浙江省舟山市SIEMENS西門子（授權）中國一級總代理商

如果從5G在工業應用角度，西門子這一動作著實算不上早，畢竟3,4年前中國就已經在轟轟烈烈的5G+工業互聯網，到現在5G工業應用項目都得有過千個了，各地有頭有臉的龍頭企業，沒做5G應用都不好意思出來跟人打招呼，也就做了全連接工廠還能算個新鮮事。

但如果我們仔細理解西門子工業5G的產品思路，恐怕又確實跟之前國內做的不太一樣。

我們首先還是先看看西門子的工業5G具體是什么

簡單來說，一個5G路由器，加上配套的VPN軟件（包含服務器端和PC客戶端），這樣就可以構建一套基于5G公網的虛擬專網5G應用。

5G路由器SCALANCE MUM853-1，就這么一個型號，主要用途是將設備連入5G網，配備有SIM卡插槽，適合掛載在設備（如AGV）上，實現設備和5G網絡的通信。Zui大下行速率1Gbps，上行速率500Mbps

作為專業工控廠商出品的產品，這款路由器的各種工業級防護自然是無需多提的標配，同時如果網絡不好，這路由器也支持回退到4G網，也是標配。

這路由器國外是有兩個版本的，下圖右邊的853-1版本防護性要差一些，主要用于柜內安裝，并未在國內主推。

5G路由之外，西門子工業5G核心就是SINEMA軟件，分為服務器端和PC客戶端，其作用簡單來說，就是在5G公網上建立一條VPN，也就是創建虛擬專網。由此，結合5G路由器和SINEMA軟件，就可以實現基于5G公網的設備接入和管理應用等。

在當前中國尚未開放專用頻段，一切繞不開運營商的情況下，這套方案提供了一套相對方便的應用5G虛擬專網的方案，可以用于產線控制、設備監控等。西門子對這套方案的優勢的介紹主要是以下幾點：

這套方案強調的一個亮點，在于支持工業實時以太網協議Profinet（Profinet定義了一系列機制來保障可靠的設備控制實時通信），基于Profinet，可以將傳統接在工業控制網內的設備接入5G，并且遠程實現設備啟停等控制指令，5G路由器也可以通過遠程控制休眠，在設備不工作時節約能耗。由于是虛擬專網，這套方案比較適合的場景，顯然是電網巡檢等設備遠程連接和管理的場景。

這套方案個人理解很重要的一點，是其實不需要運營商做太多事情，運營商只是提供一個網絡通道，剩下的交由軟硬件完成。在不牽涉運營商的情況下，這套方案可謂對用戶而言實現設備控制信令傳輸的一個相對簡單的方案。

但如果只看這套方案，并不能充分理解西門子對工業5G的理解，西門子在國外在開發的，其實還有獨立專網的方案，只不過可能考慮到國內尚未放開授權頻段，所以并未引入。

西門子這套5G專網的方案，除了路由，還包含了基站和核心網，這套方案恐怕才是西門子對工業5G的完整理解的體現，其核心依然還是Profinet的全面支持。

目前這套方案的硬件目前還是基于5G的R15版本標準的，這套標準下默認是不支持Profinet IO，即實時控制數據傳輸部分的（需要OSI模型中L2數據鏈路層的支持），只能支持Profinet的非實時傳輸的部分。西門子通過 VxLAN（虛擬可擴展局域網）協議，以一種類似VPN的技術，使得R15標準的硬件，也可以實現Profinet IO實時數據傳輸，從而為實現工業控制級的低延時和高可靠提供基礎。（有關該技術更多細節，參加“閱讀原文”）

即便支持了Profinet IO，在工業控制很關注的端到端時延方面，要想實現超低的時延，仍然需要縮短設備和控制器之間的網絡鏈路，虛擬專網天然傳輸距離遠，環節多，是很難做到超低時延的，只有本地部署的核心網和控制器，才能有效保障超低時延，于是，實現完整的低時延工業控制5G網，專網恐怕是必須的選項。

從西門子的兩套方案其實都能看出，對于工業控制的低延時和高可靠網絡的追求，才是西門子工業5G的核心。這背后涉及到的一個核心問題，正是文章開頭提到的那句話：工業5G不是5G在工業的應用。工業5G是一種工業通信技術，歸屬于OT技術領域，由OT廠商主導。5G在工業應用，歸屬于IT技術領域，由ICT廠商主導

西門子對5G和工業5G的理解，zuihao的類比正是以太網和工業以太網。

以太網作為一種民用局域網技術，在民用和商用市場得到了廣泛普及，其傳輸速度明顯高于工業總線，因此也得到了工業界的高度關注，

但工業生產控制網對網絡的確定性要求是基礎，民用以太網本身并不支持高可靠實時傳輸機制。于是，羅克韋爾、西門子、倍福等OT大佬，紛紛改造以太網協議，通過協議改造，讓以太網硬件通過軟件化的協議，支持工業控制確定性的網絡要求。西門子推出Profinet，羅克韋爾推出EtherNet/IP，倍福覺得光靠軟件協議層改動是不夠的，于是提出了EtherCat，連物理層也一起改了。

改動后如今的工業以太網，用的還是以太網的物理線路，但已經沒有人會把它和民用以太網混為一談。實時以太網協議對應著一系列的相關軟硬件產品，各大佬也紛紛圍繞自家協議，推動構建圍繞協議的生態，并推動相關軟硬件產品在工業現場的應用。在OT大佬們的大力推動下，改造后的工業實時以太網目前在工業現場應用廣泛，尤其是EtherCat能夠支持到微秒級的同步，在高速運動的電機、機器人運動控制領域有廣泛的應用。

從這段歷程可以看出，工業以太網顯然不是以太網在工業找應用場景，而是OT大佬們把這項技術實打實改造成面向工業生產控制的專用網絡技術，并培育了龐大的硬件生態體系。

中國5G+工業，在之前相當一段時間，以及很多人的理解，依然是基于5G 公網eMBB大帶寬的技術優勢，尋找一些應用場景，并且在發現場景不太匹配的時候，逐步去改造5G網絡以適配場景需求，這似乎并不是傳統工業通信技術的發展路徑，我們現在5G應用遇到的各種問題，例如硬件產業鏈不成熟，也就不難理解。

西門子考慮的，顯然是如何構建一套基于5G技術的工業通信方案，從而用于生產控制網。從這個角度講，西門子又并不算慢，因為國內其實也還在起步階段。

今年以來，伴隨著5G全連接工廠的推廣，5G用在生產控制的確定性網絡，成為了運營商在關注的重點話題。中國移動剛剛發布了5G確定性工業生產網白皮書，里面提出了實現5G生產確定性網絡的一些方案，也實現了一些試點應用，但大體看都挺復雜，需要使用全套支持TSN機制的網絡設備，先構建TSN網絡，再基于TSN的對實時性的支持，支持工業實時性通信。一些運營商目前也在推5G邊緣+云化PLC的遠程控制方案，成效如何也有待觀察。