中美貿易戰把5G技術和華為公司推向了風口浪尖，適逢泛在電力物聯網的概念在年後落地開花，這二者為乏味的能源領域注入了兩針分量十足的強心劑。那麼，5G是不是能夠為能源領域帶來真正的變革？這一輪風潮背後所表達的，能源行業迫切需要的內核究竟是什麼？

正在讀這篇文章的你，用的是哪個牌子的手機呢？根據最新的統計數據，有4成的概率你是一位蘋果或者華為手機的用戶。很有意思的是，這兩家競爭對手傳出過一段緋聞，據稱華為會把“最強5G基帶芯片”巴龍5000授權給蘋果用在最新的iPhone上。4月17號，這段關係幻滅了，因為蘋果和高通達成了和解，將在相關領域開展深度的合作。所以5G究竟有怎樣的魔力，讓業界巨頭如此關注？

在本系列第一篇文章中，我們著重介紹了信息物理系統（CPS）的理論，以5G為代表的信息通信技術的發展，為泛在電力物聯網提供了強有力的支撐。那麼它會給能源行業帶來哪些機遇和挑戰呢？

5G，變革

5G是第五代移動通信技術的簡稱，通信行業應用為各行各業的應用提供了信息的管道，今天的移動互聯網風口很大程度上就是移動通信技術的進步挖出來的。所以通信技術本身的貢獻需要從應用通信技術的應用體現出來，當然5G也不例外。

我們再來舉一個例子，大家日常一定離不開電腦，我們通過電腦來做一個不嚴謹的類比，來看看通信技術怎樣制約著電腦的效率。我們把電腦當中最快的部件CPU拿出來，對他來說最短的時間單位是處理一個指令所需的時間，實際為納秒級別。同時人能感知的最短時間，是秒級左右的，我們現在把CPU的最小單位時間和人類最小時間相類比，然後以CPU的視角再看網絡究竟會帶來多大的延遲。5G技術的目標在1Gbps上下，在這樣的網絡上傳輸2k數據需要20us，換算成人類時間是14.4小時。現在一些網遊的延遲最低在8ms左右，按上面的類比相當於人類時間竟然有8個月之久。所以通信技術進步的“賦能”不是說說而已，他所帶來的收益是數量級上的改善。

不僅僅是移動互聯網，上一代通信技術（4G）已經為我們國家在各個層面帶來了非常多的收益。西方國家那麼多年沒有做好的無現金社會，我們靠著支付寶，正在一步步實現。在無現金的社會中，不僅可以更加細緻的進行金融管理，也降低了社會的融資成本，僅此一項通信技術的變革帶來的收益就不可估量。

所以5G技術是適合這一波泛在電力物聯網變革的通信技術麼？答案其實並不簡單。

5G將是一個徹底的失敗通信技術？——真實答案在應用場景中。

5G相比上一代通信技術，真的有那麼大的優勢麼？《通信之道》的作者，楊學志先生有一篇看衰5G的博文，《5G將是一個徹底的失敗通信技術》。我們當然不能僅憑一篇文章就給一項技術判死刑。但是文中一個立場值得我們借鑑，他很關注應用場景與技術的契合程度。我們不妨站在這樣一個立場，去思考5G技術是不是適合能源互聯網。

我們知道5G技術有三個典型的應用場景，它們分別是：

• eMBB (enhanced MobileBroadband) 增強移動寬帶場景，即大流量移動寬帶場景
• mMTC (massive Machine Type Communications)大規模物聯網場景
• uRLLC (ultra-Reliable and Low Latency Communications)高可靠低時延場景

三大應用場景對網絡服務的需求如帶寬、時延等是不相同的。為了應對這樣差異化的需求，網絡切片技術成為了5G中被討論最多的技術，即網絡上切出一個高可靠性的通道出來，用來滿足工業應用。它對於5G 的意義可謂巨大。然而，由於木桶效應的存在，如果5G網絡採用統一的硬件設施，從可靠性和成本兩個角度考量，“就已經決定了這是一個民用級別的可靠性，是不可能在軟件上做點工作使之達到工業級的可靠性”。 所以，對於能源互聯網來說，民用的5G技術，在嚴苛的場景下，可靠性是值得懷疑的。

“民用移動通信正確的發展方向是，保證連續覆蓋的情況下以低成本提高網絡容量。2G和4G的成功就是這種模式。5G偏離了這種模式。 這背後的原因有三個，一是通信原理的創新遇到瓶頸，二是半導體工藝獲得了爆炸性的發展，三是無線產業決策鏈條太長。”是不是可以說，民用5G標準對於專業領域真的只是一個噱頭？在4月初的一次交流活動中，華為的專家分享了他們利用5.8GHz頻段，在變電站和新能源電站運維中已經取得了相當的成績。所以，對於技術路徑而言，除了5G外留給我們還有很大的選擇空間。

而且，如果從電力行業實際業務場景出發，對於通信技術的確是存在剛需的。所以能源行業也期待著通信行業有新的突破，來幫助我們實現過去難以想象的應用場景。，所以問題變成了，行業需要什麼？

電力行業無線通信需求

接觸通訊技術，非常容易陷入一片陌生的縮寫的海洋：LTE、MIMO、TD-SCDMA、3GPP……我們還是跳過這些繁冗的概念，看一看熟悉的智能電網。

智能電網利用信息、通信、控制等技術與傳統電力系統相融合，提高電力網安全、穩定、高效的運行能力，在中國、美國、歐盟等多個國家及地區已經上升為基礎設施高度的國家戰略。智能電網的通信系統覆蓋了電力系統發電、變電、輸電、配電、用電的全部環節，其中具有通信需求的節點包含各種發電設施、輸電配電線路、變電站、電廠、用戶電錶、調度中心等。這就為無線通訊技術提出了需求：

• 技術需求多樣化。智能電網五大環節對通信網絡的安全可靠性、帶寬、時延、覆蓋的要求各不相同，現有的任何一種通信系統的技術能力很難同時滿足所有需求。
• 跨區域聯合控制。各個區域能源分佈和用電分佈的情況極不均衡，需要諸如“南電北送”的跨網段調配和協同管理。以智能電網中的變電站自動控制為例，數據信息從之前的單站級到網絡級的傳輸，對長距離、高效、安全的骨幹輸電網的傳輸和保障產生了極高要求。
• 可持續發展、效率及共享經濟。基於標準化定義的網絡是智能電網應對長達20 年生命週期可持續發展的有效平臺。此外，遠程智能抄表和調度不僅能提高人力效率，而且能夠全面反映電量使用和運行數據。需求側響應和電力市場的應用場景對實時通信的要求更是上了一個臺階。

智能電網對5G網絡的技術要求（by HUAWEI）

無線通信技術中，基礎設施建設不需要依賴於電網電力線設施的建設，且抗災能力較強，尤其在山地、水域等複雜地貌特徵中相比於光纖、短距離組網通信的施工及網絡恢復更加高效快捷。

落實到實施層面，如果採用民用5G網絡，通過為能源供應商提供專用網絡切片，移動運營商能夠與能源供應商優勢互補，從而較低成本的實現更快速準確的電網控制。如果建設專網，華為、中興等企業都有成套的解決方案，面對嚴苛的可靠性和保密性的要求，針對性的部署和開發不失為很好的選擇。各級各類的應用可以靈活的選擇技術路徑，滿足自身的通訊需求。當然在政策標準環境上，有關部門也需要加強對新趨勢的適應，因為合規也是行業決策的重要因素。

最後，筆者認為5G當然可以和泛在電力物聯網碰撞出一些火花。電力行業對於通訊技術切實存在著大量需求，也期盼在通訊行業的幫助下實現快速轉型，5G只是一個時勢造就的參考答案，滿分答案需要兩個行業更多的相互學習和探討。

參考資料：

[1] https://www.zhihu.com/question/28593566/answer/132126627

[2] 《華為5G白皮書》HUAWEI

End

編輯：張佳琪

作者：波波

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