1、PAGE 4- -廣東5G+工業互聯網行業解決方案（v1.0）2022年11月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc24530178 1概述 PAGEREF _Toc24530178 h 4 HYPERLINK l _Toc24530179 1.1.行業背景 PAGEREF _Toc24530179 h 4 HYPERLINK l _Toc24530180 1.2.需求分析 PAGEREF _Toc24530180 h 4 HYPERLINK l _Toc24530181 1.3.痛點分析 PAGEREF _Toc24530181 h 5 HYPERLINK

2、l _Toc24530182 2整體方案設計 PAGEREF _Toc24530182 h 5 HYPERLINK l _Toc24530183 2.1.總體方案 PAGEREF _Toc24530183 h 5 HYPERLINK l _Toc24530184 2.2.系統組成 PAGEREF _Toc24530184 h 6 HYPERLINK l _Toc24530185 2.2.1.工廠內網組成 PAGEREF _Toc24530185 h 6 HYPERLINK l _Toc24530186 2.2.2.工廠外網組成 PAGEREF _Toc24530186 h 7 HYPERLIN

3、K l _Toc24530187 2.3.系統功能及主要應用場景 PAGEREF _Toc24530187 h 7 HYPERLINK l _Toc24530188 場景一： 5G+超高清視頻 PAGEREF _Toc24530188 h 7 HYPERLINK l _Toc24530189 場景二： 5G+AR PAGEREF _Toc24530189 h 9 HYPERLINK l _Toc24530190 場景三：5G+VR PAGEREF _Toc24530190 h 9 HYPERLINK l _Toc24530191 場景四：5G+無人機 PAGEREF _Toc24530191

4、h 11 HYPERLINK l _Toc24530192 場景五：5G+云端機器人 PAGEREF _Toc24530192 h 12 HYPERLINK l _Toc24530193 場景六：5G+遠程控制 PAGEREF _Toc24530193 h 13 HYPERLINK l _Toc24530194 場景七：5G+機器視覺 PAGEREF _Toc24530194 h 14 HYPERLINK l _Toc24530195 場景八：5G+云化 AGV PAGEREF _Toc24530195 h 15 HYPERLINK l _Toc24530196 2.4.網絡方案 PAGERE

5、F _Toc24530196 h 16 HYPERLINK l _Toc24530197 2.4.1概述 PAGEREF _Toc24530197 h 16 HYPERLINK l _Toc24530198 2.4.2. 邊緣計算 PAGEREF _Toc24530198 h 16 HYPERLINK l _Toc24530199 2.4.3. 切片網絡架構 PAGEREF _Toc24530199 h 18 HYPERLINK l _Toc24530200 2.4.4. 5G專網 PAGEREF _Toc24530200 h 19 HYPERLINK l _Toc24530201 2.5.平

6、臺系統模塊 PAGEREF _Toc24530201 h 1 HYPERLINK l _Toc24530202 2.6.終端方案 PAGEREF _Toc24530202 h 2 HYPERLINK l _Toc24530203 2.6.1關于5G基帶芯片與5G模組 PAGEREF _Toc24530203 h 2 HYPERLINK l _Toc24530204 2.6.2數據類終端 PAGEREF _Toc24530204 h 4 HYPERLINK l _Toc24530205 2.6.3行業終端： PAGEREF _Toc24530205 h 5 HYPERLINK l _Toc245

7、30206 2.7.方案優勢 PAGEREF _Toc24530206 h 5 HYPERLINK l _Toc24530207 3成功案例 PAGEREF _Toc24530207 h 6 HYPERLINK l _Toc24530208 案例 1：5G+家電制造-格力電器 PAGEREF _Toc24530208 h 6 HYPERLINK l _Toc24530209 案例 2：5G+智慧鋼廠-湛江鋼鐵 PAGEREF _Toc24530209 h 7 HYPERLINK l _Toc24530210 案例 3：5G+智慧港口-青島港 PAGEREF _Toc24530210 h 8 H

8、YPERLINK l _Toc24530211 案例 4：5G+智慧工廠-中國商飛 PAGEREF _Toc24530211 h 10 HYPERLINK l _Toc24530212 案例 5：5G+電子制造-中興長沙工廠 PAGEREF _Toc24530212 h 10 HYPERLINK l _Toc24530213 4商業合作模式 PAGEREF _Toc24530213 h 12 HYPERLINK l _Toc24530214 4.1.通信服務模式 PAGEREF _Toc24530214 h 12 HYPERLINK l _Toc24530215 4.2.系統集成模式 PAGE

9、REF _Toc24530215 h 12 HYPERLINK l _Toc24530216 4.3.專網建設模式 PAGEREF _Toc24530216 h 12 HYPERLINK l _Toc24530217 5服務支撐聯系方式 PAGEREF _Toc24530217 h 12 HYPERLINK l _Toc24530218 6附錄 PAGEREF _Toc24530218 h 13 HYPERLINK l _Toc24530219 6.1.圖例 PAGEREF _Toc24530219 h 13 HYPERLINK l _Toc24530220 6.2.參考文獻 PAGEREF

10、_Toc24530220 h 15 PAGE 16 PAGE 21概述行業背景工業互聯網是新一代信息通信技術與現代工業技術深度融合的產物，是制造業數字化、網絡化、智能化的重要載體，也是全球新一輪產業競爭的制高點。相繼在德國提出工業4.0計劃，美國提出工業互聯網概念之后，我國自2015年以來陸續出臺了“中國制造2025”、“互聯網+”等多項產業政策，推動工業互聯網的建設。中國作為第一大工業強國、第二大互聯網產業強國，工業互聯網發展前景廣闊。5G 是新一代移動通信系統，5G 與工業生產融合之后，逐步成為支撐工業生產的基礎設施。5G 與工業生產中既有研發設計系統、生產控制系統及服務管理系統等相結合，

11、可以全面推動 5G 垂直行業的研發設計、生產制造、管理服務等生產流程的深刻變革，實現制造業向智能化、服務化、高端化轉型。同時，工業互聯網具有難度大、風險高、成本高、跨領域等特點，因此5G+工業互聯網既具有廣闊的前景，也是最具挑戰性的領域。需求分析工業互聯網是實現人、機器、車間、企業等主體以及設計、研發、生產、管理、服務等產業鏈環節的全要素的泛在互聯。在工廠內，要實現工廠內生產裝備、信息采集設備、生產管理系統以及勞動力之間的互聯。在工廠內有IT網絡和OT網絡，智能工廠希望所有設備都能連接到一個IT和OT完全融合的網絡上，實現直接的互通互聯。這個網絡不光具備有線網絡，還要有各種無線技術的接入，還應

12、該承載各種不同的業務，不同的服務，實現不同的服務質量。5G網絡其優越的網絡性能、良好的移動性和QoS保障，在工廠內網具有很多應用場景。工廠外：隨著智能工廠與工廠外實體的聯系日益密切，工廠的部分業務系統上云后，企業對上網、上云和企業間互聯的需求日益增強。工廠外的聯網的目的是實現生產企業、協作企業、智能產品、用戶、金融機構、供應鏈、物流企業的廣泛互聯。此外，對出廠產品的跟蹤，是服務化轉型的基礎。5G網絡具體覆蓋廣、產業鏈標準化等優勢，對于廣域互聯、產品跟蹤等應用場景具備天然優勢。痛點分析安全生產與人文關懷：工業生產存在部分危險、惡劣工作環境，不適于人工操作，或者某些區域人員進入為較困難，需要遠程操

13、控設備或機器人降低人工成本，提升工作效率：工業生產存在大量的生產數據采集、設備巡檢需求，人工巡檢效率低，對一些有技能要求的操作，需要專業人員在遠程進行協助。節能環保要求：很多工廠是能耗和污染排放大戶，需要實時、海量監控相關數據。柔性制造：工業互聯網對于柔性制造與個性化定制的需求，要求生產區域能夠根據需求進行靈活重構，智能機器可能在不同生產域間調整和遷移。這就要求工廠內的網絡架構，能夠適應快速組網與靈活調整的需求?，F有網絡技術的局限：工業生產的網絡連接需求：數量多、帶寬大、移動性強、穩定性高。工廠又具有特殊的環境條件：如高溫、高濕、噪聲、粉塵，還收到復雜的網絡部署條件制約：如各種設備、管線等?，F

14、有的固定網絡、4G、Wifi等在網絡性能，抗干擾、移動性、穩定性和部署的方便性等方面存在一定的局限，難以滿足工業互聯網需求。整體方案設計總體方案以下是5G產業自動化聯盟認為的5G智能工廠，以5G為基礎，實現制造基地之間運營管理與控制遠程集中化，基地內通訊網絡無線化，通過網絡切片保證通信質量和安全隔離，通過邊緣云降低時延，保證數據安全。傳感器工廠 A工廠總部：數據中心，工業應用、第三方應用工業應用 X5G切片 APLC切片 B切片C工廠 BPLCPLC工業應用 Y邊緣云，網絡功能、工業應用、第三方應用PLC圖2-1 5G智能工廠全景圖系統組成工廠內網組成工廠內網絡，主要用于連接生產設備和辦公設備

15、，通常包含生產網絡和辦公網絡兩張網，二者通過網關實現互聯和安全隔離。車間內大量AGV、機器人、移動手持設備、傳感器、設備、物品等需要通過網絡進行互聯互通，以實現對生產現場的實時數據采集等功能。5G 使能工廠生產柔性化。在制造自動化控制系統中，典型的閉環控制過程周期低至毫秒級別，同時對可靠性也有極高的要求。未來工廠中，靜態的順序制造系統，越來越多的被新型的模塊化生產系統取代，從而提供更高的靈活性和多用途適應性。5G在滿足高可靠低時延的基礎上，帶來生產設備無線連接的靈活性，使得工廠生產系統模塊化和柔性制造成為可能，極大降低生產線重組的時間開銷及成本。 基于 5G 的工業增強現實及遠程控制。采用增強

16、現實技術，對生產任務進行分步指引，指導工廠工作人員現場手動裝配過程,可以快速滿足新生產任務的需求。在惡劣環境下，基于增強現實應用實現人機遠程交互與控制，用工業機器人代替人的現場參與。5G 的低時延和高速率特性，使這些應用成為現實。 5G支持生產設備、移動機器人、AGV 等之間的協作。在未來工廠中，移動機器人、AGV起到日益重要的作用。在生產過程中，要求這些智能設備間的密切協同和無碰撞作業，需要以無線方式，低時延、高可靠的進行實時數據交換。5G對于這些設備間的精密協作至關重要，可以大大提升制造效率。工廠外網組成智能工廠需要大量外部連接，包括：上網專線、互聯專線、上云專線等滿足智能工廠與互聯網、其

17、他工廠、云端應用和客戶、產業鏈等的連接。 在工廠外部，利用NB-IOT、LTE增強、5G切片等技術，實現對各類為滿足各類海量的智能產品的無線接入。對一些網絡質量要求較高，或比較關鍵的業務，需要用專網或VPN的方式來承載。專網中需要利用SDN、NFV等技術實現業務、流量的隔離，并實現網絡的開放可編程。通過產業互聯網服務，開放核心網部分能力整合成網絡服務API，軟件驅動加服務編排，給工業企業提供個性化的封裝網絡服務。系統功能及主要應用場景5G與工業互聯網融合應用出現了八大類新型場景，分別為 5G+超高清視頻、5G+AR、5G+VR、5G+無人機、5G+云端機器 人、5G+遠程控制、5G+機器視覺以

18、及 5G+云化 AGV，相應應用場景 對 5G網絡提出了新的需求。在應用場景發展節奏方面：5G與超高清視頻的融合應用已進入應用成熟期，將成為 5G在工業互聯網領域的第一批應用場景；5G+AR、5G+VR 以及 5G+機器視覺等應用已進入高速發展期，經濟價值逐漸顯現，未來 1-2年將成為工業互聯網的主流應用場景；5G+云化 AGV、5G+無人機等應用受限于與設備深度融 合的需求，還需等待產品成熟，未來 2-3 年將有較快發展；5G+遠程控制和 5G+云端機器人等應用由于涉及工業核心控制環節，目前還處 于探索期，有待進一步的測試驗證。場景一： 5G+超高清視頻超高清視頻是繼視頻數字化、高清化之后的

19、新一輪重大技術革新， 將帶動視頻采集、制作、傳輸、呈現、應用等產業鏈各環節發生深刻 變革。高清視頻被認為是 5G 時代應用最早的核心場景之一，加快發展超高清視頻產業，對滿足人民日益增長的美好生活需要、驅動以視 頻為核心的行業智能化轉型、促進我國信息產業和文化產業整體實力 提升等具有重大意義。隨著技術發展，超高清視頻已不局限于監視、錄像、回放等傳統 功能，開始向字符識別、人臉識別、行為分析、物體識別等智能化方 向發展，對視頻流的清晰度以及流暢度提出了更高的要求，而 5G 網絡的承載力成為解決這些需求的有效手段。在工業環境下，高清視頻 的主要應用在于智慧園區的安防、人員管理等場景，通過 5G 高速

20、率 的特性，將采集的監測視頻/圖像實時回傳，實現視頻、圖片、語音、 數據的雙向實時傳輸，同時結合 5G MEC 統一監控平臺，實現人員違規、廠區的環境風險監控的實時分析和報警，大大提高作業安全規范 性。超高清技術是高清技術的延伸，代表了近年來音視頻產業發展的 主要方向。與高清技術（19201080，約 200萬個像素）相比，4K（38402160，約 830 萬個像素）超高清像素數為高清的 4倍，理論清晰度為高清的 2倍；8K（76804320，約 3300 萬個像素點）超高清分辨率為高清的 16倍，理論清晰度為高清的 4倍。超高清視頻提升了分辨率、亮度、色彩、幀率、色深、聲道、采樣率等指標，

21、這些技 術指標的提高雖然可以給觀眾帶來極為清晰、逼真和沉浸感的畫面， 但是也使音視頻數據量成倍增長。按照目前超高清視頻產業主流標準， 4K/8K 視頻對網絡速率要求至少為 12-40Mbps，甚至可達 48-160Mbps。表2-1超高清視頻對于 5G 網絡的需求典型應用分辨率通信速率（壓縮后）編碼格式幀率（fps）通信時延應用范圍高清視頻 實時上傳1080p2-10Mbps藍光視頻約20MbpsH.264、H.26530、6030ms圖 片 視 頻 信息采集傳輸4K12-40MbpsH.264、H.26530、6030ms人 臉 識 別 等高 清 視 頻 采集等8K48-160MbpsH.2

22、64、H.265、 H.26660、12050Mbps（下行）；20Mbps（上行）50Mbps（上行）10ms設備輔助裝配于遠程 協助場景三：5G+VR虛擬現實（VR），是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，利用計算機生成一種模擬環境，使用戶沉浸到該環境中。虛擬 現實技術就是利用現實生活中的數據，通過計算機技術產生的電子信號，將其與各種輸出設備結合使其轉化為能夠讓人們感受到的現象， 并通過三維模型表現出來。目前 VR 的在工業互聯網中主要應用在虛擬裝配、虛擬培訓、虛擬展廳等場景：VR 虛擬裝配是工業設計必不可少的審核環節，可以 在設計接口、部件外觀大小等方面最大化優化產品實際裝配時的

23、能效； VR 虛擬培訓相較于傳統的課堂更能全面、及時反饋，相比于教科書 里面難懂的文字和需要考驗學生想象力的平面圖，虛擬現實的場景表 達更直觀，并傳遞更多的信息；VR 虛擬展廳將展廳及展示產品 3D 化，帶給觀展者足不出戶就能身臨現場的體驗?；?5G 的 Cloud VR，結合眼球跟蹤渲染技術、GPU 定點渲染、 LED 高 PPD 屏幕技術，VR 終端可以完全實現無線化和輕量化；由于云端內容與無線 VR 直連，不能被本地復制，進一步保護了內容版權； 用戶互動數據傳輸到云端并進行計算，再反饋回本地終端，大大降低VR 的成本。 典型應用沉浸等級速率要求時延應用范圍VR 虛擬應用初步沉浸25Mp

24、bs40ms虛擬展示等靜態展示部分沉浸100Mbps30ms虛擬培訓等交互場景深度沉浸400Mbps20ms虛擬裝配等強交互場景完全沉浸1Gpbs25Mbps（4K）600kbps100Mbps（8K）設備巡檢場景五：5G+云端機器人2017 年發布的人工智能時代的機器人 3.0 新生態白皮書把機器人的發展歷程劃分為三個時代，分別稱之為機器人 1.0、機器人 2.0、 機器人 3.0。在機器人 2.0 的基礎上，機器人 3.0 實現從感知到認知、推理、決策的智能化進階。2019 年 6 月，機器人 4.0 白皮書發布，機器人 4.0 時代是在機器人 3.0 時代加上自適應能力，對三維環境語義的

25、理解，在知道它是什么的基礎上，把看到的信息變成知識，讓存 儲就變得更加合理，而且可搜索、可查詢、可關聯、可推理。近幾年來人工成本不斷提高，不但使得工業企業的利潤持續降低， 而且大量的人工操作不利于產品質量控制和企業管理。機器人成為了 解決人工成本的優秀替代方式，很多制造業工廠都開始加快機器人應 用的步伐，尤其是一些操作工序復雜或精密度較高的工作。傳統的工 業機器人存在不足，比如工作范圍受限、工作內容有限、設備成本高 等問題。隨著人工智能、云計算等技術的不斷成熟，云化機器人將逐 漸成為主流。云化機器人將控制“大腦”放在云端，根據本地機器人的 不同工作內容和工作地點針對性控制，真正實現機器人的自主

26、服務和自主判斷。同時由于“大腦”放在了云端，“大腦”可以將所有機器人檢索的信息進行整合，完善自身的學習能力和自優化能力。隨著云端學 習能力的提升和數據共享，本地機器人本身不需要存儲資料信息，也 不需要具備超強的計算能力，這樣一來機器人的開發成本和時間也會 大大縮減。實現云端機器人大規模密集部署和應用拓展，對 5G 網絡提出了 兩個需求，即：滿足通信調度及業務數據實時交互需求和集成其它視 覺應用的通信需求。云端機器人系統包括室內及室外應用場景，可滿 足工業高可用指標 99.999%，通信時延 10100ms。目前單個機器人 安裝 1020 個攝像頭（實現視覺導航、視覺檢查等多種功能），移動 速度

27、提升到 23m/s，因而網絡上行帶寬需求小于 1Gbps（隨著低時延 的視頻壓縮和解壓技術成熟，可以在機器人端實現視頻壓縮預處理，節省上行帶寬），時延 10100ms。表2-5 云端機器人對于 5G 網絡的需求典型應用上行帶寬通信時延應用范圍云端機器人調度 通信1Mbps-10Mbps10-100ms機器人端處理機器人語音、視覺、遙 操作協同。云端機器人實時 操控或協作集成 其它視覺應用需 求10Mbps-1Gbps10-100ms通信調度及語音、視覺、遙操作協同 等業務數據實時交互，機器人本體完 成終端傳感器預處理（網絡需求按移 動速度、預處理方案不同而不同）場景六：5G+遠程控制遠程控制一

28、直是工業生產中保障人員安全、提升生產效能、實現 多生產單元協助的必要手段。由于遠程控制會直接關系生產環節的產 品質量和生產效率，目前工業上大多數遠程控制還是基于有線網絡。 雖然有線網絡穩定，但也限制了生產的靈活性，同時也在一定程度上限制了生產過程的控制范圍。 為了達到遠程控制的效果，受控者需要在遠程感知的基礎之上通過通信網絡向控制者發送狀態信息。控制者根據收到的狀態信息進行 分析判斷并做出決策，再通過通信網絡向受控者發送相應的動作指令。 受控者根據收到的動作指令執行相應的動作，完成遠程控制的處理流 程。為了保證控制效果，通信網絡時延和可靠性就更加重要。在工業生產中某些環境場合確實不適宜人工作業

29、，比如高溫、高空、環境指標差等場合。甚至有的工作人工無法完成，比如工廠內大 件貨物或港口集裝箱的裝卸，都需要遠程控制機械來實現。要實現遠 程控制，不僅需要足夠高清晰度視頻提供視覺支持，還需要實時穩定 的網絡保證操控的靈敏度和可靠性。這些對現有工業網絡和 4G 技術 來說是一個挑戰。考慮遠程控制的需求，5G網絡的優勢一方面在于高速率可以滿足高清視頻回傳的要求，另一方面也可以在保證可靠性 的前提下滿足遠程控制對于時延的要求。表2-6 遠程控制對于 5G 網絡的需求典型應用通信速率平均時延應用范圍圖像/視頻流上傳上行50Mbps（8K）50kbps50Mbps（8K）1Mbps100ms所有數據反饋

30、應用場合場景八：5G+云化 AGV自動導引運輸車（AGV），指裝備有電磁或光學等自動導引裝置， 能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸 車。AGV 不需駕駛員，以可充電之蓄電池為其動力來源，一般可透過電腦來控制其行進路線以及行為。AGV 的活動區域無需鋪設軌道、 支座架等固定裝置，因而在自動化物流系統中能充分地體現其自動性 和柔性，實現高效、經濟、靈活的無人化生產。在制造業，多臺 AGV 組成柔性生產搬運系統，運行路線可以隨著生產工藝流程的調整而及 時調整，大大提高了生產的柔性和企業的競爭力。對于港口、碼頭和 機場等密集搬運場所，AGV 被賦予了更為強大的并行化、自動化、

31、 智能化等特性。在一些特殊環境要求的場景，如醫藥、食品、化工， 甚至危險場所和特種行業，AGV 除了基本的搬運工作外，還自帶多 種傳感器，可以執行檢查、探測、自動識別等工作。所謂云化 AGV，是把 AGV 上位機運行的定位、導航、圖像識別 及環境感知等需要復雜計算能力需求的模塊上移到 5G 的邊緣服務器，以滿足 AGV 日益增長的計算需求，而運動控制/緊急避障等實時性要 求更高的模塊仍然保留在 AGV 本體以滿足安全性等要求。這相當于 在云端為 AGV 增加了一個大腦，除 AGV 原有的復雜計算以外，各種各樣的 AI 能力擴展成為可能。實現云化 AGV 大規模密集部署、大范圍無縫切換以及應用拓

32、展， 對 5G 網絡提出了相關需求：即滿足通信調度及業務數據實時交互需 求，以及集成其它視覺應用的通信需求。云化 AGV 系統包括室內及 室外應用場景，室外覆蓋范圍約 2km；滿足工業高可用指標 99.999%， 通信時延小于 100ms。目前的雙目視覺 AGV，網絡需求為上行帶寬 144Mbps（如果 AGV 端視覺預處理，上行帶寬要求不高），時延3040ms。未來 AGV 安裝 610 多攝像頭（視覺導航、視覺檢查等多種功能），移動速度提升到 23m/s，網絡上行帶寬需求小于 1Gbps（隨 著低時延的視頻壓縮和解壓技術成熟，可以在 AGV 端實現視頻壓縮 預處理，節省上行帶寬），時延約為

33、 20ms。表2-8 云化 AGV 對于 5G 網絡的需求典型應用上行帶寬通信時延應用范圍云化AGV調度通 信1Mbps100msAGV 調度通信、狀態管理等。室外覆 蓋范圍 2km。云化AGV實時通 信需求（SLAM）1Mbps-200Mbps20-40ms通信調度及業務數據實時交互（網絡 需求按移動速度、終端傳感器預處理 方案不同而不同）云化AGV集成其 它視覺應用需求10Mbps-1Gbps10-100msAGV 集成其它應用通信（與終端傳感 器、應用密切相關）網絡方案2.4.1概述5G網絡具備三類應用場景:增強型移動寬帶（eMBB）、大規模機器類通信（mMTC）、高可靠低時延通信（uR

34、LLC）。其中，eMBB 場景,可支撐工業互聯網逐漸興起的大流量低時延、高可靠性業務。5G 網絡架構靈活開放，通過邊緣計算等與工業應用緊密結合，并保證數據安全性和降低時延。5G網絡支持網絡切片，可以為工業用戶提供高可靠性的資源保障。5G 為工業互聯網提供更可靠、更開放、按需定制的網絡。滿足工業互聯網應用需求。2.4.2. 邊緣計算1、系統架構多接入邊緣計算（MEC）是將多種接入形式的部分功能、內容和應用一同部署到靠近接入側的網絡邊緣，通過靠近用戶處理業務，配合內容、應用與網絡的協同，提供低時延且安全可靠的服務，達成極 致用戶體驗。在 5G 服務工業互聯網領域，邊緣計算在基本業務實現、業務安 全

35、保障、商業模式支撐等方面都具備價值。從業務實現角度看，核心網用戶面功能下沉到邊緣部署，可降低網絡時延，支撐低時延高可靠業務。時延需要在 空口、傳輸、應用服務等多環節實現端到端保障，引入 MEC 后業務 可以直接部署在離基站較近的位置，有助于端到端低時延的實現。MEC支持無線網絡能力開放和運營能力開放，通過公開 API 的方式為運 行在開放平臺上的第三方應用提供無線網絡信息、位置信息、業務使 能控制等多種服務，實現電信行業和垂直行業的快速深度業務融合和 創新，為移動視頻加速業務、AR/VR 低時延業務、企業專網應用、需 要實時響應的 AI 視頻分析業務等提供支持。從業務安全角度看，核心網用戶面下

36、沉到企業園區，實現企業業務數據不出工廠，可為企業提供更高的安全保障。從商業角度看，MEC可以節省傳輸資源，尤其針對視頻類存在 大量數據傳輸需求的應用，數據能夠實現在園區內的本地存儲和運算， 節省邊緣到核心網和 Internet 的傳輸資源開銷和商業成本。TOFLBSRNIS公網Internet公網用戶面數據本地分流用戶面數據終端基站核心網/路由器MEC邊緣云業務平臺分流模塊第三方公有云本地網絡平臺通用功能圖 2-2 邊緣計算網絡架構2、基于邊緣云的聯通產品基于5G、物聯網、邊緣計算、云計算、大數據、人工智能等技術，打造符合中國聯通特點的廠區側、工業園區側的5G工業制造企業邊緣云，以工業制造全流

37、程數字化為需求場景，滿足工業企業數字化、智能化升級的需求。支持工業企業高帶寬、海量的無線設備連接、低時延計算、高數據安全等能力，實現計算邊緣化、應用本地化、數據的安全化。工業制造邊緣云云服務和PaaS平臺為核心，通過提供PaaS平臺提供業務能力，通過邊緣云匯聚工業應用，實現AR/VR、車間看板、預測性維護、機器視覺、動態智能排產等各類應用場景。相較于純云端平臺系統，具備低時延、大帶寬、高可靠、高安全的特性；相較于位于現場的工業網關、工控機等邊緣設備具備更強算力，更靈活的應用部署能力，承載更多連接、提供更多樣PaaS、SaaS服務能力。2.4.3. 切片網絡架構切片是一種按需組網的技術， 獨立組

38、網（SA）架構下將一張物理網絡虛擬出多個不同特性的邏輯子網絡，可滿足不同場景的差異化需求?；?G SA架構，采用虛擬化和軟件定義網絡技術，可在一張5G的物理網絡基礎上切分出多個虛擬的端到端網絡，支持各種類型服務的不同特征需求，切片間的彼此隔離增強了網絡安全性，一個網絡切片將構成一個端到端的邏輯網絡，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網絡服務。圖 2-3 切片網絡架構5G 的網絡切片關鍵特征包括：按需部署、端到端 SLA保障、按需隔離、運維自動化等。5G E2E網絡切片由無線、承載網及核心網三部分共同配合完成，網絡切片管理與運營架構如下：圖2-4網絡切片管理與運營架構2.4.4. 5G專網

39、為了簡單起見，將3GPP所定義的網元進行抽象，詳見附錄2.4.4.1獨立專網場景在這個場景中，專網是一個獨立的網絡。如圖所示，專網通過防火墻連接到公眾網。類似一個小的運營商網絡，可以與一個或多個公用網絡運營商簽訂漫游協議，這種方案由于政策限制等原因，不推薦。公共網絡公共網絡服務企業應用可選連接本地鏈路圖2-5 獨立專網2.4.4.2共享無線接入網在這些場景中，專網具有獨立的核心網，專網和公共網絡共享無線接入網絡，基站采用雙上聯方式，接入公共網絡和專網的核心網，公共網絡流量被傳輸到公共網絡，專網的工業應用流量接入專網核心網和應用系統。公共網絡公共網絡服務企業應用本地鏈路圖2-6 共享無線網共享無

40、線接入網和核心網控制面在這些場景中，專網具有獨立的核心網用戶面（即MEC下沉到園區），控制面使用公眾網絡的資源，專網和公共網絡共享無線接入網絡。還可以通過APN來區分公眾流量和專網流量，還可以通過網絡切片來實現，即創建邏輯獨立的網絡。通過使用不同的網絡片標識符，實現公共網絡和私有網絡的隔離。公共網絡公共網絡服務本地鏈路企業應用圖2-7 共享無線網和控制面網絡切片方式在這種情況下，不需要建設專網物理網元，通過公眾網絡虛擬化功能也就是網絡切片功能滿足的企業用戶的專用網絡資源保障。公共網絡公共網絡服務企業應用圖2-8網絡切片方式平臺系統模塊1、平臺集成在靠近數據源頭的網絡邊緣節點上，通過融合計算、存

41、儲與控制等功能，實現數據的邊緣處理、分析與過濾，以滿足工業生產現場實時連接、實時控制、實時分析、安全隱私等需求。以云專線、云主機、云存儲、云組網、云專線、云災備、云聯網、聯通云盾等優勢產品為依托，充分發揮云網一體能力優勢，整合“資源池”龍頭企業能力和云服務商應用，在沃云品牌統領下，融合沃云、阿里云、騰訊云等，為工業企業提供優質的上云用云服務。通過云與邊緣計算的結合，云與AI的結合，云與網絡的結合，實現企業內外部信息集成以及產業價值鏈的信息集成。2、應用服務將數據匯聚起來，上傳到云計算平臺進行分析處理，基于成熟的、經驗證的技術以及大數據平臺來支撐關于數據的數據建模、數據抽取ETL、查詢與計算。建

42、設全產業鏈大數據生態體系，為工業企業提供全方位的大數據業務服務。可以在平臺上集成多種應用，包括資產管理、設備跟蹤、故障預測、能源管理、經營分析等創新應用。業務應用呈現多樣化，可以針對不同業務的安全需求提供靈活的安全服務能力，提供統一靈活的認證、授權、審計等安全服務能力。終端方案關于5G基帶芯片與5G模組基帶芯片是用來合成即將發射的基帶信號，或對接收到的基帶信號進行解碼，目前5G芯片廠商主要有華為、高通、紫光、因特爾、三星及聯發科。圖2-9 各廠家5G基帶芯片示意圖5G無線蜂窩通信模組(以下簡稱5G模組)是在電路板上集成基帶芯片、存儲器、功放器件，并提供標準的接口功能模塊，并能使各種終端都可以借

43、助無線模塊實現通信功能。 5G模組的功能是承載端到端、端到后臺的服務器數據交互，是用戶數據傳輸通道，是5G終端的核心組件之一。圖2-10芯片與模組在產品生產過程中的位置示意圖主流模組廠商主要有廣和通、移遠、日海（芯訊通）技、華為、美格、中興、仁寶、聞泰科等。圖2-11 各廠家5G模組示意圖目前5G模組仍未成熟在5G模組成熟前，如需使用行業終端接入5G應用，需要通過采用中國聯通5G CPE、中國聯通“先鋒者一號”或者5G手機實現5G接入。數據類終端1、5G CPE5G CPE終端可以通過WiFi和以太網線接入終端，并通過放入CPE的5G無線卡接入5G基站。 圖2-12 各類5G CPE 2、中國

44、聯通“先鋒者1號”“先鋒者1號”是中國聯通推出的首款自主品牌5G數據類終端；針對當前5G終端產品性能、體積、功耗不能兼顧的現狀，中國聯通定制開發出具備優異通信性能、簡約的外觀設計、更低的實測功耗這樣一款數據終端產品。該數據終端能夠提供5G接入能力，對外提供USB3.1和網絡接口，支持移動電源擴展，方便簡捷地對接行業終端，快速賦能5G行業應用。目前，該數據終端已經在安防、新媒體、電力巡檢、遠程醫療、智慧城市等領域得到了很好的應用。 圖2-13 中國聯通“先鋒者1號”終端 型號XFZ01操作系統Linux操作系統平臺SM8150+SDX50M頻段EN-DC組合； 5G：n78； 4G：B1/B3/

45、B8速率DL: 1.89Gbps ； UL: 152Mbps天線1T4R接口USB 3.1 type C； RJ45（1000Mbps）； SIM/eSIM供電USB3.1(5V/3A)；DC470（12V/1.5A）外形尺寸125mmX85mmX25mm重量225g275g工作溫濕度-20+55，10%90%行業終端網絡攝像頭、VR/AR等5G eMBB新終端將推出； 各形態終端賦能行業，滿足行業定制化需求，提供場景解決方案圖2-14 行業終端 方案優勢5G網絡具有高帶寬、低時延、海量連接，移動性強，安全、穩定可伸縮、易于部署等優勢，使之在工廠內部比其他網絡連接形式具備優勢。5G網絡借助ME

46、C技術使得工廠數據可以不出園區，保證數據的安全性，開放網絡能力使之與工業應用相結合。網絡切片技術使得工業應用網絡資源得以保障，滿足高性能工業應用的需求。5G網絡的規模商用也可以帶動芯片、模組的價格下降，各種工業級終端的開發，避免工業領域多種無線網絡并存，終端制式不統一的弊端。5G網絡的廣域網特性還可以滿足產業集群、產業鏈的跨地域業務需求，推動產業上云的發展。成功案例案例 1：5G+家電制造-格力電器5G+家電制造的應用背景及需求 隨著競爭的加劇以及人們對美好生活的向往，家電制造業在面臨較大用工成本壓力的同時，也面臨越來越多的用戶定制化等新需求。 家電制造工廠涉及的生產流程較多且監管復雜，亟需通

47、過工廠智能化 來提升生產效率并增強行業競爭力。隨著 5G 網絡的部署，可以有力 促進工廠的智能化、網絡化、數字化，進而為相關企業帶來更好的技 術和產品。格力作為家電制造行業的龍頭企業，其在工廠智能化方面開展了相關探索，并基于 5G網絡打造了一個 5G家電制造智能園區，驗證了一批典型應用場景。5G+家電制造案例的解決方案格力電器珠?？偛績染W建設5G工業互聯網，并在超過十種應用場景進行驗證測試，具體包括：在生產物流管理、AI視覺檢測、云化機器人、生產調度管理這幾個領域展開了5G+工業應用的探索。物流叉車視頻遠程回傳，滿足快速生產物流調度需求，后臺分析產線情況，下發運動指令至AGV，更有效靈活；工業

48、相機采集影像數據并通過滿足超大帶寬的5G技術上傳云端，通過人工智能技術處理分析數據，圖像特征提取，并進行反饋控制；借助5G網絡在線或遠程對工業機器人做配置信息變更并進行交互操作，并結合云計算的超級計算能力進行自主學習和精確判斷；生產線上實時監控分析員工和設備的行動偵測，巡檢路線與設備協同，在高危區域預警，便于故障排查管理，和緊急情況介入。生產的各個環節通過網絡聯動，從而實現智能生產與調度管理高效協同。5G+家電制造的應用效果結合5G網絡對格力園區進行升級改造后，整體網絡速率、時延、帶寬均有較大提升，同時諸多痛點問題得到解決。（1）無線網絡替代傳統的有線視頻回傳，有效解決廠區光纖及帶寬資源不足而

49、造成的業務回傳難題，化解了部分地區管道施工成本高、周期長、鋪線難、后期維護困難等痛點，規避了常規光纜連接易受周邊環境影響的缺陷，美化生產環境。同時減少了現場維護工作量，提高可靠性。（2）生產、倉儲、物流等諸多環節的生產數據和設備數據需要實時監控、跟蹤、安全防范等。這些工業現場的數據量非常大，也存在大量無價值數據，利用邊緣計算技術對采集到的數據進行過濾、預處理等，有效地緩解了數據傳輸、計算的壓力。（3）基于5G網絡架構進行調整，引入MEC組網方案，將數據面核心網和業務應用下沉到網絡邊緣，降低了核心網的帶寬壓力，同時有效地滿足了現場指揮業務對超低時延的需求。（4）通過在邊緣云中部署AI功能，通過自

50、動進行監控視頻的分析、識別和告警處理，大大提升了監管效率，節約了資源投入。案例 2：5G+智慧鋼廠-湛江鋼鐵5G+智慧鋼廠的應用背景和需求傳統鋼鐵行業給大家的印象是：勞動密集型行業、工作環境危險、惡劣，高能耗、高污染、高排放?，F代化鋼鐵企業對于提高勞動生產率、安全生產和人文關懷、提質降耗、環境友好等方面提出了很高的要求，對于智慧制造需求十分迫切。5G將賦能智慧制造，解決行業的痛點。5G+智慧鋼廠案例的解決方案（1）鋼鐵廠生產線數據采集：完成了煉鋼廠風機數據自動采集功能。（2）鋼鐵廠生產設備遠程控制：對危險和惡劣環境下的設備進行遠程操作，實現了上海湛江兩基地聯動遠程操作機器人等。（3）車間智能巡

51、檢鋼鐵廠區內高危區域較多，生產環境存在高溫、噪音等不利人體健康因素，為了安全生產，計劃通過機器人進行巡檢，目前已完成焦爐四大車5G網絡覆蓋。（4）工業AR輔助已完成寶化區域上海專家遠程支持湛江現場維護等操作。（5）5G建設方案已完成湛江鋼鐵5G全覆蓋，MEC下沉到湛江鋼鐵園區，并與寶鋼內網打通。計劃在園區新建SA核心網，并進行網絡切片部署。案例 3：5G+智慧港口-青島港青島港的應用背景及需求 青島港是目前世界上較大的綜合性港口之一，其吞吐量居世界第七位，貨物吞吐運輸需求日益變大，這對港口的貨物裝卸能力與裝卸 效率提出了更高的要求。一直以來青島港的岸邊作業設備依靠工人的 現場操作，但是作業環境

52、復雜、作業效率較低且人工成本高，同時有 一定的安全隱患。解決這一問題的有效方法是將傳統的人工操作方式 轉換成遠程控制方式。青島港網絡連接方式是以有線形式的光纖網絡 連接為主，而部署光纖實現通訊需要對岸橋吊車設備進行改造，這樣 的網絡部署結構復雜且費用高。即便建成，在后續日常作業過程中損 耗較大導致維護成本升高。面對這些問題，現有的 4G、WIFI、特定 頻段專網等無線網絡均無法滿足，而 5G 的大帶寬、低時延、高可靠 的特性恰好能良好滿足港口中遠程控制信號的傳輸、高清視頻的輔助 控制以及全港區復雜環境監控等場景的網絡性能需求，。青島港應用案例解決方案以 5G 網絡為基礎，結合物聯網、移動邊緣計

53、算、人工智能等技 術的創新應用，青島港引入了遠程控制、無人駕駛、智能物流等場景 來構建 5G 智慧港口。1）在遠程控制方面，利用 5G 的無線傳輸方式取代了原有主控 PLC 到起吊設備 PLC 之間的有線通信方式，通過 5G 工業控制網關 實現與原有工業控制協議的適配。5G 網絡特性滿足了 PLC 控制信號 超低時延要求以及高清視頻回傳的帶寬要求。同時為了進一步保障控 制信號與高清視頻回傳的實時性，在青島港港區內部署了 MEC 邊緣云，MEC邊緣云的分流處理有兩方面優勢：一方面減少了數據從終 端傳輸到核心網的傳輸路徑，降低了時延；另一方面也保證了港口數 據的封閉及安全。2）在港區的交通運輸方面

54、，通過 5G 與 MEC 的結合開發了遠程 輔助駕駛系統，從而實現了對網聯車進行遠程輔助駕駛和監控。該系 統的駕駛服務部分部署在邊緣云上，當駕駛端和車輛端距離較近時， 可通過 MEC 進一步降低操控和數據傳輸時延，以提升遠程輔助駕駛 的效率。此外，針對無人駕駛車輛感知成本高以及感知盲區的問題， 在路邊部署感知設備，實時感知路況和道路信息等，利用 5G/V2X 技 術實現感知信息共享，從而輔助車輛實現決策和控制等功能。這樣一 來增加了感知范圍，降低了感知成本，豐富了感知信息，實現了 5G 與智能交通系統的深度融合。青島港的應用效果青島港案例不僅充分利用了 5G 大帶寬、低時延、高可靠性的特點，還

55、驗證了 5G 在智慧港口的建設應用。通過 5G 無線網絡的連接 與控制，實現了作業現場的無人化操作，提升了操作的靈活性和可靠 性，節省了 70%的人力資源，改善了工人的作業環境，綜合看來，港 口的作業效率顯著提高。5G 與工業互聯網新技術的結合使得港口業 務更加的多元化、高效化和智能化。青島港案例的驗證與試運行，必將有效推動我國港口向機械設備 自動化、物流調度智能化以及信息數據可視化的智慧港口方向發展。案例 4：5G+智慧工廠-中國商飛5G+智慧工廠的應用示范場景與效果：基于5G的全連接工廠：全連接工廠實現了現場生產資源的 精細化實時管控，實現現場生產高 度透明不產品全生命周期的可追溯；基于5

56、G的AGV應用：讓AGV接收任務，反饋數據變得更高效迅捷。通訊更可靠：5G的eLTE技術使控制信號丌受其他信號干擾。運行更安全：及時獲取暫停或停止等信號，停止距離有效縮短。基于5G+MEC的AR應用：計算能力放在云端：可極大的擴展計算能力，渲染能力，豐富AR眼 鏡應用場景；移動性好，提升體驗：速度和時延都能滿足高刷新率和高分辨率要求?；?G的機器視覺表面檢測：高可靠計算能力：將視覺系統不云端通過5G技術連接，實現自動化檢測：通過高速網絡實現系統聯動 ；極大提高效率：無需安排人工檢測，提高數倍工作效率 ；降低成本：利用云的強計算能力以及5G的低時延，可以將問題 出現到發現再到停機的時間降到最低。雙目攝影測量實時檢測系統：高可靠計算能力：利用云端的計算服務為檢測服務，解決了計算瓶頸， 特別是應用在大型產品檢測場景；實現自動化檢測：通過高速網絡實現系統聯動；極大提高效率：原一天的完成的工作，現只需1020分鐘；降低成本：提高了設備利用率，減少了與業人員依賴。案例 5：5G+電子制造-中興長沙工廠5G+電子制造的應用背景和需求 電子制造是典型離散生產模式的行業，柔性化、自動化、智能化生產是增強企業競爭優勢、提高生產效率的必然選擇。中興通訊長沙 工廠是工信部智能制造示范基地，主要生產機頂盒、客戶終端設備（CPE）