工业互联网和物联网无线电频率布局指南

本文来源:物联传媒

就在6月1日,工信部发布了《工业互联网和物联网无线电频率使用指南》(以下简称《指南》)。

《指南》主要内容有三方面:

一是确定了“依法使用” “协调发展”“鼓励创新”的频率使用原则,强调充分发挥5G技术和产业优势的重要性。

二是分类梳理和分析了无线电频率、无线电台(站)、无线电发射设备使用所遵守的国家无线电管理有关要求,包括许可主体、申请要求、使用频段、技术制式等。

三是选取了不同场景不同使用频率的工业互联网和物联网的相关典型案例,作为《指南》附件供广大用户参考。此外,考虑到工业互联网和物联网技术发展迅速,明确后续将根据国家无线电管理有关规定修订及时更新调整。

本次《指南》的发布也具有重大的意义:一方面,引导用户根据应用场景的特点,选择适合的无线电通信技术,提高工业应用与频率资源适配性,有效提升频率资源利用效率和效益;另一方面,通过规范频率使用和台(站)设置,降低无线电有害干扰风险,保障相关无线通信系统安全稳定运行和工业企业的安全生产。

工业互联网解决方案

5G工业互联网有三种解决方案,包括公网5G切片模式、 企业与网络运营商共享模式及企业自建5G专网模式。本次《指南》也从公众移动通信及专用移动通信两大层面做出了部署。

公众移动通信层面

(1)基础电信运营企业可使用已获得许可的 2G、3G、4G 和 5G公众移动通信频率,开展工业互联网和物联网业务。鼓励优先使用公众移动通信系统承载规模化、社会化的工业互联网和物联网业务。

(2)充分发挥 5G 低时延、大带宽、高可靠的技术特点,推动 5G 在工业互联网和物联网领域的广泛应用,构建 5G 和NB-IoT、eMTC、LTE-Cat1(支持 Cat1 传输速率等级的 LTE 网络)协同发展的格局,推进NB-IoT 在低速率场景、eMTC 或者 LTE-Cat1 在中等速率场景的多样化应用、规模化部署。

值得注意的是,NB-IoT可使用已获得许可的2G/4G/5G使用频率(FDD方式);eMTC可使用已获得许可的4G使用频率。这意味着我国全面统筹考虑了M-IoT市场多场景的整体发展,这也将有利于冬奥会场景网络的稳妥部署。

专用移动通信层面

对网络可靠性、安全性、实时性和通信传输速率有特殊要求,特别是机器视觉、数据采集、AR/VR(增强现实和虚拟现实)、高清视频回传等上行速率显著大于下行速率的场景,有关单位可依法申请使用以下专用移动通信系统频率开展工业互联网和物联网业务。

(1)电力、燃气、人防、水务等行业的相关单位可申请 230MHz频段相关频率,建设基于载波聚合和动态频谱共享技术的宽带无线数据传输系统。

(2)政务、公共安全、社会管理、应急等部门的相关单位可申请 1400MHz 频段,建设宽带数字集群系统。

(3)交通(城市轨道交通等)、石油等(电力除外)行业、单位可申请 1800MHz 频段,建设无线接入系统。

(4)相关单位可申请 5900MHz 频段,建设基于 LTE-V2X 技术的车联网(智能网联汽车)直连通信系统。

(5)频率使用许可:

使用 230MHz 频段宽带无线数据传输系统频率,由国家无线电管理机构实施许可。

使用 1400MHz和 1800MHz 频段专用移动通信系统频率(含使用专用移动通信频段的 eMTC 系统),原则上由省级无线电管理机构实施许可(另有规定的除外)。

使用 5900MHz 频段车联网(智能网联汽车)直连通信系统频率,原则上由国家无线电管理机构实施许可。为支持国家经济特区、新区、自由贸易试验区等加快智能交通系统建设,按照适度超前、互联互通、安全高效、智能绿色的原则,在明确建设运营主体的前提下,可由省级无线电管理机构报国家无线电管理机构同意后实施许可。

(6)使用专用移动通信系统频率,应按规定缴纳频率占用费。

(7)如发生无线电有害干扰,由受到无线电干扰方报请干扰发生地无线电管理机构按照“频带外让频带内、次要业务让主要业务、后用让先用、无规划让有规划”的原则依法协调解决。

国内工业领域无线频谱分配现状与可用频谱梳理

随着工业互联网浪潮席卷全球,工业领域的应用变得更加复杂多样,对于频谱资源的需求也更旺盛。然而,目前国内中低频频谱资源的应用已处于极度饱和状态,高频产业链的不成熟使得日益膨胀的工业网络用频需求与可用频谱资源短缺之间的矛盾日益突出,所以如何根据工业领域产业需求来分配现在及未来可用工业频谱的难题亟待解决。

而近几年相关部门也从政策层面做出了相关的指导:

2019年,工信部印发《工业互联网专项工作组2019年工作计划》,该工作计划的一个目标是:2019年将进一步加快5G工业互联网频率使用规划研究,提出5G系统部分毫米波频段频率使用规划,研究制定工业互联网频率使用指导意见。

2020年,工信部印发的《工业互联网专项工作组2020年工作计划》就提出了包含提升基础设施能力在内的相关举措,这是工业互联网专项工作组2020年工作计划主要聚焦点之一,加大无线电频谱等关键资源保障力度”也成为了2020年度的五大重点工作之一。

目前我国已规划和分配的频率资源,分别包括公众移动通信系统频率(2G/3G/4G/5G)、专用移动通信系统频率、免授权的无线局域网(无线接入系统)频率以及免授权的微功率短距离无线电设备使用频率(微功率频率)。其中,我国为城市轨道交通、机场、港口、公共安全、应急通信等特殊场景规划了部分专用频谱资源,也为微功率短距离设备提供了免许可频谱。然而,已规划的专用许可频率在使用条件上具备严格的行业和场景限制,并不适用于工业智能制造的多种复杂用网场景。

截至目前,国内四家移动运营商均已经获得全国范围5G中低频段频率/试验频率使用许可。中低频兼备的频率分配方案兼顾了覆盖和速率,100 MHz连续大带宽的频率分配方案也可以充分发挥5G的技术优势。但由于运营商公网资源拥挤且宝贵,在公网无法完全承载工业领域业务的情况下,尚未分配的频谱资源也可成为工业领域专网候选频率。因此,我国目前工业领域潜在可用的频谱资源主要分为两类,可作为未来国内工业互联网频率规划的参考依据,如下图:

工业领域潜在可用频谱

写在最后

无线网络是工业互联网的基础网络,频谱是无线网络部署的重要资源。目前,很多工业企业现有内部网络无法支撑新型工业智能化场景中海量数据的实时传输和网络同步,亟需进行底层网络升级改造,增加网络传输带宽。所以明确工业互联场景中业务的用频需求,是工业领域频谱规划与分配的基础。

参考资料

《工业互联网和物联网无线电频率使用指南》

《工业互联网现状及频谱分配政策研究》