5G 联接 — 修改关键的国家基础基础设施(汉)

改造关键的国家基础设施 十年来为关键国家基础设施发展智能产业 5G 连接代表了一大步飞跃，提供了保证的服务质量、灵活性、多设备支持、大规模物联网连接以及广泛的地理覆盖范围。在所有通信网络基础设施（CNI）组织中，全球公共安全社区是早期采用者之一，并且是快速采用 LTE/5G 技术的组织，特别是在关键任务通信（MCx）方面。[1]这一采用凸显了具备普遍性、安全性和合规性的移动网络的价值，该网络能够解锁新的高级多媒体服务并提供一系列新的应用场景，同时实现成本优化。它还引发了关于在更广泛的CNI组织中采用相同范式并过渡到基于IP的通信方式的更广泛讨论，这些组织具有类似的关键任务和业务关键通信需求。 连接性是关键国家基础设施（CNI）的基石，确保了交通运输、能源和公用事业、医疗保健、国防以及公共安全等领域所有重要服务的稳健、安全和无缝运行。 威胁如针对2024年夏季奥运会的攻击凸显了在复杂且相互关联的世界中基础设施的脆弱性。随着CNI运营商加速采用数字技术以提高韧性和可靠性、可扩展性和协作性，底层网络的负载及其功能要求正在不断加强。 对一流、可靠的连接的需求比以往任何时候都更加重要。 如今 ， CNI 的连通性包含了许多不同的解决方案： • 用于关键业务和静态应用的光纤 • PMR/Tetra 用于关键任务应用 • LoRaWAN® 和 NB-IoT 用于监测和追踪资产 • 卫星通信用于海上及偏远区域 • Wi-Fi 用于协作和协调 [1]凯捷 ” ，将公共安全关键通信转换为 LTE / 5GMCX” 是时候将连接性从一种商品转变为大规模数字转型的关键加速器了。采纳这一视角将推动统一且先进的连接平台的采用，这对于实现智能工业至关重要。这可以赋能CNI运营商： 寻求最佳解决方案时 ， 有多种考虑因素 ： • 业务：在更广泛的数字化转型规划中优先考虑投资，同时确保满意的即时投资回报。 1. 增强他们的服务 ： 演变为服务提供商并通过应用程序提供新体验订阅、广告和 AI / 数据分析。2. 提高运营效率 ： 自动化维护资产 ， 减少故障、成本、和环境影响。 • 组织层面：实施和使用新技术需要新的技能、资源、培训以及有效的变革管理。以用户为中心的过程要求理解并优先考虑用户的需求。 • 运营挑战：确保按照安全、合规和监管标准持续提供始终在线的服务。 加强并简化监控和安全监控：通过采用先进的技术如物联网、多媒体通信平台以及无人机或机器人来应对这一永久性的挑战。 • 技术: – 兼容性：确保与现有IT系统和设备实现无缝集成，并保持一个未来proof且能与技术进步兼容的灵活系统。 4. 为大规模采用AI做好准备：开发专门的网络产品以满足该领域对高网络安全、可靠性和流量需求，并将其纳入更广泛的基础设施现代化努力，以推动AI的大量采用。 – cybersecurity: 确保采用最高标准的保护措施，同时采纳创新解决方案并减少过度设计。 基于LTE/5G技术在公共安全领域取得的进展，其他关键网络基础设施（CNI）行业也可能实现显著的增长，但它们缺乏一个统一的声音来推荐最佳实践的连接方案。在公共安全领域，移动性是基本需求，使得LTE/5G成为在整个广域范围内启用多媒体服务的理想选择；而对于其他CNI行业，移动性只是部分需求，许多操作需要多种多样的连接解决方案。 • 生态系统：由于监管限制、复杂的专门化基础设施以及与政府部门的合作，已形成一个详尽且专门化的生态系统，以覆盖关键基础设施（CNI）的电信需求。为了加速任何技术现代化，需要建立一个与产品供应商、电信服务提供商和工程公司合作的框架。5G 超越了连接性，它是跨多个行业的数字转型的基础，将IT、OT和NT融合在一起，为智能连接服务提供支持。 这复杂化了理想连接标准的追求：是应该采用多种系统的格局，包含各种单一用途的解决方案，还是应该采用一个统一解决方案的合理化系统？ 仔细看看 CNI 行业的 5G 交通运输 交通运输 sector 由于其广阔的运营区域、固有的移动性以及复杂的物流，在5G技术初期便开始了试验。这一阶段与COVID-19大流行病相重合，该疫情对交通运输 sector 带来了重大挑战，并影响了多种数字技术的应用，以促进高效和未来导向型组织的发展。鉴于交通运输子 sector 的多样性，每个子 sector 的5G采用曲线各不相同。 5G 为运输提供动力或魅力的用例 指示性、非详尽性列表 空气和海洋 5G试点项目在港口领域的应用是最突出的早期采用案例。试验展示了先进无线技术如何通过自动化和增强数字劳动力来简化复杂操作。它们还展示了利用连接摄像头和无人机监控广阔区域的成本如何降低，同时支持众多新的数字体验，并将港口转变为智能环境和社会枢纽。 新冠肺炎疫情将评估期与实施期分开。自2024年起，采用率显著加速，部署重点在于： • 提升覆盖范围以实现卓越的乘客体验。 • 从传统的PMR/Tetra技术过渡到通过5G实现的关键任务通信（MCx），以确保现场工作人员的协调。 • 在大面积的航空侧和陆侧区域增加覆盖范围，以支持自动化、数字协作和安全监控。 同样，机场对这项技术表现出好奇心，并评估其在满足运营需求和开辟新的商业化途径方面的潜力。 自动驾驶车辆在开放道路上采用5G技术的速度较慢且受到限制。缺乏通用的全球系统和严格的当地监管规定，阻碍了从成功的试验和试点向更广泛的采用过渡。 最后，在交通运输领域，铁路可能是5G潜力的巅峰。相关应用的试验仍在继续，且清晰地看到了商业化和工业化部署的道路，特别是在铁路安全方面存在多个机遇。 5G 开放道路计划[2]这是一个得到法国政府支持并由17个学术界、公共机构和私营企业参与的倡议。它促进了试点区域的测试，以验证连接和自动化移动服务的技术和商业可行性，并成功证明了基于5G的C-V2X标准的潜力。[3]同样 ， 以电信网络互操作性为重点 ， MEC[4]全球领先的汽车制造商、电信公司、标准组织和技术提供商参与了现场试验。试验结论表明：[5]强调了边缘计算在C-V2X堆栈中的关键作用。这类活生生的举措在促进5G和边缘计算的大规模应用、推动跨多元化生态系统的合作以及有效成熟国际移动生态系统方面发挥着至关重要的作用。 替换 Tetra 并过渡到基于 5G 的 FRMCS ，[6]计划于2032 年 ， 将启用以下方案 ： • 通过控制中心与司机和乘务员的口头沟通管理铁路 yard 的交通，目前依赖无线电通信进行位置和方向的传达 • 车载摄像头能够将视频传输至控制室，显著提升安全性和效率• 实时数据交换实现列车交通协调的更高精度，如果对 火车旅行的需求增加，这将变得至关重要，导致更多列车上线、车距缩短以及更紧的安全余量。 5G 可以在更大区域内容纳不断增加的移动连接传感器，同时提高运营效率。这使得乘客旅程的监控更加完善、动态调度更加灵活，并通过机器学习和人工智能进行更丰富的数据分析获得更多的洞察。在物流领域，货物运输变得更加详细和准确，传感器被附着在单独的物品上而非整个货柜上。 在这些关键功能之外，铁路运输与其他行业共同开发智能工业系统时的应用场景得到了扩展。该模型的核心在于自动化数据通信，适用于： • 列车状态监测以实现预测性维护 • 铁路交叉口状态更新 • 高速下的无缝连接 • 设备自动化 • 火灾报警和安全系统以检测入侵 • 通过监测和调节车厢/货车温度提高乘客舒适度 能源和公用事业 从能源生产到分配、传输和消费，5G展现出潜力，但各环节的发展程度不一。试验处于早期或中间阶段，其目标通常是为了评估5G的价值。 由 5G 提供支持或增强的用例 在能源领域，生产是采用5G技术的领跑者。由于运营的本地化特性以及在危险条件下维持关键通信或应急响应的需要，5G成为具有满意投资回报率的理想选择。这一转型通过自动化和远程操作设备（如阀门或起重机）等方式促进了更广泛的运营效率提升。施耐德电气、高通和凯捷的合作部署展示了这种潜力。[7]5G 为集成自动控制系统(IACS) 提供动力 ， 从而提高了 200 ％的生产率 改进并减少40%的维护成本。此类应用可以与远程现场检查相结合，通过安全的4K视频流传输进一步保护工人、减少停机时间，并进一步提高整体生产力。 超越能源生产领域，向更具适应性的系统转型的能源网络需要更新连接方式。动态能源需求、“产消合一”商业模式以及家庭使用中的能源灵活性要求现有网络具备可扩展性、灵活性和实时智能。 5G 如何为能源电网带来转型 ： • 变电站专用网络：尽管智能电表与电网之间交换的信息量较小，但独立且完全专用的网络可以促进两者之间的透明度和控制，从而实现必要的双向通信，以应对动态响应需求。 • 子站边缘计算：电网现代化的关键组成部分之一是将子站转变为能够容纳多种功能和混合关键性工作负载的智能节点。这一转变的核心步骤是替换专用硬件并采用软件定义架构。多接入边缘计算可以促进这一过程，并允许实现闭环系统所必需的实时通信。 • 5G RedCap：智能电表、分布式能源资源（例如涡轮机或太阳能板）、电网传感器和监控系统等领域内物联网连接的合理化。 • 5G与非地面网络的互操作性：尽管目前电网组件和资产位于偏远地区而完全未连接，但5G标准的进步正在定义地面网络与卫星资源之间的无缝切换，从而在这些偏远地区实现连续覆盖。 鉴于电力基础设施的规模和地理覆盖范围，采用新的连接范式需要有具体的商业案例和投资可用性。边缘计算的采用和标准化将使向平台级连接的过渡更加顺畅，而不仅仅是作为一种硬件商品。 医疗保健 许多领域内的专家认为，5G将是最具前景的行业之一。COVID-19 pandemic 加速了5G的采用，并且全球范围内出现了许多成功的案例。值得一提的是，Vodafone 在意大利展示了如何利用5G传输高质量的图像和视频，并借助边缘计算实现实时、移动中的处理，从而减少响应时间和患者与医生之间的距离。[8] 5G 医疗保健用例 指示性、非详尽性列表 泛在的宽带连接是全球卫生保健系统的重要工具，该系统正努力应对挑战，因为它能够使沉浸式和数据密集型应用能够在可靠的条件下得到实施。无论是在家庭护理、初级护理、二级护理还是专科护理中，可穿戴设备、远程诊断、视频以及结合机器学习的人工智能都能为护理连续体的发展做出贡献。 通过平衡患者负荷，从而实现更有效的主动和被动健康管理。连接性和数字技术可以将护理从不堪重负的急诊部门分散出来，并使先进的诊断成为可能，使人类处于现代化、数字化和高效系统的核心位置。 凯捷 5G 实验室和 5G - in - a - box 5G 实验室凯捷已经建立了一个全球网络孵化先进的连接解决方案 ， 包 括 CNI 组织和 MCx 的用例。 作为这一倡议的一部分，5G-in-box解决方案实现了移动网络标准之间的平滑过渡，并促进了具有影响力的实验期。它便于安全可靠的组间通信和先进5G应用场景的实施，例如无人机监控和智能surveillance。该解决方案具有前瞻性，旨在实现与卫星网络的互操作性连接，以便与外部用户群体进行协作。 该设备还可用于有限或无连接情况的场景。例如，乡村地区的铁路工人修复轨道、在隧道中作业，以及建设大型结构（如体育场、高速公路、桥梁）的团队，他们需要使用数据和视频的高效且复杂的通信系统。 Capgemini 面向 CNI 的高级连接资产和功能 卡普亚米尼作为智能工业领域的领导者，并在公共安全网络转型方面有着丰富的记录，旨在通过促进高级连接性采用来降低风险并加速组织向数字化和高效运作的转变。凭借对CNI需求和挑战的深刻理解，卡普亚米尼的多学科顾问、工程师和专家团队（涵盖连接性、网络安全和工业4.0领域）带来了经过验证的方法，以构建面向未来的复杂和关键网络。 自 2019 年以来交付 2100 多个 5G 项目， 依靠全球 2 万名电信专家 运输、能源和公用事业、医疗保健专业知识和专门的 CoE E2E