5G确定性网络_电力系列白皮书II:5G电力虚拟专网建网模式_28页_7mb
报告摘要
5G确定性网络@电力系列白皮书II总结
核心内容
本白皮书《5G确定性网络@电力系列白皮书II:5G电力虚拟专网建网模式》围绕5G电力虚拟专网的建网模式展开,提出了一系列涵盖网络架构、建设方案、管理与服务等维度的系统性建议,旨在为电力行业实现5G网络的高效、安全、定制化应用提供指导。
主要观点
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5G虚拟专网的分类与适用场景:
- 5G行业虚拟专网分为广域虚拟专网和局域虚拟专网。
- 广域虚拟专网适用于跨区域的电力业务,如输电、配电、调度管理等。
- 局域虚拟专网适用于特定园区或区域内的业务,如变电站、电厂等。
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网络切片与边缘计算是核心支撑技术:
- 网络切片可实现端到端业务隔离与差异化服务。
- 边缘计算可在园区内提供本地化处理,提升响应速度与业务性能。
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5G电力虚拟专网建设需遵循安全分区原则:
- 电力行业需遵循“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的十六字方针。
- 生产控制类业务需达到等同于物理隔离的专用网络标准。
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三种主要的5G核心网部署方案:
- 方案1:公网专用,电力仅部署专用UPF。
- 方案2:公网专用,电力部署专用SMF+UPF。
- 方案3:专网专用,电力部署完整5GC。
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切片隔离方案需兼顾安全、可靠与经济性:
- 三种隔离方案分别为基于QoS保障、专属5G服务、专用5G网络。
- 不同业务类型可采用不同的隔离策略,以满足安全与性能需求。
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运营商与电网需协同合作:
- 运营商需为电网提供切片订购、部署、监控等服务。
- 电网需对切片进行管理,并结合自身业务特点实现终端、网络、业务的协同。
关键信息
1. 网络架构与建网模式
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无线接入网:
- 配网场景建议采用近点覆盖以满足低时延需求。
- 针对不同场景,建议采用宏站、杆站、微站、小站等不同形态的基站。
- 采用多种无线切片方案,满足不同业务的隔离与服务质量保障。
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承载网:
- 建议采用FlexE/G.MTN硬隔离技术,确保业务安全。
- 承载网需具备双路由、双归属保护,实现50ms链路恢复能力。
- 传输距离需纳入时延评估,建议UPF/MEC部署尽量靠近业务节点。
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核心网:
- 根据业务类型,可选择部署专用UPF、专用SMF+UPF或完整5GC。
- 三种方案在安全隔离、建设成本、运维复杂度等方面各有优劣,需根据电力业务需求进行选择。
2. 切片规划与隔离
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S-NSSAI标识:
- SST(Slice/Service Type)由运营商定义,包括eMBB、uRLLC、mMTC等。
- SD(Slice Differentiator)可由电网企业自定义,用于细化业务隔离。
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切片隔离方案:
- 方案1:生产控制大区采用专属服务+专用网络,管理信息大区采用QoS+专属服务。
- 方案2:生产控制大区采用专属服务+专用网络,管理信息大区采用专属服务+专用网络。
- 方案3:生产控制与管理信息大区均采用专用网络,实现更精细化的业务隔离。
3. 管理与服务方案
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5G切片服务管理:
- 包括切片订购、开通、变更、终止等生命周期管理。
- 支持SIM卡的开通、切片关联、信息配置等。
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5G切片网络管理:
- 提供切片网络拓扑、带宽、时延等监控能力。
- 支持终端用户管理、通信质量分析、故障定界与恢复。
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5G切片计费管理:
- 支持多量纲、多模式计费方式。
- 为电力企业提供灵活的计费与成本管理能力。
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管理面部署建议:
- 建议采用“省级受理、集团支撑”的模式。
- 管理平台需具备兼容性、功能完整性、统一版本管理等特性。
- 推动标准化接口定义,减少多厂商适配难度。
4. 5G电力虚拟专网建设现状与展望
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试点与商用进展:
- 2020年多个电力企业与运营商联合推进5G+智能电网项目。
- 首次实现端到端切片运营流程打通,并完成多个商用部署。
- 预计2022年将完成数千个5G电力终端的商用部署。
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未来发展方向:
- 推动5G确定性网络在电力行业的规模化商用。
- 重点研究安全解决方案与商业模式。
- 推动5G与电力系统的深度融合,助力电力行业数字化转型。
附录:主要参编单位与人员
参编单位
- 中国南方电网有限责任公司
- 全球能源互联网研究院有限公司暨国家电网公司电力通信网络技术实验室
- 中国电力科学研究院有限公司信息通信研究所
- 中国移动通信集团有限公司政企客户分公司
- 中国电信集团有限公司
- 中国联合网络通信集团有限公司
- 国网浙江省电力有限公司信通分公司
- 国网青岛供电公司
- 南京南瑞信息通信科技有限公司
- 广东省电信规划设计院有限公司
- 华为技术有限公司
参编人员(部分列举)
- 杨俊权、俞承志、洪丹轲、张国翊、郝晓龙、杨鹏、杨晓华、王劲、孙磊、周建勇、周荣、夏旭、童磊、郝晶晶、朱海龙、王莉、毛为民、衷宇清、王维、王浩、黄福全、吴彤浩、付佳佳、曾瑛、陈学军、林柔丹、李家樑、李炳林、吴鹏、姚继明、王智慧、杨德龙、朱思成、黄红兵、王彦波、邱兰馨、段凌霄、卢杉、徐阳洲、徐群、刘明峰、李坤、孟建、侯路、龚亮亮、胡阳、李洋、张影、梅承力、王恒、聂衡、吴沛喆、崔旭升、成龙、何诗文、黄海晖、符春全、赵侠、周远明、陈璇、柳强、任永铮、李宝、刘旻、程胜勇、张成龙、龚晋华、黄旭、胡维军、李艳涛、刘鹤贤、余晓光
附录:参考文献
- 3GPP TS 23.501 - 5G系统架构
- 3GPP TS 29.531 - 网络切片选择服务
- 3GPP TS 28.531 - 网络和网络切片的管理和编排
- 国家能源局. 国能安全 2015【36号】《电力监控系统安全防护总体方案》
- 5G确定性网络联盟.《5G确定性网络@电力系列白皮书I:需求、技术及实践》
- 5G应用产业方阵.《5G行业虚拟专网网络架构白皮书》
- 中国移动.《中国移动5G行业专网技术白皮书》
- 中国电信.《中国电信5G定制网产品指导手册》
- 中国联通.《中国联通5G行业专网白皮书(2020)》
- 国家电网,中国电信,华为.《5G网络切片使能智能电网产业报告》
- 中国南方电网,中国移动,华为.《5G助力智能电网应用白皮书》
- 陶志强,王劲,汪梦云.《5G在智能电网中的应用》
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