工業網際網路和物聯網無線電頻率將這樣佈局

就在6月1日,工信部發布了《工業網際網路和物聯網無線電頻率使用指南》(以下簡稱《指南》)。

工業網際網路和物聯網無線電頻率將這樣佈局

《指南》主要內容有三方面:

一是

確定了“依法使用” “協調發展”“鼓勵創新”的頻率使用原則,強調充分發揮5G技術和產業優勢的重要性。

二是

分類梳理和分析了無線電頻率、無線電臺(站)、無線電發射裝置使用所遵守的國家無線電管理有關要求,包括許可主體、申請要求、使用頻段、技術制式等。

三是

選取了不同場景不同使用頻率的工業網際網路和物聯網的相關典型案例,作為《指南》附件供廣大使用者參考。此外,考慮到工業網際網路和物聯網技術發展迅速,明確後續將根據國家無線電管理有關規定修訂及時更新調整。

本次《指南》的釋出也具有重大的意義:一方面,引導使用者根據應用場景的特點,選擇適合的無線電通訊技術,提高工業應用與頻率資源適配性,有效提升頻率資源利用效率和效益;另一方面,透過規範頻率使用和臺(站)設定,降低無線電有害干擾風險,保障相關無線通訊系統安全穩定執行和工業企業的安全生產。

工業網際網路解決方案

5G工業網際網路有三種解決方案,包括公網5G切片模式、企業與網路運營商共享模式及企業自建5G專網模式。本次《指南》也從公眾行動通訊及專用行動通訊兩大層面做出了部署。

公眾行動通訊層面

(1)基礎電信運營企業可使用已獲得許可的 2G、3G、4G 和 5G公眾行動通訊頻率,開展工業網際網路和物聯網業務。鼓勵優先使用公眾移動通訊系統承載規模化、社會化的工業網際網路和物聯網業務。

(2)充分發揮 5G 低時延、大頻寬、高可靠的技術特點,推動 5G 在工業網際網路和物聯網領域的廣泛應用,構建 5G 和NB-IoT、eMTC、LTE-Cat1(支援 Cat1 傳輸速率等級的 LTE 網路)協同發展的格局,推進NB-IoT 在低速率場景、eMTC 或者 LTE-Cat1 在中等速率場景的多樣化應用、規模化部署。

工業網際網路和物聯網無線電頻率將這樣佈局

值得注意的是,

NB-IoT可使用已獲得許可的2G/4G/5G使用頻率(FDD方式)

eMTC可使用已獲得許可的4G使用頻率

。這意味著我國全面統籌考慮了M-IoT市場多場景的整體發展,這也將有利於冬奧會場景網路的穩妥部署。

專用行動通訊層面

對網路可靠性、安全性、實時性和通訊傳輸速率有特殊要求,特別是機器視覺、資料採集、AR/VR(增強現實和虛擬現實)、高畫質影片回傳等上行速率顯著大於下行速率的場景,有關單位可依法申請使用以下專用移動通訊系統頻率開展工業網際網路和物聯網業務。

(1)電力、燃氣、人防、水務等行業的相關單位可申請 230MHz頻段相關頻率,建設基於載波聚合和動態頻譜共享技術的寬頻無線資料傳輸系統。

(2)政務、公共安全、社會管理、應急等部門的相關單位可申請 1400MHz 頻段,建設寬頻數字集群系統。

(3)交通(城市軌道交通等)、石油等(電力除外)行業、單位可申請 1800MHz 頻段,建設無線接入系統。

(4)相關單位可申請 5900MHz 頻段,建設基於 LTE-V2X 技術的車聯網(智慧網聯汽車)直連通訊系統。

工業網際網路和物聯網無線電頻率將這樣佈局

(5)頻率使用許可:

使用 230MHz 頻段寬頻無線資料傳輸系統頻率,由國家無線電管理機構實施許可。

使用 1400MHz和 1800MHz 頻段專用移動通訊系統頻率(含使用專用行動通訊頻段的 eMTC 系統),原則上由省級無線電管理機構實施許可(另有規定的除外)。

使用 5900MHz 頻段車聯網(智慧網聯汽車)直連通訊系統頻率,原則上由國家無線電管理機構實施許可。為支援國家經濟特區、新區、自由貿易試驗區等加快智慧交通系統建設,按照適度超前、互聯互通、安全高效、智慧綠色的原則,在明確建設運營主體的前提下,可由省級無線電管理機構報國家無線電管理機構同意後實施許可。

(6)使用專用移動通訊系統頻率,應按規定繳納頻率佔用費。

(7)如發生無線電有害干擾,由受到無線電干擾方報請干擾發生地無線電管理機構按照“頻帶外讓頻帶內、次要業務讓主要業務、後用讓先用、無規劃讓有規劃”的原則依法協調解決。

國內工業領域無線頻譜分配現狀與可用頻譜梳理

隨著工業網際網路浪潮席捲全球,工業領域的應用變得更加複雜多樣,對於頻譜資源的需求也更旺盛。然而,目前國內中低頻頻譜資源的應用已處於極度飽和狀態,高頻產業鏈的不成熟使得日益膨脹的工業網路用頻需求與可用頻譜資源短缺之間的矛盾日益突出,所以如何根據工業領域產業需求來分配現在及未來可用工業頻譜的難題亟待解決。

而近幾年相關部門也從政策層面做出了相關的指導:

2019年,工信部印發《工業網際網路專項工作組2019年工作計劃》,該工作計劃的一個目標是:2019年將進一步加快5G工業網際網路頻率使用規劃研究,提出5G系統部分毫米波頻段頻率使用規劃,研究制定工業網際網路頻率使用指導意見。

2020年,工信部印發的《工業網際網路專項工作組2020年工作計劃》就提出了包含提升基礎設施能力在內的相關舉措,這是工業網際網路專項工作組2020年工作計劃主要聚焦點之一,加大無線電頻譜等關鍵資源保障力度”也成為了2020年度的五大重點工作之一。

目前我國已規劃和分配的頻率資源,分別包括公眾移動通訊系統頻率(2G/3G/4G/5G)、專用移動通訊系統頻率、免授權的無線區域網(無線接入系統)頻率以及免授權的微功率短距離無線電裝置使用頻率(微功率頻率)。其中,我國為城市軌道交通、機場、港口、公共安全、應急通訊等特殊場景規劃了部分專用頻譜資源,也為微功率短距離裝置提供了免許可頻譜。然而,已規劃的專用許可頻率在使用條件上具備嚴格的行業和場景限制,並不適用於工業智慧製造的多種複雜用網場景。

截至目前,

國內四家移動運營商均已經獲得全國範圍5G中低頻段頻率/試驗頻率使用許可。

中低頻兼備的頻率分配方案兼顧了覆蓋和速率,100 MHz連續大頻寬的頻率分配方案也可以充分發揮5G的技術優勢。但由於運營商公網資源擁擠且寶貴,在公網無法完全承載工業領域業務的情況下,尚未分配的頻譜資源也可成為工業領域專網候選頻率。因此,我國目前工業領域潛在可用的頻譜資源主要分為兩類,可作為未來國內工業網際網路頻率規劃的參考依據,如下圖:

工業網際網路和物聯網無線電頻率將這樣佈局

工業領域潛在可用頻譜

寫在最後

無線網路是工業網際網路的基礎網路,頻譜是無線網路部署的重要資源。目前,很多工業企業現有內部網路無法支撐新型工業智慧化場景中海量資料的實時傳輸和網路同步,亟需進行底層網路升級改造,增加網路傳輸頻寬。所以明確工業互聯場景中業務的用頻需求,是工業領域頻譜規劃與分配的基礎。

參考資料

《工業網際網路和物聯網無線電頻率使用指南》

《工業網際網路現狀及頻譜分配政策研究》