【IMT_-2020_5G_推进组】5G电力行业应用安全需求与架构白皮书_24页_1mb

5G电力行业应用安全需求与架构总结

核心内容

本白皮书围绕5G技术在电力行业中的应用，重点分析了其安全需求与安全架构，旨在构建“具有电力特色的5G安全防护体系”，以保障智能电网的安全稳定运行。5G技术在电力行业的应用主要体现在控制类、采集类、移动应用类及新型业务四大场景中，其超大带宽、超低时延和海量连接等特性，为电力系统提供了强有力的技术支撑。

主要观点

• 5G与智能电网融合：5G技术为智能电网提供了更高效、更安全的通信能力，推动电力行业数字化转型。
• 安全需求复杂：电力行业对通信系统有极高的安全、可靠性及实时性要求，需通过“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”四大原则保障。
• 网络切片技术关键：5G网络切片技术是实现电力业务差异化、安全隔离和资源保障的核心手段。
• 多方协同建设安全体系：需要产业链各方（网络设备商、运营商、解决方案提供商等）协同，共同构建满足电力行业特殊需求的5G安全防护体系。

关键信息

4.1 安全分区安全需求

• 电力系统分为生产控制大区和管理信息大区。
• 生产控制大区进一步划分为I区（控制区）和II区（非控制区）。
• I区与II区之间应实现逻辑隔离。
• 生产控制大区与管理信息大区应实现物理隔离。
• 5G切片技术可提供无线空口、传输网、核心网的隔离能力。

4.2 网络专用安全需求

• 5G网络切片应专网专用，与公网隔离。
• 无线空口需支持资源预留、数据加密和完整性保护。
• 传输网需通过FlexE实现硬隔离。
• 核心网需通过VLAN/VXLAN划分切片，实现访问控制。
• 网络需具备抗DDoS、防火墙、IDS/IPS、WAF等安全能力。

4.3 横向隔离安全需求

• 隔离需分两个层级：内部业务系统之间逻辑隔离，大区与大区之间物理隔离。
• 无线、传输、核心网侧均需实现端到端逻辑隔离。
• 网络切片需与外部数据网络隔离，确保边界防护。
• 切片之间需实现故障隔离，避免影响其他业务。

4.4 纵向认证安全需求

• 终端接入5G电力切片专网需通过主认证（电信运营商核心网）和次认证（电网自主部署的认证鉴权服务）。
• 终端与主站之间需实现端到端加密保护。
• 5G终端应集成安全模块或安全芯片，保障通信数据安全。
• 电网主站需配备安全防护设备。

5G智能电网安全架构

• 构建5G SA端到端网络，支持生产控制大区和管理信息大区的专用切片。
• 通过切片分层架构，满足不同业务的差异化安全与性能需求。
• 5G网络切片架构包含控制类切片（如差动保护、三遥等）和管理类切片（如智能巡检、用电信息采集等）。
• QoS保障机制：终端、无线和核心网需支持MBR、UE-AMBR、MFBR、GBR等参数，实现对业务的差异化服务质量保障。
• 安全技术部署：包括安全分区、网络专用及横向隔离、纵向认证等技术，形成完整的安全防护体系。

建议及展望

• 出台政策指引文件：建立跨部门、跨行业的安全政策，明确各方责任。
• 制定行业标准：推动5G+电力基础共性标准、融合设备标准及解决方案标准的制定。
• 开展安全测试与示范推广：加强安全测评能力建设，构建最佳实践案例，促进方案落地与推广。
• 推动5G与电力深度融合：通过多方协作，提升5G网络的安全能力，使其与电力系统的特殊安全和可靠性需求相适配。

附录：缩略语

主要贡献单位

• 中国信息通信研究院
• 华为
• 中国移动
• 国家电网
• 南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司）
• 紫光展锐
• 信大捷安
• 触点互动

本白皮书为5G技术在电力行业的应用提供了系统性的安全架构与技术路径，强调了5G网络切片在实现电力业务隔离、安全与性能保障中的核心作用，为电力行业的5G安全建设提供了重要参考。