人机的突发状况。但此前很长一段时间,国内URLLC产业发展始终面临一个尴尬的困境:运营商有网络改造的意愿,设备厂商有技术研发的方向,行业用户有实际需求,但上下游从来没有统一的技术指标和测试方法——终端厂商不知道要符合什么参数才能满足商用要求,基站设备的性能验证也没有统一规范,导致很多场景只能停留在试点展示阶段,无法进入规模化商用。

此次即将实施的两项行业标准,正好补上了这个产业链最关键的缺口。据公开信息显示,两项标准分别从终端侧和基站侧明确了第一阶段URLLC设备的技术要求、测试方法、性能指标,起草单位涵盖了国内通信行业最核心的产学研用主体:中国信息通信研究院作为国内通信行业的权威测试机构,负责整体框架和测试方法的制定,三大运营商则从实际组网和商用需求出发,提出了符合国内网络建设现状的指标要求。这意味着,从今年开始,国内市场上的URLLC终端、基站设备终于有了统一的准入门槛,上下游厂商可以按照统一标准推进研发和组网,产业链的规模化发展终于有了基础。

值得注意的是,此次落地的是“第一阶段”标准,这也清晰勾勒出国内URLLC产业的发展路径:先通过第一阶段标准明确基本要求,完成小规模的商用验证,再根据落地场景的实际需求迭代优化指标,逐步推进全产业链成熟。这种稳扎稳打的推进节奏,也让行业用户的落地成本变得更加可控。对于低空经济领域的从业者而言,不需要再投入大量成本定制化开发适配不同厂商标准的设备,只要符合统一行业标准的终端就可以接入三大运营商的URLLC网络,大大降低了技术门槛和试错成本。

当前国内低空经济的发展速度,已经为URLLC的落地准备好了充足的应用场景。根据《中国低空经济发展报告2023》数据,2023年国内低空经济规模已经突破1万亿元,预计2025年将达到1.5万亿元,其中低空物流、城市应急救援、无人机巡检、低空文旅等多个领域对低时延高可靠通信都有明确的刚需:在电力巡检场景,山区输电线路的无人机巡检遇到覆冰、舞动等特殊情况,需要地面人员远程操控无人机近距离拍摄故障点,1毫秒以内的时延可以让操控体验和本地操控几乎没有差别;在城市应急救援场景,消防救援无人机需要将实时画面传回指挥中心,同时接收指挥中心的航线调整指令,URLLC可以同时保障画面传输的低时延和指令传输的高可靠性,不会因为网络拥堵中断指挥;在低空城市通航场景,载人无人驾驶航空器的运行对安全性要求达到了最高等级,URLLC提供的99.999%传输可靠性,正是保障地面遥控中心随时可以介入管控的核心通信基础。

当然,我们也需要清醒地认识到,两项标准的落地只是URLLC产业化的第一步,距离大规模商用还有很长的路要走。从产业链层面看,当前符合标准的URLLC终端成本还比较高,具备完整URLLC功能的5G芯片出货量还很小,随着第一阶段标准落地带动规模化采购,成本才会逐步下降;从网络层面看,当前三大运营商的URLLC网络覆盖还主要集中在工业园区、核心城市低空航路等重点区域,大范围的低空URLLC网络覆盖还需要一段时间的建设周期;从应用层面看,URLLC和低空飞行器、控制系统的适配还需要更多的试点验证,才能总结出成熟的商业模式。

但不可否认的是,统一行业标准的出台,是5G URLLC从技术概念走向产业落地的标志性事件。八年前ITU定义了URLLC的技术方向,今天中国通信产业出台了国内第一套统一的设备标准,接下来就是在低空经济、工业自动化等千行百业中验证价值、放大价值。对于整个低空经济而言,URLLC带来的不仅仅是一项通信技术的升级,更是构建低空无人机远程管控体系、保障低空运行安全的核心基础设施——只有解决了低时延高可靠的远程通信问题,低空无人化运行的大规模推广才成为可能,万亿低空经济的安全底座才能真正筑牢。

可以预见,随着两项标准在2024年正式实施,接下来1-2年我们会看到越来越多基于5G URLLC的低空经济试点项目落地,从长三角的城际低空物流干线,到珠三角的城市无人机通航,再到全国范围内的电网、油气无人机巡检,URLLC will逐步从标准文本变成支撑产业发展的实实在在的能力,成为5G赋能实体经济的又一个典型范例。

编辑人:工维安信·适航官

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最后更新:2024-12-01

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