【中国移动】面向数字孪生的5G现场网体系架构白皮书_29页_1mb

5G+现场网体系架构分析总结

数字孪生与5G+现场网概述

数字孪生技术作为新兴技术，通过构建物理系统的虚拟映射实现工业等场景的信息化升级，为垂直行业数字化转型提供支持。5G+现场网技术作为数字孪生的关键使能技术，专注于工业、医疗、交通等场景的现场网络与设备间的“最后一百米”连接，为低时延、高精度定位和高可靠通信提供基础支撑，是推动行业数智化转型的核心技术要素。该白皮书提出Cube365体系架构，系统展示了5G+现场网的技术框架和发展方向。

核心技术内容

1. 总体架构：Cube365体系

提出三层架构：

• 实体层：“感”与“通”的感知能力（传感器、网关等数据采集与通信实体）
• 能力层：“算”、“数”、“智”三维度支撑，涵盖边缘计算与数据可视化能力
• 应用层：“用”服务，实现网络与业务全生命周期管理

六大发展趋势与六大技术维度：

• 趋势：扁平化、无线化、IP化、智能化、可控化、精细化
• 技术维度：“感、通、算、数、智、用”

五大连接技术：

• 5G+新型无源通信：分离式架构解决干扰问题，扩展应用场景
• 5G+新型短距通信（星闪技术）：支持微秒级低时延，满足智能制造需求
• 5G+确定性网络：兼容有线无线，解决工业数据传输确定性要求
• 5G+高精度定位：亚米级定位精度，适用于智慧楼宇、矿山等场景
• 5G与中低速网络：满足数据量小、成本敏感场景的连接需求

2. 关键技术

• 新型无源通信：收发分离架构，显著提升读写距离与识别率，结合5G部署降低运维成本。
• 星闪短距通信：创新帧结构设计与编码技术，为工业控制等提供超低时延通信能力。
• 确定性网络（TSN/TAN）：融合时间同步与调度技术，保障工业数据的确定性传输。
• 高精度定位：通过载波相位测量、AOA/AoD等技术，实现复杂环境下亚米级精度。
• 中低速网络：多种技术协同，满足不同行业对低功耗、广覆盖场景的需求。

3. 典型行业应用案例

• 工程机械制造：应用新型无源通信，实现模具全生命周期管理，提升资产管理效率。
• 智慧矿山：5G+确定性网络赋能远程控制，保障矿山作业安全与高效。
• 智慧钢铁：多协议融合技术满足炼铁工艺中的协同控制需求。
• 智慧楼宇：高精度定位与无源通信结合，优化停车管理和资产利用。
• 智慧医疗：无源标签实现病患与医疗设备的实时追踪与身份认证。

总结

该白皮书系统梳理了5G+现场网在数字孪生场景下的技术架构与发展趋势，提出从感知、通信到智能应用的全方位解决方案。其核心技术融合了5G、TSN、星闪等多种技术要素，适用于智慧工厂、矿山、医疗等垂直领域。未来，5G+现场网将通过协议融合与跨域协同，进一步推动行业现场网络向高可靠性、智能化方向发展。