文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.191162
中文引用格式: 張蕾,,夏旭,,朱雪田. 基于5G確定化網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2019,,45(12):20-24,,28.
英文引用格式: Zhang Lei,Xia Xu,,Zhu Xuetian. Industrial application research based on 5G deterministic network[J]. Application of Electronic Technique,,2019,45(12):20-24,,28.
0 引言
5G賦能企業(yè)級(jí)客戶和垂直行業(yè)的智慧化發(fā)展,為運(yùn)營商和產(chǎn)業(yè)合作伙伴帶來新的商業(yè)模式,,開啟一個(gè)全連接的新時(shí)代,。與此同時(shí),,千行百業(yè)多種多樣的業(yè)務(wù)需求場景,也為5G個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)定制能力帶來巨大挑戰(zhàn),,5G確定化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生,,并成為近年來業(yè)界關(guān)注與發(fā)展的焦點(diǎn)之一[1-2]。5G確定化網(wǎng)絡(luò)指在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)域內(nèi),,借助移動(dòng)邊緣計(jì)算,、網(wǎng)絡(luò)切片和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time Sensitive Network,TSN)等多種關(guān)鍵技術(shù),,可以為承載業(yè)務(wù)提供確定化業(yè)務(wù)保障能力的網(wǎng)絡(luò),,該確定化業(yè)務(wù)保障能力涵蓋時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)和丟包率等關(guān)鍵QoS指標(biāo)體系[1],。
本文從5G網(wǎng)絡(luò)的個(gè)性化和定制化等能力入手,,分析了4種典型行業(yè)應(yīng)用場景對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的確定化要求,并重點(diǎn)提出了確定化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù),,并通過部分典型案例加以呈現(xiàn),。
1 5G特點(diǎn)與能力
5G是面向2020年以后移動(dòng)通信需求而發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng),在傳輸速率和資源利用率等方面較4G系統(tǒng)獲得大幅提升,。用戶在享受更高,、更快、更豐富的體驗(yàn)的同時(shí),,也對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率和時(shí)延等性能指標(biāo)提出更高的要求[3],。
5G網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、超高可靠低時(shí)延通信和海量連接,,構(gòu)建了5G與垂直行業(yè)實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)全連接愿景的特性,,如表1所示。一方面,,5G技術(shù)憑借虛擬化架構(gòu)的引入,,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)面與控制面的徹底分離,通過網(wǎng)絡(luò)切片和邊緣計(jì)算技術(shù)使得面向行業(yè)的可定制化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成為可能,,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速上線和更極致的用戶體驗(yàn),,使能垂直行業(yè)應(yīng)用的開放和發(fā)展;另一方面,,相對(duì)于4G“盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)特性,,5G大帶寬(0~10 Gb/s)、低時(shí)延(1~100 ms)和高可靠性(0~99.999 9%)等能力,,為網(wǎng)絡(luò)性能配置提供了靈活的配置空間,從而滿足車聯(lián)網(wǎng),、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)等行業(yè)網(wǎng)絡(luò)的不同需求[4],。
隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的快速研究與發(fā)展,,不同行業(yè)用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)確定化需求日益高漲,特別是在智能電網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等面向于低時(shí)延和高可靠性的垂直應(yīng)用領(lǐng)域,,對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更加嚴(yán)格的時(shí)延,、抖動(dòng)、丟包率和可靠性等承載需求,,這種隨網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的嚴(yán)格要求促使5G確定化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生,,并成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。
目前,,電子電氣工程師學(xué)會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineers,,IEEE)和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force,IETF)已提出確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù),。IEEE 802.1工作組(Work Group,,WG)致力于時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time Sensitive Network,TSN)的標(biāo)準(zhǔn)化,,時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)確定性網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)方向,,通過IEEE 802.1AS時(shí)鐘同步、IEEE 802.1Qcc流預(yù)留,、IEEE 802.1Qch循環(huán)排隊(duì)等技術(shù)保障物理層和鏈路層的確定性時(shí)延,;IETF的DetNet(Deterministic Network)工作組專注于網(wǎng)絡(luò)層(L3)及更高層次的廣域確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。此外,,5G標(biāo)準(zhǔn)化工作組已將目標(biāo)定為總時(shí)延1 ms或更低,,應(yīng)用層的開放通信平臺(tái)OPC UA(Object linking and embedding for Process Control Unified Architecture)也在積極尋求與TSN的結(jié)合,確定性網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展充滿了機(jī)遇與挑戰(zhàn),,是未來真正實(shí)現(xiàn)5G產(chǎn)業(yè)繁榮的基礎(chǔ),,也是5G使能千行百業(yè)的重要抓手[2]。
2 典型應(yīng)用場景
5G確定化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究人員重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)之一,,不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域有廣闊的研究空間,,而且在產(chǎn)業(yè)化方面也有巨大的市場前景,因此,,研究其在特定場景下具體需求對(duì)確定化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展落地具有重要意義,。本節(jié)將主要分析確定化網(wǎng)絡(luò)的4個(gè)典型應(yīng)用場景,并介紹每個(gè)場景下對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的具體需求,。
2.1智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)是智慧能源的基本保障,,是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程的重要物質(zhì)基礎(chǔ),?;诂F(xiàn)有電網(wǎng)業(yè)務(wù)作“從主干向末端延伸”式的5G應(yīng)用,如配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)、毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制對(duì)通信的可靠性,、低時(shí)延,、大帶寬、安全防護(hù)有著迫切需求,,5G技術(shù)為這些業(yè)務(wù)的推廣應(yīng)用提供了基礎(chǔ),。智能電網(wǎng)中具有潛在需求和典型代表意義的應(yīng)用場景對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的要求如表2~表4所示。
2.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過智能機(jī)器間的連接并最終將人機(jī)連接,,結(jié)合軟件和大數(shù)據(jù)分析,,重構(gòu)全球工業(yè)、激發(fā)生產(chǎn)力,。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涉及機(jī)械,、船舶、飛機(jī)制造,、電力等較多的工業(yè)領(lǐng)域,,應(yīng)用廣泛。如飛機(jī)制造領(lǐng)域,,通過5G+8K視頻檢測生產(chǎn)安裝缺陷,,使用5G+AR輔助飛機(jī)裝配,有效提高飛機(jī)生產(chǎn)研制效率,,該場景對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,、帶寬和安全性等性能指標(biāo)都提出了較為嚴(yán)格的要求。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景中較具有代表意義的典型業(yè)務(wù)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的性能需求如表5所示,。
2.3 智慧醫(yī)療
借助5G網(wǎng)絡(luò)的毫秒級(jí)別的低時(shí)延,、Gb/s級(jí)別的高速率,并充分利用5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供的移動(dòng)邊緣計(jì)算能力,,可以為醫(yī)療行業(yè)提供低時(shí)延,、高可靠的邊緣云技術(shù)服務(wù),實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的便利智慧醫(yī)療,。
目前,,醫(yī)療行業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)比較全面地覆蓋了5G的三大應(yīng)用場景。例如,,增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場景應(yīng)用主要有5G急救車,,通過廣域連續(xù)覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場高清視頻、病患體征及病情等關(guān)鍵生命信息的實(shí)時(shí)回傳,,輔助后臺(tái)指揮中心的指揮調(diào)度,;同時(shí),通過可穿戴設(shè)備對(duì)病患及高危人群的體征數(shù)據(jù)進(jìn)行全天候不間斷的檢測與分析,,建立用戶的體征檔案,,實(shí)現(xiàn)對(duì)所患疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療。低時(shí)延,、高可靠場景主要應(yīng)用有院內(nèi)無線監(jiān)護(hù),、遠(yuǎn)程監(jiān)測及遠(yuǎn)程手術(shù)等對(duì)低時(shí)延有較高要求的場景,。針對(duì)當(dāng)前存在的院內(nèi)醫(yī)療設(shè)備種類多,、管理監(jiān)控不便、設(shè)備間數(shù)據(jù)難以共享等問題,,海量機(jī)器連接場景則可以提供統(tǒng)一接入方式,,實(shí)現(xiàn)院內(nèi)醫(yī)療設(shè)備統(tǒng)一管理與數(shù)據(jù)互聯(lián)。
智慧醫(yī)療場景中的遠(yuǎn)程診斷,、遠(yuǎn)程示教等高價(jià)值應(yīng)用業(yè)務(wù)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力的要求如表6所示,。
2.4 車聯(lián)網(wǎng)
車聯(lián)網(wǎng)是5G重要應(yīng)用場景之一,也是解決目前自動(dòng)駕駛面臨技術(shù)瓶頸的重要技術(shù)手段之一,。5G車聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,、可靠性以及速率要求非常高,根據(jù)車輛自動(dòng)化不同等級(jí),,網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)也不盡相同,,全自動(dòng)化(L5級(jí))場景中,5G網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延需要達(dá)到1 ms,,傳輸速率需要達(dá)到0.1 Gb/s[4],。
車聯(lián)網(wǎng)場景中較具有代表意義的典型業(yè)務(wù)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的性能需求如表7所示。
3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)
5G確定化網(wǎng)絡(luò)基于原生云超分布式架構(gòu),,包括三大關(guān)鍵使能技術(shù):超性能異構(gòu)MEC,、動(dòng)態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)切片和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。超性能異構(gòu)MEC是5G確定化網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),,業(yè)務(wù)在邊緣閉環(huán)支持更低時(shí)延,;動(dòng)態(tài)智能網(wǎng)絡(luò)切片則是5G確定化網(wǎng)絡(luò)的核心能力,保證確定化網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn),;時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)旨在為以太網(wǎng)協(xié)議構(gòu)建“通用”的時(shí)間敏感機(jī)制,,確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間確定化。
3.1實(shí)現(xiàn)架構(gòu)
5G確定化網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)端到端的概念,,涉及無線網(wǎng)絡(luò)的基站,、傳輸和核心網(wǎng)等多個(gè)組成部分。其中,,核心網(wǎng)對(duì)于5G確定化能力至關(guān)重要,,5G核心網(wǎng)控制面可以集中部署,對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)資源進(jìn)行全局調(diào)度,;用戶面則可按需集中或分布式靈活部署,,當(dāng)用戶面下沉靠近網(wǎng)絡(luò)邊緣部署時(shí),可實(shí)現(xiàn)本地流量分流,支持端到端的毫秒級(jí)時(shí)延,。
圖1給出了5G確定化網(wǎng)絡(luò)邏輯架構(gòu)示意圖,,其中最底層展示了5G服務(wù)化架構(gòu),核心網(wǎng),、接入網(wǎng),、傳輸網(wǎng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)能力生成層;業(yè)務(wù)需求層主要負(fù)責(zé)接收各垂直行業(yè)的業(yè)務(wù)需求,,客戶統(tǒng)一訂購簽約界面,;能力匹配層主要根據(jù)客戶的需求,借助網(wǎng)絡(luò)切片,、移動(dòng)邊緣計(jì)算,、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)等5G關(guān)鍵技術(shù),形成5G網(wǎng)絡(luò)的確定化服務(wù)能力,;能力提取與編排層根據(jù)“確定化服務(wù)能力”指標(biāo)要求,,將提取到的能力借助能力編排器進(jìn)行封裝與編排,最終滿足行業(yè)客戶對(duì)確定化網(wǎng)絡(luò)能力的需求,。
3.2 關(guān)鍵技術(shù)
3.2.1 邊緣計(jì)算
在5G確定化網(wǎng)絡(luò)中,,邊緣計(jì)算非常重要。MEC邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)核心任務(wù):(1)把網(wǎng)絡(luò)端到端的時(shí)延最大化地降低到可接受的范圍,。時(shí)延是所有網(wǎng)絡(luò)能力中最關(guān)鍵的一點(diǎn),,確定化網(wǎng)絡(luò)首先要能夠保證低時(shí)延。MEC使時(shí)延能夠降低到足夠低,,使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接可以快速在邊緣實(shí)現(xiàn),。(2)實(shí)現(xiàn)確定化的網(wǎng)絡(luò),需要在MEC邊緣節(jié)點(diǎn)上通過移動(dòng)邊緣計(jì)算業(yè)務(wù)平臺(tái)(ME Platform manager,,MEP),,使能各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通合作,所有應(yīng)用可以在邊緣實(shí)施,,確保確定化時(shí)延和可靠性[3],。
MEC可以使應(yīng)用、服務(wù)和內(nèi)容實(shí)現(xiàn)本地化,、近距離,、分布式部署,作為5G演進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)之一,,在5G架構(gòu)也支撐邊緣計(jì)算的部署,,常見模式是用戶面功能(User Plane Function,UPF)可以選擇業(yè)務(wù),,本地業(yè)務(wù)可以選擇下沉的方式,,具體部署架構(gòu)圖如圖2所示,。
MEC作為AF與5G核心網(wǎng)之間的接口,交互路由與控制策略信息,。圖3為AF影響路由與策略,,即本地卸載流量走插入U(xiǎn)PF,其他流量直接走大區(qū)核心網(wǎng)或省級(jí)UPF,。
MEC并非一定要部署到末端綜合接入機(jī)房,,而是可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求確定,主要部署位置包括邊緣級(jí)(基站與回傳網(wǎng)絡(luò)之間),、區(qū)域級(jí)(匯聚環(huán)和接入環(huán)之間)和地區(qū)級(jí)(匯聚核心層),。依據(jù)UPF與MEP部署位置的不同,,可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)確定化時(shí)延的靈活控制,,如圖3所示。
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)切片
網(wǎng)絡(luò)切片是5G網(wǎng)絡(luò)核心能力,,在5G確定化網(wǎng)絡(luò)中扮演了重要角色網(wǎng)絡(luò),。網(wǎng)絡(luò)切片通過將網(wǎng)絡(luò)資源靈活分配、能力靈活組合,,基于一張物理網(wǎng)絡(luò)虛擬出網(wǎng)絡(luò)特性不同的邏輯子網(wǎng),,滿足不同場景的定制化需求。在網(wǎng)絡(luò)切片劃分的過程中,,可以根據(jù)不同類型業(yè)務(wù)對(duì)邏輯子網(wǎng)的特性和能力進(jìn)行定制,,因此網(wǎng)絡(luò)切片使得運(yùn)營商具備了按需定制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的能力。此外,,通過開放標(biāo)準(zhǔn)API和自服務(wù)入口,,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以授權(quán)其客戶自行購買并運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)切片,客戶可以將網(wǎng)絡(luò)切片集成到自身的服務(wù)和應(yīng)用中,,從而極大提升網(wǎng)絡(luò)切片應(yīng)用的靈活性和變現(xiàn)能力,,拓展運(yùn)營商的商業(yè)機(jī)會(huì)。
面對(duì)行業(yè)客戶多變的需求,,網(wǎng)絡(luò)切片提供靈活按需定制的服務(wù),,需要實(shí)現(xiàn)切片閉環(huán)的保障和SLA指標(biāo)實(shí)現(xiàn)的檢測,需要實(shí)現(xiàn)切片的隔離和安全性保障,,來應(yīng)對(duì)不同行業(yè)的不同的安全等級(jí)要求,。同時(shí),一個(gè)E2E切片同樣可以由多個(gè)專業(yè)子切片組成,,需要實(shí)現(xiàn)E2E切片的統(tǒng)一管理,。基于確定化網(wǎng)絡(luò)編排可以提供專業(yè)子切片內(nèi)部的傳輸,,通過使用多個(gè)彼此資源不沖突的子切片,,在不同邏輯網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)單獨(dú)帶寬和時(shí)延保障,,確保網(wǎng)絡(luò)性能的確定性。其中E2E切片智能保障的示意圖如圖4所示,,主要依賴自動(dòng)化閉環(huán)來實(shí)現(xiàn),,同時(shí)對(duì)于物理性維護(hù)和必要的外線干預(yù),提供人工閉環(huán)的保障途徑,。
3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議制定的全新5G核心網(wǎng)架構(gòu)中引入了新的網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析功能(NWDAF),,用于收集、分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),,以及向其他的網(wǎng)絡(luò)功能提供數(shù)據(jù)分析結(jié)果信息,,NWDAF提供的數(shù)據(jù)分析結(jié)果主要包含切片負(fù)載、業(yè)務(wù)體驗(yàn),、網(wǎng)絡(luò)性能等信息[5],。NWDAF在切片的智能選擇、切片自動(dòng)負(fù)荷分擔(dān),、網(wǎng)絡(luò)功能備份的自動(dòng)調(diào)整等切片保障方面,,將有望帶來更多的可能性。
3.2.3 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)
在5G垂直行業(yè)的業(yè)務(wù)中,,及時(shí),、安全地傳輸數(shù)據(jù)是工業(yè)通信技術(shù)的關(guān)鍵要求之一。時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)是滿足該要求的很有發(fā)展前景的重要技術(shù),。根據(jù)3GPP 5G需求規(guī)范[3],,對(duì)于時(shí)間敏感的工業(yè)應(yīng)用場景,可能需要達(dá)到1 ms的延遲,、1 ?滋s的抖動(dòng)和99.9999%的可靠性,。
5G與TSN的融合有助于將5G的潛力擴(kuò)展到更廣闊的領(lǐng)域,在5G網(wǎng)絡(luò)上融合TSN服務(wù),,關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)與TSN的互通,,圖5給出了5G與TSN的融合方案。為了滿足行業(yè)應(yīng)用對(duì)確定性時(shí)延的要求,,首先要提供精確的時(shí)間同步機(jī)制,,并要提供確定的傳輸路徑。具體實(shí)現(xiàn)中可以將網(wǎng)絡(luò)中性能需求不同的業(yè)務(wù)設(shè)置不同優(yōu)先級(jí),,并進(jìn)行包括帶寬,、時(shí)延、分組長度,、發(fā)送頻率,、端口入時(shí)間窗口和出時(shí)間窗口以及每個(gè)節(jié)點(diǎn)間的出、入時(shí)間窗口的匹配等特性配置,,實(shí)現(xiàn)確定性需求業(yè)務(wù)流程與其他業(yè)務(wù)沒通過時(shí)分復(fù)用為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)流程提供確定傳輸時(shí)隙,,以保證時(shí)間敏感業(yè)務(wù)的確定化傳輸路徑[2],。
目前,在OT和CT領(lǐng)域,,部分企業(yè)正在嘗試將5G與TSN相結(jié)合,,實(shí)現(xiàn)將傳感器和執(zhí)行器等工業(yè)設(shè)備以5G方式連接到TSN網(wǎng)絡(luò)。較之于4G,,5G無線接入網(wǎng)提供了更好的可靠性和傳輸延遲,。同時(shí),5G虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)允許被靈活地部署,,可以實(shí)現(xiàn)不受電纜安裝限制的TSN網(wǎng)絡(luò),。
4 實(shí)現(xiàn)案例
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng),、車聯(lián)網(wǎng),、智能醫(yī)療等5G垂直行業(yè)典型應(yīng)用場景,對(duì)時(shí)延,、帶寬,、可靠性等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)提出嚴(yán)格要求。本文以智能電網(wǎng)典型場景為例,,闡述5G確定化網(wǎng)絡(luò)已在行業(yè)應(yīng)用中的初步探索。
在智能電網(wǎng)的發(fā)電,、輸電,、變電、配電和用電等多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,,包括視頻巡檢,、配網(wǎng)自動(dòng)化、精準(zhǔn)負(fù)荷,、控制自動(dòng)抄表等可以與5G“超低時(shí)延”和“海量連接”特性相結(jié)合的典型業(yè)務(wù)場景,。其中,對(duì)于廣域開放性場景,,主要針對(duì)配網(wǎng)和用網(wǎng)以及少量存在移動(dòng)性或無線接入需求的輸變電場景,。確定化網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)采用5G網(wǎng)絡(luò)切片解決方案,而邊緣計(jì)算是支撐超低時(shí)延超大帶寬網(wǎng)絡(luò)切片的主要技術(shù)手段,;對(duì)于局域封閉性場景,,主要針對(duì)發(fā)電廠、變電站等特定高安全隔離需求場景,,確定化網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)采用以邊緣計(jì)算為核心的虛擬專網(wǎng)解決方案,,網(wǎng)絡(luò)切片則是實(shí)現(xiàn)公專網(wǎng)業(yè)務(wù)協(xié)同的支撐技術(shù)。
以精準(zhǔn)符合控制場景為例,,該場景重點(diǎn)為解決電網(wǎng)故障初期頻率快速跌落,、主干通道潮流越限,、省際聯(lián)絡(luò)線功率超用、電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用不足等問題,。通過確定化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,根據(jù)不同控制要求分為實(shí)現(xiàn)快速負(fù)荷控制的毫秒級(jí)控制系統(tǒng)和更加友好互動(dòng)的秒級(jí)/分鐘級(jí)控制系統(tǒng),基于5G網(wǎng)絡(luò)切片解決方案,,通過邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)超低時(shí)延超大帶寬網(wǎng)絡(luò)切片,,實(shí)現(xiàn)架構(gòu)如圖6所示。
測試結(jié)果表明:基于5G確定化網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,充分利用5G網(wǎng)絡(luò)的毫秒級(jí)低時(shí)延能力,,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)切片的SLA保障,增強(qiáng)電網(wǎng)與電力用戶間的雙向互動(dòng),,有效提升了在突發(fā)電網(wǎng)負(fù)荷超載的情況下對(duì)電網(wǎng)末端小顆粒度負(fù)荷單元的精準(zhǔn)管理能力,,將因停電所造成的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)影響降至最低,。
5 結(jié)論
5G確定化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究人員重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)之一,。本文從5G網(wǎng)絡(luò)的個(gè)性化和定制化等能力入手,分析了4種典型行業(yè)應(yīng)用場景對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的確定化要求,,重點(diǎn)提出了確定化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù),,并通過部分典型案例加以呈現(xiàn)。5G確定化網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)仍處于起步探索階段,,而5G與時(shí)間敏感性技術(shù)的協(xié)同融合也是實(shí)現(xiàn)確定化網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵,,5G確定化網(wǎng)絡(luò)將是實(shí)現(xiàn)5G行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ),也是5G使能千行百業(yè)的重要抓手,。
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作者信息:
張 蕾,,夏 旭,,朱雪田
(中國電信智能網(wǎng)絡(luò)與終端研究院,北京102209)