5G行业虚拟专网网络架构白皮书_31页_8mb

5G行业虚拟专网总结

核心内容

5G行业虚拟专网是一种基于5G公网，为行业用户提供高质量、可定制化专用虚拟网络服务的网络模式。该网络架构支持行业用户对网络资源的灵活配置，满足其在数据传输、网络性能、数据安全、系统融合以及自主运维等方面的多样化需求。

主要观点

• 5G行业虚拟专网是行业数字化转型的重要支撑，其网络性能指标（如带宽、时延、可靠性、连接数）相较于以往无线技术有显著提升。
• 该网络模式通过灵活部署策略，如“以租代建”、“分步推进”、“共建共享”等方式，有效降低行业企业的通信网络成本。
• 5G行业虚拟专网支持行业数据不出园区，保障数据安全，同时提供灵活的网络运维和管理能力。
• 行业虚拟专网可以分为广域和局域两种架构，分别适用于不同业务场景和地理范围。
• 通过网络切片和边缘计算等关键技术，5G行业虚拟专网实现了对不同业务类型的差异化服务和资源隔离。

关键信息

网络架构设计原则

1. 通信网络成本降低原则：通过复用运营商公网资源，降低建设与运维成本。
2. 多域多类业务承载原则：支持广域和局域业务，实现不同业务类型的差异化服务。
3. 数据安全保障原则：通过UPF分流、切片隔离、本地化处理等手段保障行业数据安全。
4. 与现有系统深度融合原则：实现与企业内部系统（如MES、SCADA、ERP等）的互联互通。
5. 自主运营运维原则：通过能力开放平台，实现行业用户对网络的自主配置和管理。

网络架构分类

局域虚拟专网

• 适用场景：制造、钢铁、石化、教育、医疗等园区/厂区型企业。
• 架构组成：基站、UPF、边缘计算平台、企业业务平台、自服务管理平台。
• 部署方案：
  • UPF部署：适用于中小型企业，流量本地出口，运维成本低。
  • UPF+MEP部署：适用于大中型企业，支持业务与网络联动，具备一定的自运维能力。
  • 5G轻量级核心网部署：适用于大型企业，实现控制面和用户面的全下沉，保障数据安全与隔离。

广域虚拟专网

• 适用场景：交通、电力、车联网等跨域经营的行业。
• 架构组成：5G无线接入网、5G核心网、边缘计算平台。
• 部署方案：
  • 网络资源共享部署：通过逻辑隔离方式复用公网资源，适合对安全隔离要求不高的企业。
  • 专用物理核心网切片部署：通过物理隔离方式保障业务安全，适合对网络性能和安全有强需求的行业客户。

业务分流方案

• DNN（数据网络标识）：通过签约特殊DNN实现业务流量本地出口。
• ULCL UPF（上行分类器用户面功能）：根据终端位置选择本地UPF，实现业务分流。
• LADN（本地数据网络服务区）：通过LADN实现本地流量出口服务，适用于广域场景。

统一运营运维方案

• 行业用户可通过运营商提供的统一平台进行网络配置、业务管理、流量监控、切片管理等操作。
• 支持自定义网络能力调用，包括QoS管理、黑白名单控制、无线接入白名单管理等。

典型案例

上海宝钢

• 网络架构：采用SA组网，部署MEC和UPF，实现本地业务分流。
• 应用场景：AGV路径监控、无人运输、智能调度。
• 成效：提升物流效率，降低人力成本，实现零交通事故。

宁波舟山港

• 网络架构：采用SA组网，UPF下沉至港口区域，实现本地分流。
• 应用场景：港机远程控制、智能理货、集卡自动驾驶。
• 成效：端到端时延控制在10-20ms，单用户峰值速率超250Mbps，助力港口自动化发展。

格力

• 网络架构：采用5G SA架构，UPF下沉至园区，MEP提供本地业务支持。
• 应用场景：产线无纸化首检、产线视频监控、智能制造。
• 成效：提升首检效率、减少人工错误、提升生产数据安全性。

江西星火

• 网络架构：采用UPF+MEP方案，实现本地数据处理和安全隔离。
• 应用场景：智能物流、智能巡检、智能安监、机器视觉。
• 成效：定位精度提升300%，漏检率降低25%，违规行为减少78%。

长虹

• 网络架构：采用5G模组或CPE组网，结合室分和宏基站，实现数据本地化。
• 应用场景：AGV管理系统、协同生产、工业数据采集。
• 成效：提升生产效率，降低设备和人员成本，实现智能化管理。

海尔

• 网络架构：基于5G+MEC虚拟专网，实现数据本地处理与安全隔离。
• 应用场景：AR/VR、机器视觉、智能安防、远程维修、工厂大数据。
• 成效：提升生产效率，降低硬件和算力成本，实现设备端轻量化。

南方电网

• 网络架构：采用5G SA架构和切片技术，实现电力业务的差异化承载。
• 应用场景：智能分布式配电自动化、应急通信保障、配网计量。
• 切片类型：eMBB、uRLLC、mMTC。
• 成效：提升电网自动化管理水平，实现低时延、高带宽、大连接、高安全的网络服务。

主要贡献单位

• CAICT 中国信通院
• 中国电信
• 中国移动通信
• 中国联通
• 华为
• 中兴
• 大唐移动
• 宝信软件
• 智利时
• 长虹
• 海尔
• 中控·SUPCON
• AIG 5G应用产业方向