截至2022年4月底，國內有5000多個5G行業項目正在落地和規模商用

“根據定位，故障點應在2號和3號環網櫃間的電纜線路上。請立即派人檢查現場設備。”2月20日，眉山電網調度控制中心配網調度班員工黃雷根據5G配網差動保護裝置傳回的電氣量比對信息，確認了10千伏金島線出現故障的位置，並向運檢人員發出相關指令。眉山電網是川西水電匯集送至成都負荷中心的重要樞紐，隨着水電、風電、光伏電源等多種新能源分散性地接入國家電網，配電網絡的穩定性受到考驗。

5G為何用在配電網絡中？專家告訴記者，配網差動保護業務通過比較同一時刻相鄰配電櫃的電流值，判斷輸電線路是否正常運行，並能實現故障的快速定位和隔離，以保證配電網的安全、穩定。差動保護裝置對於網絡時延和時間同步精度要求很高，以前只有光纖能夠滿足需求，而敷設光纖成本高、難度大、靈活性低。相較來説，5G方案更理想，低時延、高可靠、廣覆蓋，而且5G基站能夠實現微秒級的時間同步，可以滿足規模部署差動保護業務的需求。

“電網公司不必沿着自己的輸電線再建一個專用網絡，可以利用現成的5G網，通過網絡切片技術，按照電網的需求分配相應的網絡資源，實現和專網同樣的效果，而且明顯降低電力系統的投資。”3GPP CT4工作組副主席、中國移動研究院5G專家宋月告訴《中國電子報》記者，“這也是我們當初在國際標準組織3GPP中提出5G SA服務化網絡架構的初衷。”

根據工信部數據，截至2022年4月底，有5000多個5G行業項目正在落地和規模商用，一個個工廠、港口、電網、礦山正在被5G改變，眉山電網僅是其中一例。這些行業應用的基礎是中國佔全球60%以上的161.5萬個5G基站，是佔全球70%以上的4.1億5G網絡用戶。

運營商提交5G架構方案

5G網絡與4G網絡最大的不同在於5G在設計之初目標就定為深耕To B市場，實現萬物互聯。To B市場的業務模式跟之前運營商熟悉的To C市場是完全不同的。在電信消費市場，運營商來決定服務的特點，而To B市場玩法就完全反轉，每一個垂直行業，甚至同一個垂直行業不同企業的內部生産流程也不盡相同，對於行業和企業的需求、痛點，運營商欠缺了解。所以5G網絡所要提供的通信服務要具備靈活性，可以根據不同的行業甚至不同的企業而有所變化。

基於這種認識，2015年10月，中國移動研究院孫滔代表中國移動向國際標準組織3GPP提交了一整套5G架構提案，包括概要設計原則、思路、計劃、組織方式，是當時最具系統性的網絡方案，這也是5G SA架構的開始。此後，宋月繼續代表中國移動在3GPP牽頭SA架構的詳細設計工作，確保服務化架構真正落地實現。5G服務化架構這一概念開始只有少量國內公司支持，國外公司都在觀望，在國際標準會議的間隙，中國移動的代表穿梭於各公司代表間展開游説。經過長期焦灼的討論，最後中國移動的立項獲得通過。

在5G標準中，中國移動提出的服務化網絡架構，是3GPP中首次由一家運營商提出的網絡系統架構並牽頭詳細設計，而此前相關工作都是由通信設備大廠來完成的。

中國在3GPP上提出的第一個標準，是由電信設備商原大唐電信集團提出的3G TD-SCDMA標準。在4G LTE時期，華為、中興、大唐、烽火等企業都參與了國際標準的制定。在通信領域，設備商的技術能力一直強於運營商。而中國移動一直有清醒的認識，強調運營商也要深耕技術、掌握技術的發展趨勢。在推動和使用TDD技術提供運營服務中，從運營TD-SCDMA的“全球唯一”到運營TD-LTE進入主流，迫使中國移動必須深入了解技術，以掌握發展主動權。

同時，經過3G和4G時期在國際標準組織的學習和淬煉，中國逐步形成了從標準化到産業化的系統性的發展思路，因此從運營商、設備商到終端企業，在參與國際標準的制定中越來越自信。

5G新架構顛覆傳統網絡

中國移動提出的5G服務化架構提供的能力，如切片網絡、邊緣計算等，今天看來已經比較普遍，但在當時對通信行業的震動是很大的。從2G到4G，網絡架構整體結構比較固化、不靈活，其中任何一個模塊跟周邊模塊的通信流程都是嚴格定義的，任何一個模塊進行某一種功能的升級，不可避免都會涉及周邊網元（Network Element）的聯動性升級。要把這樣固定的網絡轉變為可以根據不同的垂直行業需求，能夠做靈活調整的網絡，就必須在網絡的構架上進行顛覆性變革。

“在這種情況下，5G要求網元之間的耦合性不能那麼高，甚至一個網元內部不同的功能模塊之間，也不要有太強的耦合關係。”宋月説。“新的架構把大家從很熟悉的網絡架構帶到一種‘打散’的架構中，把熟悉的網元切成很多服務，網元之間的接口也不做綁定的設計，這些都是讓業內同行感到顧慮的地方。IT圈的東西能不能在電信圈用起來，大家在網絡架構上討論了很長時間。”

如果用玩具來比喻，以前的網絡，像是拼七巧板，七塊板的形狀是固定的，七塊板拼成長方形的拼合方式也是相對固定的。而5G網絡的目標則是把網絡功能的每一部分分得更小一些，類似於樂高玩具那樣，形成“原子化”的模塊。這些解耦分離出來的“原子化”模塊有一個共同的特點，就是可以當作獨立的服務並靈活組合為To B用戶提供業務。這也是5G服務型架構的要義所在，行業用戶可以在這些服務中挑選自己需要的“原子化”的服務，靈活定制自己的網絡。

熟悉亞馬遜AWS的人會看到這種5G核心網架構與AWS微服務的相似之處。沒錯，5G核心網正是借鑒互聯網企業做雲服務的經驗，向微服務的方向發展。通信技術與信息技術融合正是大勢所趨，利用信息技術，運營商也可以在統一的服務器上，通過軟體搭建出一個個靈活多變的業務，與傳統的通信網絡架構相比，5G SA的架構更加簡單、靈活，能夠支持更多的服務類型。

中國移動5G標準化團隊一方面反復分析、倣真，並把結果分享給業界夥伴；另一方面，他們也和多個設備商的産品開發團隊探討産品實現。經過半年多的拉鋸，在2017年5月的3GPP會議上，服務化架構作為5G核心網的唯一基礎架構，獲得現場全體國際運營商和主流設備商的支持。

從一紙標準到落地生根

服務化架構雖然不是技術原創性的架構，但是以IT思想對CT網絡進行再造，卻是一個艱苦的過程。

在5G SA架構確定之後，一些更具體的技術細節涌現出來，例如核心網的接口協議用哪一種。在“打散”的架構中，接口協議變得更重要了，用傳統的通信協議還是採用IT協議？“IT採用的是HTTP協議，這種方式靈活，所以中國移動也在推動適合服務化架構的HTTP協議作為5G核心網的接口協議。”宋月所在的CT4組正是負責核心網的接口協議。運營商Orange則提出希望仍然用原來熟悉的電信協議，甚至通過GSMA向3GPP發函溝通。

把原來大家熟悉的架構改成服務化架構，越是細節的地方遇到的困難越多。“在選定了服務化架構、確定了HTTP協議之後，我們在後續具體的API（應用編程接口）設計過程中，很多人還是會按照傳統的電信模式來設計架構，這又是與HTTP的設計方法相違背的。”宋月説，“這個過程其實很痛苦，因為大家原來都是電信的思維，現在要大家重新按照IT的思維做，需要一個轉變思想的過程。”

“我覺得中國在5G獨立組網上最大的貢獻，一個是標準的立項者、牽頭者，或者説主要的推動者、引領者，另一個最大的貢獻是我們的確在網絡中實現了獨立組網的服務化架構，這就像當年驗證3G標準TD-SCDMA可以組大網一樣，是具有産業化推動意義的。我們再次證明了服務化的組網架構是可以用在電信網絡中的。”中國信通院移動通信創新中心副主任徐菲對《中國電子報》記者説。

這種轉變在中國信通院牽頭組織的5G測試中也能夠感受到。在5G SA開始測試時，企業都帶着自己的服務器進行功能和性能的驗證，因為長期以來，通信設備的軟體和硬體都是集成於一體的。而5G SA雲化後，可以在通用的服務器上，實現多樣、靈活的服務能力。“後來的測試中，我們要求參與測試的企業只能帶一張光盤來，由信通院提供統一的服務器機架做功能和性能的測試。”徐菲説。

隨着SA架構一步步從標準向網絡落地，證明它能夠用在電信大網上，也得到全球運營商的逐步認同。

“適度超前”實現5G引領

中國的移動通信産業，十多年一直處於與時間賽跑的狀態。移動通信，十年一代。但對處於全面追趕的中國移動通信産業來説，這個時間被大大壓縮了。2009年3G發牌照、2013年年底4G發牌照、2019年年中5G發牌照，十年中，3G、4G、5G先後發牌商用。

做5G時，行業整體的感覺是時間很緊。2018年6月，5G網絡的第一個標準版本R15發布。2020年，我國運營商按照5G SA（獨立組網）的標準規模建網，年底各大城市已經具備了5G SA的商用條件。其實，在5G SA標準之前還有NSA（非獨立組網）標準，國外運營商大多先採用NSA的方式建設5G網絡。專家將5G SA網絡形容為5G的大腦指揮5G的身體，而5G NSA網絡則是用4G的大腦指揮5G的身體。中國選擇直接從5G SA開始大規模建網，則是看上了它對垂直類應用的支撐能力。因為60%以上的行業應用需要5G SA。

然而，5G SA是端到端全新設計，從標準完成時間到産業研發進度，客觀上都要晚於NSA。2020年，時任中國移動研究院副院長、現任院長黃宇紅&&，由於中國對SA應用需求比較迫切，因此我國全方位強力拉動SA成熟，經過一年多標準打磨、三輪的測試驗證拉動以及兩極應用帶動，2020年SA 具備了商用可能。

原本的節奏應該是這樣的，在標準出來之後，先進行測試，然後運營商做網絡的試點和試商用，這大約需要一年半到兩年的時間，然後進入規模建網，網絡覆蓋達到一定水平再推進商用。所以，真正的進度提前了約一年的時間。

“從現在的建網結果看，當初選擇直接上SA是很正確的，因為SA網絡的結構更簡單。”徐菲説，“如果用NSA的方式建網，每建一個新的5G基站，同時也要配套建一個4G核心網，後期不僅建設成本高，網絡更加複雜，與5G SA相比，支持能力也有限。”

在5G建設上，中國還採用了“適度超前”的策略，寧可網等人，不要人等網。當垂直行業想用5G網絡做通信網絡或者做數字化轉型的底層支撐時，5G因為強覆蓋已經到位，網絡資源唾手可得，這也使行業用戶想用5G網絡時是很方便的。

“2G跟隨、3G突破、4G同步”，中國正在達成“5G引領”的目標。引領不僅體現在5G建網速度規模和發展5G用戶的總量上，更希望體現在行業應用中。

標準制定“眾人拾柴火焰高”

2020年之前，中國向3GPP提供了8700多份文稿，佔整個文稿數的32%，而如今，中國牽頭的5G標準化項目佔到了40%。

中國企業全面參與了5G標準的制定。在5G上提出的文案量上，華為在所有廠商中名列前茅，並且系統化地提出了5G新空口的理念和關鍵使能技術，全面覆蓋基礎波形、多址方式、信道編碼、接入協議和幀結構等領域，並攜手5G先鋒運營商進行了外場驗證。其中，Polar碼成為5G四種編碼標準之一，躋身5G最基礎的物理層中。

中興通訊在3GPP 5G新空口方面累計提交了4000篇國際提案，獲得3個5G關鍵規範的編輯席位。中國信科旗下的信科移動參與了3GPP中多天線技術、TDD空口設計、節能技術、高精度定位技術等的標準制定工作。

手機企業如OPPO、vivo，包括小米也開始積極投入3GPP標準的制定中。目前在3GPP SA1、SA2中有一些項目，是由中國的終端企業牽頭成立的，這是一個比較可喜的現象。

在中國企業全面參與5G標準制定的同時，合作共贏也成為大家的共識。“這幾年標準做下來，我現在更多考慮的是責任。”宋月説。在SA標準討論期間，SA概要設計部分的文稿大約有1.2萬篇，CT部分的文稿大概有9000-1萬篇。作為擁有話語權的CT4副主席，更多的是考慮是否把握準了技術方向，因為這涉及整個産業的未來興衰，大家齊心協力通力合作才能實現共贏。（記者 劉 晶）