中国移动：数字孪生技术应用白皮书_38页_3mb

5G+行业网数字孪生白皮书总结

核心内容概述

本白皮书系统阐述了5G行业网（包括5G专网与行业现场网）与数字孪生技术融合的背景、内涵、架构、关键技术及典型应用场景。数字孪生网络（DTN）作为一项新兴技术，通过构建物理网络的数字化映射，实现对网络的全生命周期管理，提升网络运维效率与服务质量，助力垂直行业实现数智化转型。

主要观点

1. 数字孪生网络的背景与价值

• 背景：随着数字经济的发展，通信网络在“万物互联”中扮演重要角色，但网络运维复杂度高，传统模式难以满足行业对网络可用性、可靠性、灵活性和安全性的高要求。
• 价值：
  • 提供网络拓扑透视与流量全息，使网络由“黑盒”变为“白盒”。
  • 实现设备与网络的全生命周期管理，提升运维效率与服务质量。
  • 实现网络的实时闭环控制，支持自学习、自验证、自演进。
  • 降低网络优化试错成本与风险，提升网络创新效率。

2. 5G行业网数字孪生的驱动力

• 需求特征：
  • 可用性：行业网络要求服务始终在线，停机时间极低。
  • 可靠性：网络需高成功概率传输业务，具备强大的覆盖与切换能力。
  • 灵活性：网络参数可灵活配置，按需定制。
  • 安全性：需保障端到端安全，防止数据泄露与设备风险。
• 运维管理痛点：
  • 传统运维模式效率低、响应慢。
  • 数据割裂，缺乏统一管理平台。
  • 终端数量激增，运维复杂度提升。
• 全生命周期管理能力体系：
  • 包括网络方案规划与仿真、数字孪生建模、网络可视化、智能运维等。
  • 实现低成本试错、高质量运维和智能辅助决策。

关键信息

1. 数字孪生网络（DTN）技术体系

• 架构：采用“三层三域双闭环”架构，包括物理网络层、孪生网络层和网络应用层。
• 三域：数据域、模型域和管理域，分别对应数据共享仓库、服务映射模型和网络孪生体管理。
• 关键技术：
  • 全景数据服务技术
  • 网络全生命周期建模技术
  • 全域孪生体管理技术
  • 网络可视化技术
  • 全向接口协议技术

2. 5G专网数字孪生技术

• 平台架构：终端层、边缘层、平台层、应用层四层结构。
• 核心功能：
  • 网络自运维（运行概览、监控、故障定界）
  • 网络自服务（切片设计、订购、网络配置）
• 关键技术：
  • 数据接入技术
  • 网络态势感知技术
  • 2D/3D数字可视化技术
  • 服务集成管理技术
• 典型应用案例：
  • 海尔工业园区：实现网络监控与管理。
  • 水文行业：提供设备与网络状态统一可视化。
  • 煤炭行业：助力“智慧矿山”建设。

3. 行业现场网数字孪生技术

• 技术概述：行业现场网包含接入网和核心网，支持异构网络融合。
• 平台架构：包括数据获取、模型构建、模型编排与调试。
• 核心功能：
  • 网络规划仿真
  • 实时监控与运维优化
  • 智能运维（故障定界、场景识别、根因定位、预测）
• 关键技术：
  • 数据采集与分析技术
  • 模型构建技术（几何模型、信息模型、机理模型）
  • 智慧运维技术
  • 可视化技术（GIS、3D、BIM）
• 典型应用案例：
  • 智能制造：实现产线设备远程同步控制。
  • 智慧园区：支持多媒体业务混传，实现多节点、多业务并发处理。
  • 工业现场网：融合5G与工业网络，实现“最后一百米”连接优化。

未来展望

• 随着行业数字化转型的深入，网络异构化与定制化趋势将更加明显。
• 传统运维体系无法满足新兴需求，需转向以数字孪生为核心的全生命周期管理（NLM）。
• 中国移动将持续推进数字孪生网络技术体系，推动行业终端与网络设备的标准化建设。
• 打造适用于不同行业的数字孪生网络解决方案，实现“可视、可管、可控”的目标，助力行业实现“数智化”升级。

缩略语

编写单位及作者

• 技术指导：
  • 魏晨光：中国移动通信有限公司研究院副院长
  • 何瑞：中移物联网有限公司副总经理
• 编写单位：
  • 中国移动通信有限公司研究院：范晓晖、王迪、龙容、罗达、李小涛、周铖、王曦泽、万鸿俊、马帅、肖善鹏
  • 中移物联网有限公司：梁宇航、刘炀、姜仁杰