工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及頻譜分配政策研究

（中國(guó)電信股份有限公司研究院，北京 102209）

0 引言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是將工業(yè)化和信息化進(jìn)行深度融合，將機(jī)器、人、數(shù)據(jù)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能化。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的提出，整合了傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域和網(wǎng)絡(luò)信息領(lǐng)域兩大優(yōu)勢(shì)，以物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新興信息技術(shù)加速向傳統(tǒng)工業(yè)制造領(lǐng)域發(fā)展。全球多個(gè)工業(yè)大國(guó)結(jié)合本國(guó)制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，紛紛加大了對(duì)本國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突破、戰(zhàn)略布局、政策服務(wù)的支持力度，如“德國(guó)工業(yè)4.0”“美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“中國(guó)制造2025”“英國(guó)制造2050”“新工業(yè)法國(guó)”“日本互聯(lián)工業(yè)”戰(zhàn)略等，各國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策不斷出臺(tái)，加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及實(shí)施落地。其中《中國(guó)制造2025》明確指出：新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)[1]。信息化與工業(yè)化的融合對(duì)其基礎(chǔ)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)提出更深更廣的支撐能力要求。

近幾年來(lái)，我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)不斷穩(wěn)步推進(jìn)。2017年11月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》[2]，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的綱領(lǐng)性文件。隨后，工信部印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》[3]，明確了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期的重點(diǎn)任務(wù)，為未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了指引方向。2020年3月，工信部出臺(tái)《關(guān)于推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》，提出的多條舉措為我國(guó)加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展提供了指南[4]。2020年11月，2020中國(guó)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”大會(huì)在武漢開(kāi)幕[5]，習(xí)近平總書(shū)記為大會(huì)發(fā)來(lái)賀信，充分體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)協(xié)同發(fā)展的高度重視。

然而，頻譜資源短缺和用頻環(huán)境復(fù)雜多變等問(wèn)題使得工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[6]。一方面，隨著無(wú)線通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造業(yè)等領(lǐng)域，工業(yè)廠區(qū)內(nèi)巨大的數(shù)據(jù)傳輸量會(huì)對(duì)頻譜資源需求急劇增加，由于頻譜資源是有限的，且用頻技術(shù)的發(fā)展存在不足，會(huì)導(dǎo)致頻譜資源短缺的問(wèn)題日趨嚴(yán)重。另一方面，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，工業(yè)場(chǎng)景不再是單一特定的用頻環(huán)境，廠區(qū)內(nèi)會(huì)存在大量無(wú)線終端設(shè)備，繼而使得用頻環(huán)境變得復(fù)雜多樣，無(wú)線信號(hào)在廠區(qū)內(nèi)傳播產(chǎn)生的多徑效應(yīng)以及工廠內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲造成的電磁干擾，都會(huì)影響工廠內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏?zhǔn)確性[7]。

因此，為了更好地應(yīng)對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)的頻譜需求和使用問(wèn)題，了解并根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展要求，梳理無(wú)線頻譜在工業(yè)領(lǐng)域中的分配和使用現(xiàn)狀十分必要。本文針對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高傳輸速率、密集接入、高可靠性等需求，調(diào)研工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域典型場(chǎng)景的頻譜使用需求，研究全球范圍內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域無(wú)線頻譜的分配和使用現(xiàn)狀及政策法規(guī)限制。并參考全球工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)成果，探究工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率分配及發(fā)展應(yīng)用中遇到的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)而根據(jù)我國(guó)具體國(guó)情，對(duì)如何優(yōu)化當(dāng)前的頻譜資源分配方式給出合理化建議。

1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用頻譜需求

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，頻譜是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署的重要資源。目前，很多工業(yè)企業(yè)現(xiàn)有內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)無(wú)法支撐新型工業(yè)智能化場(chǎng)景中海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和網(wǎng)絡(luò)同步[8]，亟需進(jìn)行底層網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造，增加網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬。所以明確工業(yè)互聯(lián)場(chǎng)景中業(yè)務(wù)的用頻需求，是工業(yè)領(lǐng)域頻譜規(guī)劃與分配的基礎(chǔ)。

全球工業(yè)制造商和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟在考慮到運(yùn)營(yíng)和數(shù)據(jù)安全、性能需求、經(jīng)濟(jì)成本等多方面因素的情況下，也正在對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向和頻率需求進(jìn)行相關(guān)研究。

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）2017年發(fā)布了IEC 62657-1，在“無(wú)線 通信要求和頻譜考慮”部分提出至少需要76 MHz帶寬的專(zhuān)用頻譜，且在ETSI/TR 102 889-2，中給出了帶寬評(píng)估的假設(shè)和結(jié)果?？紤]到降低干擾，IEC/TS 62657-1建議工業(yè)領(lǐng)域頻段考慮在1.4 GHz以上。在德國(guó)工業(yè)4.0相關(guān)的頻率調(diào)研中，汽車(chē)工業(yè)運(yùn)營(yíng)者反饋工廠的機(jī)械控制功能至少需要100 MHz的頻譜資源，在汽車(chē)軟件灌裝環(huán)節(jié)則需要650 MHz左右的頻率資源。中國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟調(diào)研了汽車(chē)制造場(chǎng)景和電子信息制造場(chǎng)景兩種典型工業(yè)場(chǎng)景下的頻譜需求，其中汽車(chē)制造工業(yè)場(chǎng)景的頻譜需求在200—600 MHz之間，當(dāng)使用全向小區(qū)時(shí)，頻譜需求高達(dá)1 800 MHz；電子信息制造工廠的頻譜需求則在60—350 MHz之間。根據(jù)調(diào)研結(jié)果可以看出，不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的頻譜需求相差懸殊，所以應(yīng)綜合考慮中頻段和毫米波結(jié)合的頻率規(guī)劃，在中低業(yè)容量需求的場(chǎng)景中使用中頻段滿足覆蓋需求，利用毫米波頻段的大帶寬來(lái)滿足工廠內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域較大業(yè)務(wù)容量需求。

2 全球工業(yè)頻率分配政策

工業(yè)領(lǐng)域行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)作為5G賦能垂直領(lǐng)域的主要應(yīng)用場(chǎng)景和支撐企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，已成為各國(guó)關(guān)注的重要領(lǐng)域，如何根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求來(lái)科學(xué)合理分配頻譜資源的難題亟待解決。一些國(guó)家開(kāi)始探索頻譜區(qū)域（local）牌照模式，美、英、德、日等國(guó)相繼出臺(tái)專(zhuān)用頻譜政策[9]，為5G+垂直行業(yè)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃專(zhuān)用頻段，加速推動(dòng)垂直行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。據(jù)GSA統(tǒng)計(jì)，截至2020年12月，全球已經(jīng)有37個(gè)國(guó)家/地區(qū)完成了基于5G/LTE的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的頻譜分配及部署。本節(jié)列舉了法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、芬蘭、日本等國(guó)外工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻譜研究情況，為進(jìn)一步提出我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻譜劃分和運(yùn)營(yíng)模式提供參考。

2.1 德國(guó)

隨著德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的發(fā)展，德國(guó)的大型工業(yè)企業(yè)開(kāi)始逐步關(guān)注5G技術(shù) 與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。2019年起，德國(guó)聯(lián)邦網(wǎng)絡(luò)管理局（BNetzA）開(kāi)始考慮面向垂直行業(yè)分配5G專(zhuān)用頻譜，并規(guī)劃將3 700—3 8 00 MHz頻段和24.25—27.5 GHz頻段分批次分配用于建設(shè)5G企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)。

BNetzA經(jīng)過(guò)了前期多輪征求意見(jiàn)，于2019年11月正式發(fā)布了3 700—3 8 00 MHz頻段的申請(qǐng)程序、管理規(guī)定及技術(shù)要求。其中要求：5G專(zhuān)網(wǎng)頻率申請(qǐng)主體須為物權(quán)所有人，專(zhuān)網(wǎng)可在局部地區(qū)（如工業(yè)廠區(qū)、農(nóng)林業(yè)用地等）提供無(wú)線接入服務(wù)，但不得用于公眾網(wǎng)絡(luò)；申請(qǐng)主體需要與相關(guān)頻率使用主體達(dá)成頻率協(xié)調(diào)協(xié)議以減少干擾；3 700—3 800 MHz頻段采用技術(shù)中立原則；明確了5G專(zhuān)網(wǎng)的頻率使用費(fèi)用[10]。截至2020年9月底，BNetzA已發(fā)放了74張區(qū)域5G頻譜許可，博世（Bosch）、寶馬（BMW）、巴斯夫（BASF）、漢莎（Lufthansa）和德意志展覽公司等將該頻率用于工業(yè)自動(dòng)化園區(qū)、博覽會(huì)場(chǎng)地、農(nóng)業(yè)和林業(yè)用地等局部地區(qū)的無(wú)線接入業(yè)務(wù)。

此外，考慮到垂直行業(yè)不同場(chǎng)景的頻率需求差異，德國(guó)目前也考慮將毫米波24.25—27.5 GHz頻段用于局部區(qū)域的專(zhuān)網(wǎng)5G建設(shè)，由于26 GHz附近存在多種原有同頻無(wú)線電業(yè)務(wù)，未來(lái)盡量避免干擾，故專(zhuān)網(wǎng)5G頻率的申請(qǐng)BNetzA將采用一事一議的方式。

2.2 英國(guó)

英國(guó)面向工業(yè)自動(dòng)化以及局部區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)用戶的專(zhuān)用通信需求，于2019年通過(guò)頻譜共享技術(shù)引入了新的許可方法，可使新的本地移動(dòng)接入用戶與已授權(quán)用戶共享頻譜資源。

英國(guó)通信管理局（OFCOM）于2019年7月公布了“通過(guò)本地許可實(shí)現(xiàn)無(wú)線創(chuàng)新”聲明，其中定義了兩種類(lèi)型的許可證：（1）本地訪問(wèn)許可證：對(duì)一些許可給英國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（MNO）但尚未規(guī)劃使用的特定頻譜進(jìn)行二次授權(quán)，為其他用戶提供指定區(qū)域范圍的許可證。（2）共享訪問(wèn)許可證：允許在先到先得的基礎(chǔ)上訪問(wèn)OFCOM管理的1 781.7—1 785 MHz/1 876.7—1 880 MHz、2 390—2 400 MHz、3.8—4.2 GHz和24.25—26.5 GHz共四個(gè)頻段的本地許可證，并按信道帶寬支付許可費(fèi)用。為了給新用戶提供多種選擇，OFCOM提供了低功率和中功率兩個(gè)不同版本的共享訪問(wèn)許可證。

2.3 日本

為了滿足垂直行業(yè)用戶（如工廠、鐵路、港口、礦業(yè)）在區(qū)域范圍內(nèi)的個(gè)性化和靈活化的通信需求，日本總務(wù)?。∕IC）于2018年開(kāi)始考慮在特定使用場(chǎng)景下為某些個(gè)人或區(qū)域應(yīng)用預(yù)留5G頻段。2019年12月，日本開(kāi)始發(fā)放2 575—2 595 MHz（自營(yíng)BWA，可部署NSA錨點(diǎn)站）和28.2—28.3 GHz頻段的本地5G頻率牌照。經(jīng)過(guò)對(duì)頻段原有衛(wèi)星通信系統(tǒng)和公共系統(tǒng)的清頻，日本于2020年12月開(kāi)放4.6—4.9 GHz和28.3—29.1 GHz兩段本地5G頻率的牌照申請(qǐng)。

2020年12月11日，根據(jù)征求意見(jiàn)的結(jié)果，日本發(fā)布了“引入本地5G的準(zhǔn)則”，定義了本地5G頻率使用要求、費(fèi)用以及技術(shù)規(guī)范：本地5G頻率只有物權(quán)所有人可申請(qǐng)，全國(guó)性的運(yùn)營(yíng)商不可申請(qǐng)本地5G頻率，本地5G只能集中在局部地區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)部署；須與附近的本地5G許可證持有者進(jìn)行區(qū)域協(xié)調(diào)，并與運(yùn)營(yíng)商協(xié)調(diào)同步操作；對(duì)本地5G頻段使用技術(shù)條件和頻率使用費(fèi)用進(jìn)行了規(guī)定。截至目前，日本富士通、豐田、東京都政府等均已獲得本地5G頻率許可，紛紛開(kāi)始區(qū)域5G專(zhuān)網(wǎng)的建設(shè)，促進(jìn)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2.4 其他國(guó)家和地區(qū)

法國(guó)電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)（ARCEP）決定規(guī)劃2.6 GHz頻段中的（2 570—2 620 MHz）共40 MHz TDD頻譜用于建設(shè)私有LTE網(wǎng)絡(luò)，每家可以使用5、10、20 MHz的頻譜資源。

荷蘭電信管理局（OPTA）打算在2022年至2026年，提供3 400—3 450 MHz和3 750—3 800 MHz的頻譜供本地使用。該監(jiān)管機(jī)構(gòu)還在考慮將部分26 GHz頻段預(yù)留給專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的本地牌照。

瑞典郵政和電信管理局（PTS）保留了3 720—3 800 MHz之間80 MHz的頻率，供本地和區(qū)域許可證使用。

美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）在2020年4月23日批準(zhǔn)開(kāi)放5 925—7 125 MHz頻段供非授權(quán)使用。美國(guó)FCC為公眾無(wú)線寬帶服務(wù)（CBRS）在3.5 GHz頻段（3 550—3 700 MHz）提供150 MHz的頻譜，建立了三層頻譜共享接入體系監(jiān)管模式。

2.5 全球各國(guó)工業(yè)頻率分配模式的啟發(fā)

根據(jù)全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率劃分和使用管理模式的總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的頻率劃分方面：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的頻譜分配具備低頻和高頻頻段相結(jié)合的使用趨勢(shì)，借助低頻段網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)勢(shì)和高頻段局域熱點(diǎn)補(bǔ)充方式，滿足不同數(shù)據(jù)流量需求的工業(yè)場(chǎng)景。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率的使用和管理模式方面：從專(zhuān)網(wǎng)頻率的使用范圍來(lái)看，與電信運(yùn)營(yíng)商的全國(guó)性5G公網(wǎng)頻譜相比，大部分專(zhuān)網(wǎng)頻譜都限定了使用區(qū)域范圍；從分配對(duì)象來(lái)看，目前專(zhuān)網(wǎng)頻譜主要面向工業(yè)等垂直行業(yè)主體；從分配方式來(lái)看，主要有以下兩種模式：一是分配未被占用的專(zhuān)用頻譜用于5G專(zhuān)網(wǎng)部署，二是通過(guò)監(jiān)管機(jī)構(gòu)二次授權(quán)的方式向企業(yè)分配專(zhuān)網(wǎng)頻譜。

3 國(guó)內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域無(wú)線頻譜分配現(xiàn)狀與可用頻譜梳理

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)浪潮席卷全球，工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用變得更加復(fù)雜多樣，對(duì)于頻譜資源的需求也更旺盛。然而目前國(guó)內(nèi)中低頻頻譜資源的應(yīng)用已處于極度飽和狀態(tài)，高頻產(chǎn)業(yè)鏈的不成熟使得日益膨脹的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(jù)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)需求來(lái)分配現(xiàn)在及未來(lái)可用工業(yè)頻譜的難題亟待解決。

目前我國(guó)已規(guī)劃和分配的頻率資源，分別包括公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率（2G/3G/4G/5G）、專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率、免授權(quán)的無(wú)線局域網(wǎng)（無(wú)線接入系統(tǒng)）頻率以及免授權(quán)的微功率短距離無(wú)線電設(shè)備使用頻率（微功率頻率）。其中，我國(guó)為城市軌道交通、機(jī)場(chǎng)、港口、公共安全、應(yīng)急通信等特殊場(chǎng)景規(guī)劃了部分專(zhuān)用頻譜資源，也為微功率短距離設(shè)備提供了免許可頻譜。然而，已規(guī)劃的專(zhuān)用許可頻率在使用條件上具備嚴(yán)格的行業(yè)和場(chǎng)景限制，并不適用于工業(yè)智能制造的多種復(fù)雜用網(wǎng)場(chǎng)景。

截至目前，國(guó)內(nèi)四家移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商均已經(jīng)獲得全國(guó)范圍5G中低頻段頻率/試驗(yàn)頻率使用許可。中低頻兼?zhèn)涞念l率分配方案兼顧了覆蓋和速率，100 MHz連續(xù)大帶寬的頻率分配方案也可以充分發(fā)揮5G的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。但由于運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)資源擁擠且寶貴，在公網(wǎng)無(wú)法完全承載工業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)的情況下，尚未分配的頻譜資源也可成為工業(yè)領(lǐng)域?qū)＞W(wǎng)候選頻率。因此，我國(guó)目前工業(yè)領(lǐng)域潛在可用的頻譜資源主要分為兩類(lèi)，可作為未來(lái)國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率規(guī)劃的參考依據(jù)，如表1所示。

4 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案

5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有三種解決方案，作為先進(jìn)的通信技術(shù)手段，以其大帶寬、高速率、低時(shí)延、高可靠等諸多優(yōu)勢(shì)，可滿足農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、礦業(yè)、制造等多種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的需求，針對(duì)不同行業(yè)建設(shè)5G專(zhuān)網(wǎng)，找到適合不同場(chǎng)景的用頻解決方案，可以讓5G最大化賦能千行百業(yè)。

4.1 公網(wǎng)5G切片模式

當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域用網(wǎng)場(chǎng)景多種多樣，故無(wú)法用統(tǒng)一的一張網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足千差萬(wàn)別的需求。為了實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)用戶的多樣化業(yè)務(wù)功能，可以用公網(wǎng)端到端切片方式靈活快速地按需進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)定制。不同的切片共用運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)設(shè)施，在邏輯上進(jìn)行隔離，保證切片間相互獨(dú)立工作。

公網(wǎng)切片模式由公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)支撐，不需要企業(yè)部署本地化的網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)設(shè)備，適合對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求不高的企業(yè)進(jìn)行5G專(zhuān)網(wǎng)部署。在滿足企業(yè)基本需求的同時(shí)有效減少投資，是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入5G專(zhuān)網(wǎng)領(lǐng)域的有效模式。

4.2 企業(yè)與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商共享模式

企業(yè)及運(yùn)營(yíng)商共建5G專(zhuān)網(wǎng)模式是由企業(yè)共享網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)有公網(wǎng)核心網(wǎng)設(shè)備，在企業(yè)園區(qū)內(nèi)建設(shè)接入網(wǎng)以及下沉本地的核心網(wǎng)。在使用時(shí)企業(yè)本地用戶數(shù)據(jù)在園區(qū)核心網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行處理，公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等控制面數(shù)據(jù)會(huì)接入到運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)核心網(wǎng)[11]。該模式可以使用運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)頻率，也可使用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用頻率。

在專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)中可以選擇由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商代為建設(shè)及維護(hù)整套專(zhuān)網(wǎng)系統(tǒng)，由于有建網(wǎng)運(yùn)營(yíng)豐富經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)營(yíng)商參與，該代建代維方式可相對(duì)減少企業(yè)的成本支出，也可以促使運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)合作建網(wǎng)，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)雙贏，但企業(yè)內(nèi)部設(shè)備數(shù)據(jù)的私密性將不能被保證。在專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)中也可選擇租用運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)核心網(wǎng)設(shè)備，由企業(yè)自行建設(shè)部署本地接入網(wǎng)及核心網(wǎng)并設(shè)專(zhuān)人進(jìn)行本地網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，這種共建專(zhuān)網(wǎng)的模式雖然會(huì)增加企業(yè)的投資，但可以增強(qiáng)企業(yè)自主性，有效保障企業(yè)用戶數(shù)據(jù)的安全，但是對(duì)安全性要求極高的企業(yè)可能不太適合這種建網(wǎng)模式。

4.3 企業(yè)自建5G專(zhuān)網(wǎng)模式

使用5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用頻率，由企業(yè)在廠區(qū)自行建設(shè)完備的接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)等端到端設(shè)施，由企業(yè)獨(dú)立進(jìn)行專(zhuān)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)，與運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)完全隔離。這種企業(yè)自建5G專(zhuān)網(wǎng)的模式能夠有效保障企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)的安全性及靈活性，用戶數(shù)據(jù)全部在本地廠區(qū)內(nèi)安全的流轉(zhuǎn)[12]，同時(shí)可以在不干擾附近大網(wǎng)的情況下靈活使用專(zhuān)網(wǎng)頻率、安排廠區(qū)上下行時(shí)隙配比。

但企業(yè)自建專(zhuān)網(wǎng)模式會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的建網(wǎng)和維護(hù)投資巨大，除此之外，由于頻譜資源具有稀缺性，目前國(guó)內(nèi)已分配的頻譜資源中，并未包含5G專(zhuān)網(wǎng)頻率，我國(guó)仍在探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率分配的方式。故企業(yè)自建專(zhuān)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)模式仍然需要較長(zhǎng)的時(shí)間去探索。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)我國(guó)具體國(guó)情，建議根據(jù)全球其他國(guó)家頻譜分配政策的經(jīng)驗(yàn)，限定頻譜使用主體和使用范圍，這將對(duì)未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率使用的監(jiān)管更為有利。為滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)多樣化應(yīng)用的用頻需求，因此，在未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻率規(guī)劃與分配中，可參考國(guó)外頻譜分配的模式，按不同行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中高、中、低通信速率和可靠性的差異化需求適配可用的頻譜資源，提高頻率利用率。

根據(jù)目前我國(guó)的頻率分配及使用情況，建議我國(guó)頻譜管理機(jī)構(gòu)將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)頻譜和與公網(wǎng)頻譜共享使用納入5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的框架需求，并對(duì)現(xiàn)有公網(wǎng)頻率用于工業(yè)等垂直行業(yè)領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的可行性進(jìn)行論證和研究，爭(zhēng)取為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域分配未使用的頻率?？煽紤]向工信部申請(qǐng)國(guó)內(nèi)已分配的5G公網(wǎng)頻率與工業(yè)企業(yè)共建5G專(zhuān)網(wǎng)，同時(shí)考慮將國(guó)內(nèi)未分配的頻譜資源用于專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)。

國(guó)內(nèi)的多家網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)對(duì)各頻段的使用和可行性進(jìn)行論證和分析，可選取一種或多種方案結(jié)合的、靈活高效的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)用頻解決方案。推動(dòng)國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商依據(jù)自己在通信方面豐富的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)與企業(yè)合作共建5G專(zhuān)網(wǎng)，減少網(wǎng)絡(luò)干擾問(wèn)題，增強(qiáng)5G專(zhuān)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的專(zhuān)業(yè)性，促進(jìn)行業(yè)協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)合作共贏。

表1 工業(yè)領(lǐng)域潛在可用的頻譜