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文檔簡介
ToB場景化專網設計目錄前言 01專網架構的探索 02原子能力的成型 03行業場景化解決方案 04電力 04業務場景及價值 04網絡設計 07解決方案亮點 09案例 10礦山 11業務場景及價值 11網絡設計 14解決方案亮點 17案例 20港口 21業務場景及價值 21網絡設計 23解決方案亮點 25案例 28鋼鐵 29業務場景及價值 29網絡設計 30解決方案亮點 33案例 35智能制造 36業務場景及價值 36網絡設計 39解決方案亮點 40案例 43軌交 45業務場景及價值 45網絡設計 49解決方案亮點 51案例 52石化 53業務場景及價值 53網絡設計 57解決方案亮點 58案例 59商超、醫院、校園 60業務場景及價值 60網絡設計 61解決方案亮點 62案例 63網規模型和支撐平臺 64網絡規劃和模型 64網絡服務工具 67行業趨勢和解決方案總結 70附錄:縮略語 71參考文獻 73ToBToB5G賦能千行百業,推動全社會數字化、壯大數字經濟,工業和信息化部等十部門聯合印發《5G(2021-2023年5G5G應用創新發展的新局面。《行動計劃》分別從標準體系構建、產業基礎強化、信息消費升級、行業應用深化、社會8大專項行動。同4大重點工程,包括實5G5G產品攻堅工程、5G應用創新生5G應用安全能力鍛造工程,重點明確了主要突破方向,以及需要產業845G網絡強基的重要性。1-1“揚帆”計劃解讀專欄3:5G應用創新生態培育示范工程專欄4:5G應用安全能力鍛造工程揚帆行動核心指導意見突破5G應用關鍵環節賦能5G應用重點領域提升5G應用支撐能力區域示范標桿5G應用安全創新示范中心重點行業標準5G應用解決方案驅動經濟增長新動力每個重點行業打造5G應用標桿大型工業企業的5G應用滲透率5G物聯網新增用戶數年均增長率5G行業虛擬專網5G應用“揚帆”行動計劃行定制化設計,并需充分考慮公網專網隔離度、部署成本、部署時間、運維模式等各方面因素,分為三種專網模式:公網共用:利用網絡切片等相關技術,為客戶提供一張時延和帶寬有保障的、與基礎網絡普通用戶數據隔離的虛擬專有網絡,通過靈活配置網絡切片和資源預時延保障,及其他網絡能力和服務。5G公網共用專網模式適用于覆蓋范圍廣泛的專網業務,例如智能電網、智慧城市、智慧景區、新媒體、車聯網等場景。
公網專用:以本地數據分流技術為基礎,通過UPF下沉或者部署站點級算力引擎NodeEngine,為行業用戶提供一張增強帶寬、低時延、數據不出園區的5G專網。5G公網專用專網模式適用
專網專用:采用專有無線設備和小型化核心網設備,為行業用戶構建一張端到端專建、物理獨享的5G專用網絡,實現用戶數據與運營商公眾網絡數據完全隔離,且不受公眾網絡影響,滿足行業用戶大帶寬、低時延、高安全、高可靠的數據傳輸需求。5G專網專用模式適用于局域封閉區域,例如礦井、油田、核電、大型工業園區等。ToBToB專網架構的探索經過一段時間的探索,5G的多種專網架構在多個行業已形成一定的共識,5G專網需要根據不同的應用場景和客戶需求進 獨享或者共享大網基站 獨享或者共享大網基站 大網基站 大網基站5GC控制面專用 5GC用戶面專用5GC控制面共享 5GC用戶面專用5GC控制面共享 5GC用戶面共享專用切片標識部分網元專用專用切片標識企業園區全共享網元切片專用切片標識UDM SMFAMF UPF5G大網專網專用公網專用公網共用UPFAMFSMF UDM5G大網NodeEngine/UPF企業園區SMFAMFUDM 。。。5G大網極致輕量小而專,吞吐量<10Gbps極致輕量小而專,吞吐量<10GbpsNodeEngine面向行業客戶以業務驅動為核心的極簡運維運維云網業一體更高效,吞吐量20Gbps5GC鏈形QCellRAN五合一網管CN/RAN/Cloud/FN/TN云網資產安全隔離,吞吐量50GbpsmmWave設備技術底座端到端SLA網業協同本地分流本地互通300ns精度 PRB硬切系統0中斷百連接/小區p@業務10999% 厘米級5G融合定位原子能力圖1-3無線核心原子能力ToBToB原子能力的成型為了匹配千行百業差異化的網絡需求,中興5G網絡面向垂直行業領域,構建全面、靈活基礎核心原子能力,打造可復制的解決方案,服務于各行各業。開發了高頻設備、防爆/QCellNodeEngine,即插即用,提供本地分流、本地互聯互通等功能。在組網增強上5GCiCubeiCube、單機型i5GC2U服務器即可部署一套5G核心網,以5G網絡。
在運維增強上ToBeEasy提供一站式集成云網運維,五合一網管,實現云網一體端到端高效交付,即插即用的輕量化部署,使行業客戶可以像操作光貓一樣自主運維無線網絡,輕松實現行業應用的可視可管。與此同時原子能力可以為智能電網、工業控制等行業提供時延低10ms99.999%的精準業務保障能力;在工業等需要大帶寬回傳的場景,可提供上行Gbps級速率;5G+X融合定位,提供從米級到厘米級不同等級的綜合解決方案等。電力ToB中興通訊通過與行業龍頭企業進行摸索形成特定場景化的解決方案,并參與共同制定行業應用規范以及綜合行ToB中興通訊通過與行業龍頭企業進行摸索形成特定場景化的解決方案,并參與共同制定行業應用規范以及綜合行1到N的快速推廣,輻射全行業。行業場景化解決方案
配送和使用全環節,業務類型眾多,既有涉及電力生產控制域超低時延實時控制類業務,也有大量信息采集類的海量接入業務,還有大量視頻監控、機器人及無人機巡檢類大視頻類業務,而且電力對業務和網絡安全有著超高的要求,“業務分區、網絡橫向隔離、縱向認證”是基準性要求。為此電力對配套通訊網絡的核心需求可整體歸納為:全域覆蓋:電網基本覆蓋全國每處角落,是典型的全域覆蓋網絡。電力業務與公網業務嚴格隔離:電力業務安全性要求高,需要承載網絡具備端對端業務隔離能力,實現電力業務跟公眾業務隔離控制。ToB場景化專網設計白皮書電力生產及管理業務劃區隔離:電力內部業務嚴格劃分生產區業務和管理區業務,需要電力承載專網具備電力業務劃區隔離能力。圖2-1電網業務全流程配電網差動保護:判定故障狀態,及時執行差動保護動作,隔離故障線路,并快速切換備用線路,以保障線路安全。根據差動保護要求,保護裝置之間需實時快速通信,以前
多業務并存及確定性保障:電力內部業務眾多,各種業務特性差異較大,需要電力通訊網絡具有很好的業務識別和端對端業務保障能力。只有光纖能夠滿足這種高要求,但配電網存在光纜敷設困同時傳統的差動保護設備還需配置時鐘同步設備才能滿足精準授時的需求,進一步增加了業務建設的成本。5G網絡低時延高可靠特性,非常適宜發展此類業務。分布式發電、微網分布式發電、微網儲能用戶儲能分布式發電電動汽車儲能 分布式發電變電站輸電鐵塔輸電鐵塔新能源發電工業用戶商業用戶商業用戶電桿開閉所/環網柜傳統能源發電用電配電變電輸電發電業務場景時延帶寬可靠性時間同步精度安全隔離連接數配網差動保護15ms≥2.5Mbps99.99%≤10us生產控制大區X*10個/km2ToB場景化專網設計白皮書配電自動化三遙:業務場景時延帶寬可靠性安全隔離業務場景時延帶寬可靠性安全隔離連接數配電自動化三遙≤2s≥19.2kbps99.99%生產控制大區X*10個/km2智能化巡檢:通過無人機、機器人等巡檢終端搭載高清和紅外攝像頭等專業設備,代替傳統人工巡檢,將電力線路和設備的運行狀態通過視頻圖像、紅外感知等信息實時回傳至調度控制中心,全面排查線路和設備運行狀況,實時發現并清除各類故障,保障電力系統安全高效地運行。
裝置配合,實現配網線路區段或配網設備的故障判斷及準確定位,有效提高配電網的供電可靠性。該業務屬于生產調控類業務,安全性要求高,5G的切片隔離特性為其全面應用提供更好的安全基礎。5G低時延特性實現巡檢高清視頻的實時回傳,尤其是野外輸變電線路的較大范圍應用。業務場景時延帶寬可靠性移動性安全隔離連接數無人機巡檢≤100ms4~10Mbps99.99%低空飛行,距離<10km管理信息大區2-10個/km2機器人巡檢≤100ms4~10Mbps99.99%園區內移動管理信息大區2-10個/km2ToB場景化專網設計白皮書網絡設計從覆蓋范圍來看,電力場景主要為廣域、局域兩類,廣域尤其適宜運營商大網切片的方式,對于電廠、變電站、地下管廊等局域及室內可以做網絡專建覆蓋。廣域組網示例如下圖。為匹配電力業務需求和電網運營需要,網絡設計需要從網絡部署模型、業務SLA保障及運維、授時等特殊功能多方面考慮。生產I區切片:生產II區切片:管理III生產I區切片:生產II區切片:管理III管理IVIP承載網NEFNSSFNRF SMFAMF PCFUDMUDR安全接入區5G電力通信支撐系統主站系統監控中心 EMS/CNNSSMF鑒權認證系統 MANOMEPM......運營商核心機房電力數據中心切片網絡及隔離
當前針對5G(QoS5G5G網絡。電力企業可以根據其業務特點,對不同的網絡環節進行不同的方案組合,按大區隔離或業務隔離需求,可以按生產大區管理2I~IV4個業務分區劃分切片,也可以按業務劃分切片,形成具有行5GSLA需求的電力業務。5G5G5GUPF可按需靈活下沉部署的特征,結合電力安全管控要UPFUPF共享下沉等建設思路。涉及到無線網部分,主要共享運營商5G公網基站,通過切片虛擬專網本地分流,實現本地電力裝置通過5G終端直接進入電力內網業務服務區。對偏遠或者常規電力設備缺乏覆蓋或者有特殊要求的區域也可專建基站,滿足電力業務對網絡覆蓋、容量、上行帶寬的需求。保障方案網絡領域QoS保障專屬5G服務專用5G網絡無線5QI優先級保障5QI+RB口資源預留載頻獨享的專用基站或小區傳輸VPN隔離+QoS調度FlexE+VPN隔離FlexE接口隔離+VPN隔離核心網共用大網、ToB核心網UPF網元資源專建專享UPF、SMF網元或更多定制化的5GC資源專建專享RB5G5QI技術QoS保障。1%PRBToBSLA保障及維測 ToB行業特殊功能
業務隔離,網絡配置、運維配置升級等互不影響。對上述電力多切片,包括不同SLA能力的開通,宜支持快速自動化的模板式部署能力,并通過管理平臺的配合,實現端到端分段時延、吞吐率、PRB資源用量、終端連接狀態等網絡指標監測,并支撐電力客戶以及運營商故障定界。對于電力尤其關注的標志性業務差動保護,其需要低時延抖動的網絡要求(15ms網絡時延,99.99%包可靠性),20ms@99.99%的確定性低時延抖動控制保200ms大網基礎上的低時延高可靠原子能力。此外,電力業務往往需要高精度授時,5G網絡可以通過空口授時來替代BD/GPS。基于BD/GPS/15881us級別時間同步,再通過本地有IRIG-B碼進一步傳遞到業務終端。解決方案亮點ToBToB全場景覆蓋方案助力電力全面無線覆蓋目標達成:針對電力廣域全場景覆蓋,我們提供各種不同規格的宏站、微站、Pico基站來/地鐵等場景的最佳覆蓋,另外針對電力的大型變電站、新能源發電場站等本地場景,我們特別設計了一體化的游牧式基站來解決這類場景的快速部署難題。另外針對電力高壓線巡檢場景我們創新性的設計了SSB1+X空域波束優化覆蓋方案,借助波束調優快速實現5G公網低空連續覆蓋。
(2)創新的端到端軟/借助創新的5G端到端切片技術,我們快速推出基于5G公網的電力端到端虛擬切片專網解決方案,借用切片方式很好的實現了5G公網業務和電力專網業務的全面隔離。中興率先發布PRB資源預1%PRB小聯合運營商率先驗證切片的自動化開通部署、模板化參數管理、報文級時延監控及SLA自優化,保障電力業務的SLA,引領切片規模成熟商用。
(3)I效實現電力多業務的差異化調度:+5QI業務精準保障方案實現電力切片專網內多業務流的智能識別和業務BLER調度等技術,從而實解調的容錯性和數據傳輸+5QI的靜態匹配或者實時的自動識別并匹配SLA列針對該業務的低時延高可靠的功能列表和參數設生存周期進行網業協同優
(4)5G時助力電網PMU5G空口高精度授時技術研究并推3GPP標準化落地,率5G空口高精度授時商用產品,對基站內部處理時延校準和時鐘信息傳輸安全等做了全面優化,并第一時間推出商用終端模組和定制化的電力授時CPE,商用實測授時精度優300ns,1us產業指標要求。ToB場景化專網設計白皮書案例圖2-3南方電網打造5G+數字電網業務示范區20205G+數字電網應用示范區,該示范區是以明珠灣為核心,是5G+數字電網應用示范區。三方已陸續完成切片虛擬網絡方案設計、網絡建設、端到端切片規模拉通、業務驗證上線等工作。5G+PRB資源預留FlexE+VPN隔離方式,核心網采用UPF、SMF網元專建專享的方式。在無線SLA方面,+5QIPMUSLA維測率先進行了試點驗證。10礦產資源是國民經濟建設與社會發展的物質基礎,礦業在我國國民經濟中占有重要地位,人民日常生活中95%的能源,80%的原材料,70%以上的農業生產資料都是由礦業提供的。我國礦業資源主要集中在煤炭和有色金屬行業,其中煤炭在我國能源體系中發揮著兜底和基礎性保障作用。目前全國煤礦數量約5300處,從業人員超過300萬人。典型業務應用場景典型業務應用場景帶寬時延可靠性人員通訊井下重要高位、跟班隊干、安全監督人員配置實時通訊裝備上下行<5Mbps/人<100ms99.90%視頻監控綜采面、掘進面、運輸轉載點、運輸車場視頻監控上行<4Mbps/節點<100ms99.90%遠程控制綜采面三機、液壓支架、泵站遠程集中控制上下行<30Mbps/節點<20ms99.99%信息采集皮帶機、地壓、瓦斯、電力等環境監控節點<1Mbps/<100ms99.90%圖2-4礦山典型工作場景
地方政府也先后出臺了多項政策,推進礦山行業的升級。在建設智慧礦山的過程中,5G網絡以其低時延大寬帶大連接的能力,可以為礦山提供一個可靠高效的基礎網絡,支撐視頻監控、遠程控制、信息采集、人員通訊等業務在礦山的應用。5G技術應用于智慧礦山的建設,可以實現礦山生產環節的智能感知、泛在連接、精準控制,催生成熟多個智慧ToBToB業務場景及價值1111ToB場景化專網設計白皮書智能采煤 智能掘進
回采與掘進是煤礦企業生產流程中非常重要的兩個環節。綜采工作面大型設備多,作業空間狹小、視覺環境差,潛在安全事故風險高。而且綜采面液壓支架、采煤機、裝載機經常需要移動,原有的信號傳輸線纜經過多次折疊后較易發生斷裂,給綜采面的日常運維帶來5G網絡,一方面通過把高清攝像視頻流回傳集控中心,實現對綜采面環境的實時立體感知;另一方面,在綜采面的大型機械由廠家完成對控制系統改造再通過5G接入后,可以實現設備的狀態數據采集和遠程控制。這樣工作人員就在集控中心就可以直接操控各類設備,從而達到作業現場少人化、無人化的目標。而實現綜采面環境的全5G專網的上行大寬帶能力提出了很高的要求。綜采面典型業務人員通訊視頻監控遠程控制信息采集需求規格10人/百米20端/百米2-3端/百米300端/百米煤礦巷道掘進施工是一個復雜的多工序交替進行的過程。傳統掘進機與操作中心采用光纖通信,由于掘進機的來回移動存在光纜被刮斷的風險。而且掘進工作面環境惡劣,存在瓦斯突出、片幫、冒頂等事故風險,粉塵也嚴重影響了井下工人的身體健康。為降低工作面現場工作危險程度,減輕勞動強度,政策要求對綜掘工作面進行智能化改造,實現機械化換人,自動化少人,智能化無人。通過在掘進工作面部署5G網絡,能夠實現對掘進設備5G指揮調度、AR現場作業/培訓、生產數據統計等應用提供了必要條件。在智能掘進場景,125G的低時延高可靠特性提供了堅實的基礎網絡支撐。12掘進面典型業務人員通訊視頻監控遠程控制信息采集需求規格10人/百米10端/百米2-3端/百米100端/百米ToB場景化專網設計白皮書巷道智能巡檢煤礦巷道和硐室都有定期巡檢的要求。特別是巷道內的皮帶運輸系統,有的長度超過20公里,巡檢難度大,效率低;如異物容易導致皮帶損傷,皮帶跑偏導致火災。通過井巷道和硐室的5G覆蓋,巡檢機器人可以代替人工對復雜、惡劣的環境進行巡檢,將采集到的高清畫面及環境數據通過5G網絡實時回傳至后端平臺進行分析處理,及時對可能的井下安全隱患進行告警。井下巷道由于距離長,無縫覆蓋需要部署較多的基站,因此需要盡可能提高基站的覆蓋性能,提高井下巷道覆蓋的經濟性。綜采面典型業務人員通訊視頻監控遠程控制信息采集需求規格20人/百米5端/百米1-2端/百米50端/百米露天無人礦卡
露天礦山作業條件艱苦枯燥,人員的成本比較高,因此礦山行業對無人駕駛礦用卡車有著廣闊的需求。礦山場景是一個地理范圍限定的區域,交通狀況簡單,非常適合自動駕駛的5G--監控中心的實時通信連接,借助作業任務。無人礦卡可以降低礦區的安全事故,減少司機的人員成本,以及由不良駕駛習并通過多種措施實現無人礦卡業務流的低時延高可靠傳送。綜采面典型業務人員通訊視頻監控遠程控制信息采集需求規格100/100/5端/平方公里2000/隨著5G在礦山應用的深入,會有越來越多的場景得到探索利用。5G與智慧礦山的深度融合,將促進礦山數字化、少人化、無人化的轉型,提升企業的安全生產水平,降低生產成本,提高經濟效益。13ToB場景化專網設計白皮書網絡設計礦山專網設計
礦山的網絡情況較為復雜,分為井上部分和井下部分,井下部分有巷道和工作面,網絡設計需要綜合考慮組網設計、無線覆蓋設計。礦山的網絡要求高,需要同時滿足語音和數據業務的要求,當井下與井上網絡斷開時,井下業務要滿足24小時不斷。5G專網組網方案通常涉及以下三種場景以及語音方案:公網專用,滿足礦山高帶寬、低時延的通信需求,同時通過運營商統一的專業運維服務,提升礦山企業的生產效率。公網專用,滿足礦山高帶寬、低時延的通信需求,同時通過運營商統一的專業運維服務,提升礦山企業的生產效率。2-6UPF下沉組網141)獨立專網:獨立專網旨在為行業用戶提供物理隔離、自主運維、端到端網絡設備,等同于企業自主建設專用網絡,專網專用,信令和數據不出園區,完全保障礦山數據的高度安全,為礦山提供確定性的端到端網絡服務保障。圖2-5礦山獨立組網2)UPF下沉:UPFUPF下沉礦區,2-8礦山專網語音方案152-8礦山專網語音方案153)應急備份核心網:2-7礦山應急備份核心網控制面復用運營商公網,用戶面(UPF)i5GC輕量化的應急控制面。當在礦區和公網之間的鏈路異常或者故障時,由應急備份核心網接管業務,提供極致容災和雙網可靠性,實現“網斷業不斷”。當鏈路恢復時,可5G2-7礦山應急備份核心網4)礦山專網語音方案:在礦山專網建設中,專網數據和語音融合需求成為礦山智能化網絡的重要組成部分。為了滿足礦山5G行業專網的語音業務需求,中興i5GC可疊加部署輕量化iIMS語音系統,提供專網端到端語音解決方案。中興i5GC+iIMS專網解決方案支持與現網中礦山語音調度系統對接,滿足應急廣播、指揮調度、對講通話等語音和視頻通話的普適需求,為行業用戶提供成本低、功能全、體驗佳的語音通信能力。ToB場景化專網設計白皮書5G5G5G覆蓋。井下巷道網絡覆蓋如圖:礦井下,每個點位一個5G皮基站并外拉2面定向天線覆蓋兩個方向。皮基站掛墻安裝在隧道側壁或者頂部,本地取電,最大拉遠可到10公里。圖2-9礦山巷道覆蓋示意圖5G網絡規劃分為如下三種場景:信號覆蓋方向信號覆蓋方向信號覆蓋方向 基站基站 基信號覆蓋方向3)在巷道彎道較多的地方布設5G皮基站,天線向左右方向覆蓋,覆蓋半徑建議按100-150米設計;1)在井下較直、坡度較小的巷道, 2)在巷道彎度較大的轉彎處布置5G5G皮基站天線向左右方向覆蓋,覆 皮基站蓋半徑按300米設計;圖2-10礦山較直巷道覆蓋 圖2-11礦山拐角巷道覆蓋 圖2-12礦山多彎巷道覆蓋除此之外,網絡設計還需考慮礦井巷道起伏坡度,為實現信號全覆蓋,對各個重要區域進行基站安裝位置設計,具體位置及數量根據實際工勘進行調整。圖2-13安裝環境示例解決方案亮點小型化核心網 i5GC5GC基礎上實現輕量化、專業化,既滿足運營商對設備的專業通信要求,又滿足行業對網絡服務的定制需求。軟硬件一體化設計,最低僅需一臺服務器。網絡功能,靈活組合。i5GC可以量體裁衣,靈活組合NF,滿足不同場景下的網絡功能需求。提供融合數據&語音接入;
AMF+SMF+UDM+UPF:核心網全量下沉,提供數據接入;AMF+SMF+UPF:復用大區UDM,其它網元可下沉部署,運營商統一開卡放號;UPF:僅下沉部署極簡UPF,提供低成本的分布式用戶面解決方案。融合接入,廣泛連接。i5GC可以擴展支持4G/5G/eMTC/NB-IoT等融合接入能力,支持礦區內各種終端的泛在接入,滿足高速、中速、低速等多種網絡連接需求。ToBToB2-14小型化核心網優勢ToB場景化專網設計白皮書網絡容災 礦山生產作業裝備和環境都是在移動和推進中進行,出現光纖中斷等故障非常常見,除了進行設備和鏈路級的冗余保護設計外,中興通訊提出了L1和L2級網絡容災解決方案,確保斷纖不斷網。L1NodeEngineUPF下沉到礦區部署,當出現傳輸鏈路故障而導致核心網和礦區內無線系統控制面和用戶面連接斷開時,確保已經進入網絡的終端和應用能保持而不影響生產作業,待故障修復后
系統自行恢復。L2級網絡容災:在L1基礎上,在礦區本地部署備份i5GCi5GC5GC實時同步該企業切片業務內的業務數據。當出現傳輸鏈路故障而導致核心網和礦區內無線系統控制面和用戶面連接斷開時,自動切換到本地i5GC進行工作。確保已經進入網絡的終端和應用能保持而不影響生產作業,新接入用戶也不受影響,待故障修復后系統倒換恢復。災 2-15網絡容災解決方案5G防爆產品 隔爆皮站扁平散熱結構隔爆皮站扁平散熱結構傳統皮站齒型散熱結構圖2-165G基站產品優化設計2-175G基站組網簡化192-175G基站組網簡化195G5G基站產品綜合體積重量可以減少50%,支持掛墻安裝,可以有效節省巷道內的占用空間。扁平的貼殼散熱設計,散熱效率提升40%,有效防止高溫導致的器件失效,提高設備運行穩定性。本安防爆是等級最高的防爆方式,要求將設備內部和暴露于潛在爆炸性環境的連接導線可能產生的電火花或熱效應能量限ERIP功率限制、5G設備散熱、電磁兼容性等方面取得了重大突破。組網簡化 傳統皮基站采用BBU-PB-pRRU三級的星型組網架構,網絡結構復雜、設備層級多、占光纖資源多。根據礦山井下巷道環境的部署和覆蓋特征,中興通訊正在對礦山行業組網進行優化,將三級的星型組網架構調整為兩級鏈型組網架構,可以有效節省約60%光纖資源,降低實施成本。ToBToB華電煤業集團有限公司、中國移動上海產業研究院和中興通訊聯合成立了實驗室,并聯合發布5G+智慧礦山解決方案。案例陜西隆德煤礦示范 該方案基于一站、一柜、一平臺的創新架構,通過新型云網基礎設施部署i5GC&EPCiIMS、統一網管等產品,構建大帶寬、低時延、高安全隔離的定制化專網,以“井上井下推進以降本增效為核心的產業升級,助力礦山行業數字化轉型。圖2-18陜西隆德煤礦5G+智慧礦山解決方案2020ToB場景化專網設計白皮書港口業務場景及價值岸橋遠控
90%樞紐。隨著通信、IT、云等技術的發展,港口的數字化和智能化程度也在逐步提升,智慧港口的典型業務有岸橋遠控、智能理貨、無人集卡、無人機巡檢、海面錨地通訊等。港口岸橋將集裝箱在貨船與集裝箱卡車之間進行裝卸。傳統的岸橋需要一個駕駛員位于橋上,岸橋的移動與貨物的裝卸主要通過駕駛員在橋上目視與地面工作人員的指揮來操作。這種工作方式要求駕駛員長期低頭操作,待在狹小的駕駛艙,工作時間長加上工作環境惡劣,容易得職業病。通過引入遠程控制,駕駛員可以工作在舒適的遠程控制中心,通過5G或光纖遠程接入岸橋進行操控,除了工作環境大大改善以外,一個駕駛員還可以操控多臺岸橋,節約人力。2-19港口現場圖21業務場景時延帶寬可靠性連接數岸橋遠控PLC控制<20ms視頻端到端時延<300ms上行80-100mbps99.99%X*10個/kmToB場景化專網設計白皮書智能理貨
且理貨工作要經受烈日、暴風雨等惡劣天氣影響。通過安裝在岸橋上的攝像頭對集裝箱進OCR5G網絡將相關信息、照片、視頻回傳到辦公室,理貨員在辦公室遠程完成理貨工作,工作效率得到提升,工作環境得到極大改善。圖圖2-20智能理貨業務流程智能理貨需要網絡回傳一路視頻,十多張不同視角照片,網絡要求:業務場景時延帶寬可靠性連接數智能理貨50ms上行10Mbps99%X*10個/km無人集卡
無人集卡主要實現集裝箱貨物在碼頭岸橋側與堆場側的運輸,通過離線預先規劃的運行路5G22圖22圖2-21無人集卡5G的網絡要求:業務場景時延帶寬可靠性連接數無人集卡50ms上行2Mbps99%X*10個/km2人工接管駕駛20ms上行10-20Mbps99.99%X*1個/km2ToB場景化專網設計白皮書無人機巡檢
SD卡拷貝,同時無人1~45G網絡后,無人機巡檢飛行距離可達數4K無人機對網絡的要求:無人機對網絡的要求業務場景時延帶寬可靠性連接數無人機巡檢20ms上行16Mbps99.9%共X個圖2-22無人機巡檢現場圖網絡設計 港口的作業區域分為泊位堆場低空錨地等泊位停泊著大型船只融合了岸橋集卡、2-23港口作業區網絡設計典型港口5G覆蓋無人機巡檢錨地超遠距離覆蓋岸橋泊位區岸橋遠控無人集卡龍門吊遠控智能理貨堆場區502-23港口作業區網絡設計典型港口5G覆蓋無人機巡檢錨地超遠距離覆蓋岸橋泊位區岸橋遠控無人集卡龍門吊遠控智能理貨堆場區堆場和泊位的多頻段超密覆蓋設計堆場和泊位的多頻段超密覆蓋設計基礎網優手段,并可開啟AAPC功能,自動優化廣播和賦形權值,實現小區間干擾協同。低空覆蓋設計
無人機巡檢,要求在80~120米低空有良好的網絡覆蓋。5G基站傳統的水平多波束,主要是提升地面覆蓋性能,空中的網絡覆蓋性能不滿足無人機需求。針對低空覆蓋,需要采用SSB1+X技術,水平和垂直方向可定制優化的多波束,滿足不同垂直高度上的網絡覆蓋需求。圖2-24低空覆蓋示意ToBToB港口的堆場和泊位是業務密集運行的區域,主要業務有無人集卡、場橋、遠程岸橋、智能理貨等,堆場和泊位網絡上行邊緣速率要求高,需要考慮增加站點密度,構建超密覆蓋。MU-MIMO化配對參數和策略,可進一步提升小區上行容量能力。不過,超密覆蓋帶來較強的同頻干擾,又會影響網絡整體的容量和時延指標,需采用干擾協同技術來降低干擾影響。在網絡規劃和優化階段,使用包括小區方位角和下傾角調整等視距d塔高天線高山度高覆蓋距離錨地超遠覆蓋設計視距d塔高天線高山度高覆蓋距離圖2-25超遠覆蓋站址選擇及天線掛高ToB場景化專網設計白皮書解決方案亮點遠程岸橋低時延方案 遠程岸橋有視頻流和控制流,操作人員需要根據觀看視頻畫面進行操控,所以視頻端到端傳輸時延要盡可能低,可以提升操控安全性。控制業務是小數據包,發包周期幾十毫秒,端到端傳輸時延和可靠性一般要求20ms@99.99%一旦時延超過人體的感受,操控就會出現遲滯感,需要駕駛員提前預判,不但影響駕駛員的操作體驗,也需要駕駛員有非常豐富的經驗。遠程控制無人集卡龍門吊配合視頻網關,提供低時延的視頻解壓、分發并發服務業內低時延視頻遠控應用音視頻高速分發內置5G模組邊緣網關硬件加持,自研音視頻編解碼算法實現帶遠程控制無人集卡龍門吊配合視頻網關,提供低時延的視頻解壓、分發并發服務業內低時延視頻遠控應用音視頻高速分發內置5G模組邊緣網關硬件加持,自研音視頻編解碼算法實現帶寬自適應,抗丟包可連接4業PLC設備音視頻高速分發TOFNodeEngine超低時延視頻方案E2E時延:<100ms邊緣網關MEC服務器CPERTMP視頻服務傳統視頻業務E2E時延:300~500ms圖2-26遠程岸橋低時延方案
階MCS、1%BLER智能AMC控制重傳等,滿足網絡時延保障。對于視頻流編解碼時延上,傳統IP攝像頭端到端時延在300-500ms之間,引入低時延視頻解決方案可以將視頻端到端時延減少到100ms左右,大大提升了駕駛員使用體驗,操控遲滯感明顯消失。該方案通過引入低時延視頻網關,直接將視頻的編碼從攝像頭移到視頻網關上,通過強大的硬件及特定的算法,直接減少了端側的處理時延,同時,視頻在空口的傳送能夠根據無線信道的質量自適應調整傳輸速率。此外,通過部署在NodeEngine上的低時延視頻服務軟件,實現多路視頻解碼、高速分發與并發,配合視頻軟硬件播放端大大的提升了視頻解碼效率。ToB場景化專網設計白皮書高可用方案 1)有線與無線的備份方案現場側和業務平臺側之間已經部署了有線網絡,引入5G無線和有線鏈路的備份冗余,既可以提高網絡可靠性,又保護了企業的前期投資。5GGRE隧道,并設置兩BFDoverGRE用來檢測網絡設備間的雙向網絡連通性,當發現主用鏈路故障時,觸發路由切換,實現快速切換至備用路徑,業務流量毫秒級快速倒換,保障業務的高可用。交換機交換機有線鏈路交換機攝像頭攝像頭路由器路由器SPN UPF 視頻加速/渲染MEP平臺業務服務器MEC云游戲云游戲TSEC騰訊智能邊緣連接器 5GCPEPLC5G基站圖2-27有線與無線的備份方案示意2)雙CPE+雙無線備份方案CPE+雙無線備份方案進一步提升。建立雙鏈路(包括終端,基站,傳輸,UPF),2CPECPE通過頻5G基站和UPF、、交換機交換機SPN攝像頭路由器路由器UPF 視頻加速/渲染 平臺 SPN業務服務器MEC云游戲 云游戲TSEC騰訊智能邊緣連接器5GCPE2.6GHzPLC5G基站圖2-28雙CPE+雙無線備份方案示意ToBToB視頻1對多分發方案 遠程岸橋業務,岸橋上安裝25臺攝像頭,有安防、錄像和遠控三個不同的業務系統會拉取岸橋攝像頭視頻,一共有3路視頻流經過空口傳輸,其中兩路視頻流是重復的,導致岸橋的上行速率達到100Mbps以上。通過引入視頻網關+NodeEngine基站分流方案,只有一路視頻流經空口傳輸到NodeEngine的視頻服務平臺,再向安防、錄像和遠控三個系統進行視頻分發。岸橋的上行速率可以降到40Mbps左右,從而一個5G基站可以服務更多的岸橋。遠控遠控岸橋岸橋錄像錄像安防空口1股視頻流安防空口3股視頻流改造后改造前圖2-29視頻1對多分發方案多路視頻回傳擁塞保障方案 5G進行視頻回傳,5G的空口資源有限,當視頻密集傳輸5G上行增強提高上行容量外,同時采用應用側技術改造,降低上行速率需求。24實現方式通常是在將多路視頻在顯示端拼接合并在同一個屏上。這樣就為我們提供了一種節約視頻帶寬的方法,即在攝像港口機械設備港口機械設備現場IP攝像頭約19-26路攝像頭視頻回傳5GNR攝像頭選路視頻拼接回傳交換機視頻網關攝像頭選路指令PLC中控圖2-30多視頻拼接回傳ToB場景化專網設計白皮書案例 天津港聯合天津聯通和中興通訊進行了智慧港口試點,定制化設計并建設了港口5G獨專網,實現5G網絡資源獨享,業務數據物理隔離。已完成基于5G專網的遠程岸橋、智能理貨、無人集卡等核心業務驗證,并逐步商用。在該港口,5G專網同時疊加了多項增強方案:1)2)3)2-31天津港口作業現場圖
切片+5QI差異化保障策略滿足不同類型業務需求;VxLAN5G5G終端主備負荷分擔提升了網絡可用性。天津港未來進一步部署無人機低空5G網絡,海面超遠覆蓋網絡,實現5G專網陸海空立體化覆蓋。5G專網逐步深度融合智慧港口各項業務,為港口的全面數字化轉型升級打下了堅實的基礎。28ToBToB鋼鐵業務場景及價值鋼鐵行業正處于轉型升級的關鍵期,信息化水平參差不齊,很多環節尚需大量人工操作(以5G+工業互聯網為載體,融合鋼鐵行業智能制造創新技術,將會為鋼鐵行業智能制造及我國工業轉型升級帶來革命性的變化。5G在鋼鐵行業的應用,主要涉及鐵前、煉鋼、軋鋼等生產環節。圖2-32鋼鐵生產全流程行車遠控 5G網絡的低時延,實時5G控制、設備狀態檢測數據采集等信息,還可能需要多個行車協同作業。應用場景通信速率平均時延可靠性圖像/視頻流上傳上行>50Mbps(8K)<20ms99.9%PLC控制指令下達下行>50kbps<20ms99.9%2929ToB場景化專網設計白皮書帶鋼表面智能檢驗 5G網絡低時延、大帶寬、高可靠的特性,結合人MEC邊緣云平臺進行算法比對,大大提升識別質量缺陷MEC邊緣靈活部署方式,便于機器視覺工藝改進、技術升級,快速上線業務。應用場景通信速率平均時延可靠性圖像/視頻流上傳上行>50Mbps(8K)<20ms99.9%無人鐵水運輸機車 鐵水運輸是連通高爐出鐵到煉鋼環節的唯一紐帶,被稱為鋼鐵界面的“生命線”。一般在鋼企園區中使用有軌機車牽引魚雷罐車實現上千度高溫的鐵水運輸,往返于高爐和煉鐵廠之間。由于鋼企園區不同區域煉鐵煉鋼高爐林立,園區內道路縱橫交錯,環境復雜,機車駕駛室內在機車前進中提前確認路口環境狀況往往難以視距可見,目前人工操作只能盡可能低速和提前設置柵欄等,影響運輸效率。應用5G技術的鐵水罐車可實現機車內對前方道口非視距范圍的路況查看,并進一步工作人員可在遠端智能調度系統操控室內,直接以大屏幕實時查看路況、鐵水罐車溫控等信息,通過遠程操控與智能調度系統操控鐵水罐車,實現無人自動駕駛。應用場景通信速率平均時延可靠性無人鐵水運輸機上行>50Mbps視頻300ms 遠控<20ms99.9%網絡設計
(內部綿延幾公里長寬園區又會根據生產環節進一步分為多個不同的廠區,實現不同的生產環節的全連通。由于鋼鐵生產過程中的需求,高溫環境在鋼鐵企業中普遍存在,如煉鋼、煉鐵等場景,不利的5G網絡設備也對基站形態提出了較高的要求。此外,廠房內部的大量鋼結構廠和大型設備也對電磁波的正常傳播產生較大的干擾。廠房全鋼框架結構 鋼產品堆放動態變化廠房全鋼框架結構鋼產品堆放動態變化煉鋼淬火—高溫天車吊具—電磁圖2-33鋼鐵環境特點30ToB場景化專網設計白皮書站型選擇 鋼鐵廠房內部環境普遍不佳,在一些高溫多粉塵的場景,優先推薦使用AAU和PAD形態產品進行部署,在溫度一般環境相對較好的場景,可以考慮部署皮基站。覆蓋、點位設計 信號衰減大、環境惡劣、灰塵多、高溫高熱高濕等種種惡劣條件,通過綜合運用精準規劃、智能干擾檢測、協同算5G專網基站增強技術,來保障鋼鐵復雜電磁干擾環境下的網絡性能。在傳統網絡傳播模型基礎上,基于鋼鐵環境特性修正鏈路預算仿真模型,評估生產車間的覆蓋和容量,構建站點級精準網規的方法論。
對于反射衰減小的鋼表面環境,常見的高大廠房往往容易出現無線傳播多徑出窗,以及鄰區干擾大的現象。基于鋼鐵場景特有的網規方法論優化,合理選址部署基站和天線方向,并重點考慮CPE部署位置,降低干擾的網絡設計原則和手段包括:鏈路預算容量估算2-34鋼鐵廠內網絡規劃鏈路預算容量估算SLA保障設計 對于鋼企非常關注的本地業務SLA,可以通過端到端的業務SLA監控來滿足,包括如下功能:SLAweb接入,隨時隨地可視化管理;EchoplusCPE終端接入;基于測量結果調整網絡參數,使業務低時延需求得以快速閉環;
時進行預警;的快速分段定界;31ToB場景化專網設計白皮書組網設計 5G之前,鋼企通常通過有線部署內部專網,5G比有線網絡更適應鋼企復雜的生產環境。5G引入之后,結合鋼企的本身園區本身的特點,匹配其生產和管理流程,考慮整體網絡架構:1)5G園區專網,滿足ToB、ToC用戶同時接入且業務完全隔離;
支持園區公共業務,在園區內分流進入園區數據中心,實現園區業務不出園;園區內不同生產分廠業務可直接本地分流,實現廠區業務不出廠;通過合理的PLMN或者切片網絡規劃,支持不同類型業務,如工控、視頻、數采等,進入鋼企指定不同的業務服務器。為保障數據不園區的管控需要,需具備在園區內完成網圖2-35鋼鐵園區5G專網架構網絡高可用保障 36524小時、全天候生產需求。鋼鐵廠內部作業環境普遍不佳,有高溫、多塵等因素的不利影響,對設備工作環境提出較高要求。車間內設備工作時,存在明顯振動,某些無人干預的設備也具有一定危險性,也存在不確定的因素。此外,廠房內設備或大型機械較多,可能存WIFI5G網絡可靠性,尤其是無線網絡部分的可靠性,已成為電信運營商和行業客戶關注的一個重點內容之一。5G場景,重點是考慮支持冗余鏈路備份,避免單點故障。32ToBToB面向鋼鐵行業的5G專網,在覆蓋、速率、時延等方面都有較高的要求,同時鋼鐵企業還要求網絡穩定可靠,對數據不出園區有相關的要求。特大型鋼鐵企業,對業務隔離、網絡安全性要求很高,針對此類企業可提供獨立專有的無線站點和MEC平臺,提供高安全性、高隔離度的服務。對于中大型鋼鐵企業,對于網絡的性能和數據安全性的要求有所降低,UPF解決方案亮點2-36園區多級分流,融合網絡方案園區多級分流融合網絡方案結合獨有的NodeEngine平臺部署基站本地分流,可直接對接鋼企廠區車間內網及業務服務器,同時NodeEngine平臺算力支撐視頻遠控、PLC控制等典型應用,實現生產類業務的本地終結,充分保障2-36園區多級分流,融合網絡方案園區多級分流融合網絡方案3333ToB場景化專網設計白皮書適合鋼鐵的無線網絡傳播模型高溫高熱高濕等種種惡劣條件,通過創新的綜合運用精準規劃、智能干擾檢測、協同算法5G專網基站增強技術,來保障鋼鐵復雜電磁干擾環境下的網絡性能。在規劃部署階段精細化站點位設計,運用面向鋼廠無線傳播模型和鏈路預算,基于高精度仿真及摸底測試適合鋼鐵的無線網絡傳播模型在網絡建成運行和優化維護階段,基于系統收集的干擾及業務行為信息,通過機器學習算法尋找該環境下的最優資源配置,以精準、高效的場景智能進一步確保穩定的低干擾和優質體驗。基于5G特有的靈活時頻測量機制(配置不同位置的干擾測量參考信號),精確捕捉外部干擾的時間-頻率特征,并結合精準的智能調度算法和數據打孔機制有效規避外來干擾,保障穩健的系統性能。2-37網絡可用性保障方案34網絡高可用保障
針對鋼鐵行業用戶的特點和需求,從降低故障發生概率和縮短故障恢復時間的兩個角度出發,從網絡級、鏈路級、節點級、單板級等不同級別綜合考慮,并結合提升網絡可靠性的相關功能,給予行業客戶多層級多維度的行業綜合解決方案,保障鋼鐵企業生產和業務的正常運行。ToB場景化專網設計白皮書案例 湛江寶鋼、中國聯通與中興通訊三方合作進行了5G智慧鋼鐵探索,經過應用場景選擇、5G20206月正式開啟商用。目前已經覆蓋了廠12.5保障了企業的數據完全在園區內流動的安全性要求,同時通過切片規劃與隔離,也確保了5G使用體驗。5G應用場景目前已經實現了厚板廠AR圖2-38湛江寶鋼5G專網架構按需加載、整體交付的一站式解決方案,解決工業園區專網建設在網絡聯接、算力下沉、業務集成以及開通運維等方面的挑戰。依托5G行業專網,進一步深化5G與工業制造園區生產融合,持續推動5G+工業互聯網創新應用場景落地,賦予制造業自動化、數字化、智能化新能力,打造5G智能制造應用樣板。遠程設備操控: 云化PLC設備協同作業:
制造行業,存在高溫,高塵,高危險的工作環境,迫切需要改善工作條件,提高安全生產5G網絡,實現隨時隨地連接工業設備,低時延30%以上。通過在工廠內部署5G網絡,將工業設備、攝像頭、傳感器等數據采集終端進行連接,實現工業設備與各類數據采集終端的網絡化,設備操控員可以通過5G網絡遠程實時獲得生產現場全景高清視頻畫面及各類終端數據,并通過設備操控系統實現對現場工業設備的實時精準操控,有效保證控制指令快速、準確、可靠執行。業務場景速率要求時延可靠性遠程設備操控10~30Mbps控制指令<20ms控制指令:99.99%在工業生產過程中,最終的控制過程還需要來進行控制,MES、ERPAPPMES、ERP或者工業APP的指令。5G+MEC將滿足工廠在柔性生產制造過程中對實時控制、數據集實現同一條生產線根據市場對不同產品的需求進行快速配置優化。ToBToB智能制造業務場景及價值202行業數字化轉型對聯接、算力以及應用的快速集成提出新的要求,迫切需要一種全集成、業務場景速率要求時延可靠性云化PLC<1Mbps<10ms99.99%ToB場景化專網設計白皮書機器視覺質檢: 廠區智能物流: XR協同研發設計:
在生產現場部署工業相機或激光掃描儀等質檢終端,通過內嵌5G模組或部署5G網關等設備,實現工業相機或激光掃描儀的5G網絡接入,實時拍攝產品的高清圖像,通過5G網絡傳輸至部署在MEC上的專家系統,專家系統基于人工智能算法模型進行實時分析,對比系統中的規則或模型要求,判斷物料或產品是否合格,實現缺陷實時檢測與自動報警,并有效記錄瑕疵信息,為質量溯源提供數據基礎。同時,專家系統可進一步將數據聚合,上傳到企業質量檢測系統,根據周期數據流完成模型迭代,通過網絡實現模型的多生產線共享。業務場景速率要求時延可靠性機器視覺質檢上行30~100Mbps50ms99%廠區智能物流場景主要包括線邊物流和智能倉儲。線邊物流是指從生產線的上游工位到下游工位、從工位到緩沖倉、從集中倉庫到線邊倉,實現物料定時定點定量配送。智能倉儲5G5G網關等設備可以實現廠區內自動導引車輛(AGV)、自動移動機器人(AMR)5G網絡接入,部署智能物流調度系統,結合5GMEC+超寬帶(UWB)室內高精度定位技術,可以實現物流終端控制、商品入庫存儲、搬運、分揀等作業全流程自動化、智能化。業務場景速率要求時延可靠性廠區智能物流1Mbps50ms99.9%5G/5G網絡同步傳送到分布在不同地域的科研人員;科研人員跨地域在線協同操作完成實驗流程,聯合攻關解決問題,加快研發進程。業務場景速率要求時延可靠性XR協同研發設計10~30Mbps50ms99%異地協同設計是指基于5GAR/VR5G網絡同步傳輸設計數據,實現異地設計人員利用洞穴狀自動虛擬環境(CAVE)5GAR/VR、5G便攜式設備(Pad)等2D/3D設計圖紙的協同修改與完善,提高設計效率。生產現場監測: 無人智能巡檢:
5G5G網關等設備,各類傳感器、攝像頭和數據監測終端設備接入5G網絡,采集環境、人員動作、設備運行等監測數據,回傳至生產現場監測系統,對生產活動進行高精度識別、自定義報警和區域監控,實時提醒異常狀態,實現對生產現場的全方位智能化監測和管理,為安全生產管理提供保障。業務場景速率要求時延可靠性連接數生產現場監測上行2~10Mbps50ms99%X*10個/500m25G5G網關等設備,實現巡檢機器人或無人機等移動化、智能化安防5G5G網絡實時回傳至智能巡檢系統,智能巡檢系統利用圖像識別、深度學習等智能技術和算法處理,綜合判斷得出巡檢結果,有效提升安全等級、巡檢效率及安防效果。ToBToB業務場景速率要求時延可靠性連接數生產現場監測10~20Mbps50ms99%X個/500m2網絡設計云網一體化設計 業LCM業LCM雙核云平臺OAM云統一部署升級PODCRICSICNI統一擴容縮容VMVMVM統一版本管理KVM統一配置變更云網業一體固網接入(5G)5Gi5GC網AMF、SMF、UDM、UPF高帶寬 低時延 物理隔離Network(DVS/OVN/SmartNic)Storage(Ceph/SAN)Compute(86/ARM/GPU)NeutronCinderIronicBM行業中臺業務/APP云服務網服務MEP統一租戶視圖統一資源編排統一運維監控統一安全管理圖2-39云網一體化架構無線網絡雙頻室內ToB高可靠低時延大帶寬業務選擇基站頻段與室外基站異頻,對5G無線網絡性能影無線網絡雙頻對于承載低可靠低容量需求的ToB業務及全部的ToC用戶業務選擇基站頻段與室外同頻,為5G無線接入的次選承載頻段;ToB采用高密度服務器,通過物理共部署、統一云底座提供集中算力資源,根據園區實際場景BBU/OLT,無線、核心網、有線、MEPToB采用高密度服務器,通過物理共部署、統一云底座提供集中算力資源,根據園區實際場景BBU/OLT,無線、核心網、有線、MEP功能按需搭配,達到模塊化組合效果。同時,支持無線、有線和核心網設備的統一管理,為行業客戶提供端到端的網絡解決方案
5QI差異化保障:同一業務使用5QI的基礎上疊加切片的方式,將高優先級用戶放到高優先級切片中,從而確保該減少時延。圖2-40切片優先級差異化配置解決方案亮點ToBToB緊湊型單柜緊湊型單柜通用型雙柜1)通用型雙柜2)圖2-41iCube不同模式
iCube行業云網一體解決方案,以i5GC為基礎能力,按需集成5G模組、NR、傳輸、MEC以及第三方應用等組件,以云網一體柜形態構建云網一體的基礎設施。通過打造靠近5G行業應用部署方式,云網一體端到端交鑰匙的交付模式等方面都實現了創新突破。根據場景的不同,iCube提供兩種模型,為行業提供差異化的網絡和算力資源。典配模型:在緊湊型機柜中部署云網資源,提供5萬用戶接入和20Gbps的轉發能力,滿足典型園區專網建設的需要。高配模型:采用雙標準機架云網隔離的方式部署,默認提供10萬用戶接入和50Gbps的轉發能力,滿足超大型行業應用的部署需要。ToB場景化專網設計白皮書基于NodeEngine的一站式智簡行業網解決方案基于NodeEngine的一站式智簡行業網解決方案,實現數據不出園區,“空口一跳直達”。該方案通過在基站BBU機框上提供計算、存儲、網絡、加速器等資源,將算力下沉至基站,采用容器化的微服務架構,將本地分流、無線網絡能力等功能下沉到基站,提供基于PLMN、切片ID的專網模式,構建基站級的行業邊緣計算,為專網業務提供極致站點級的解決方案,賦能行業數字化轉型。基于NodeEngine的一站式智簡行業網解決方案NodeEngineNodeEngine100msAGV導航、天車遠控、龍門吊遠控等基于視頻的工業遠控類應用的需求。訪問園區內網員工 訪問園區內網員工 訪問園區內網設備 訪問公眾外網員工個人通信機械臂AGV運輸攝像頭測試辦公園區內2C業務園區內2B業務NodeEnine公網基站園區服務器園區2B業務流核心網Internet圖2-42基于NodeEngine的一站式智簡行業網解決方案超級小區(SuperCell)部署方案超級小區(SuperCell)是將2個或更多的RRU或扇區配置成一個邏輯小區,有相同的CellID,進行統一的資源調度。將相鄰幾個NR小區,合并起來組成一個超級小區,每個常規小區成為SuperCell的一個組成部分,稱為CP(CellPortion超級小區(SuperCell)部署方案超級小區的主要應用場景是室分和高速移動場景,其主要優勢:減少小區間干擾:通過超級小區對小區邊緣用戶進行頻域和時域的協同調度和多小區信號的聯合發送接收,從而減少小區間干擾;減少小區間切換:通過超級小區增大單個小區的覆蓋范圍,從而減少小區間切換,保證通信可靠性。ToBToB小區3 超級cp11cp22圖2-43超級小區MU-MIMO部署方案SuperMIMO(SuperCell)方案利用分布式天線優勢,靈活融合干擾方案、容量提升、用戶感知提升為UEUE2-34倍。圖2-44SuperMIMO技術ToB場景化專網設計白皮書案例三一重工
iCube行業云網一體解決方案助力三一重工(北京)構建新型AGV以及融合定位等行業創新應用,促進工廠車間5G+工業互聯網應用的融合創新。iCubei5GC、MEC、APP等在內的端到5G專網,為三一園區提供高隔離、強安全、一站式的專用網絡服務,為三一重工的數圖2-45三一重工云網柜三一重工(常熟)與中國電信、中興通訊聯合開展基于NodeEngine的5G基站引擎方式的數字化工廠項目,依托5G網絡高帶寬、大連接、低時延、高可靠等特性,實現工廠內部設備互聯互通,滿足各項專業系統上線過程,使生產和感知設備快速組網、數據信息精準采集,實現數字化工廠的目標。NodeEngine5G專網架構,數據從基站一跳直達三一華威數據中心,相5G專網的快速部署,最快網絡部署時間僅需兩小時,有效縮短企業施工時間,保證企業的生產效率。43ToB場景化專網設計白皮書南京濱江
5G智能制造基地以中興通訊自身既懂生產、又懂5G網絡技術為優勢,將5G5G”理念,生產制造全方位數5G5G+工業互聯網切實降本增效5G網絡技術難題。16405G+5G+工業互聯網安全、5G工業確定性網絡、5G5G智能制造基地5G為全球用戶提供最佳產品與服務。圖2-46濱江園區架構圖445G車載視頻監控回傳
46個高清攝像頭,對列車運行情況進行遠程監控。在車廂內,為4-8300Mbps的視頻監控需要實時回傳,同時對視頻實時智能分析,判斷車廂擁擠情況安排乘客出行,幫助乘客及時尋找丟失物品等。4G2路關鍵視頻實時回傳,其它大量視頻通常到站后使用USB5G可以將視頻實時回傳,并做實時分析。ToBToB軌交業務場景及價值5G圖2-47車載視頻監控回傳業務場景時延上行帶寬連接數丟包率可靠性車載視頻監控回傳150ms99%2-4Mbps/路30-72路/列車<1%MTBF5000小時ToBToB8實時上傳。列車運行狀態列車運行狀態監測數據實時回傳5G傳輸2-48列車運行狀態檢測數據實時回傳業務場景時延上行帶寬連接數丟包率可靠性列車運行狀態監測數據實時回傳≤100ms@99%≥50Mbps1路/列車<1%MTBF5000小時軌旁視頻監控實時上車,軌旁視頻監控實時上車系統采用車地兩層架構,基于5G網絡,車載層主要實現列車位置信息的采集、回傳、上車視頻的顯示以及異物侵入界限信息的報警。地面層主要實現列車位置信息的實時運算,列車運行前方視頻的匹配運算,軌旁監控視頻的實時采集、圖像識別以及圖像處理和流媒體服務功能。ToB場景化專網設計白皮書圖2-49軌旁視頻監控實時上車業務場景時延上行帶寬下行帶寬連接數丟包率可靠性軌旁視頻監控實時上車150ms99%2-4Mbps/路2-4Mbps/路1路/列車<1%MTBF5000小時客信息系統(PIS)
乘客信息系統(PIS)需將播控中心下發的播放節目,如緊急文本信息、行車信息、新聞廣播、旅行指南、換乘信息、在線廣告等便民信息在車載PIS顯示屏上實時顯示。2-50乘客信息系統ToBToB業務場景時延上行帶寬連接數丟包率可靠性乘客信息系統(PIS)≤300ms@98%2-20Mbps1路/(廣播)<1%MTBF5000小時重大/突發事件應急處理在重大/突發事件發生時,需要實時掌握人流精確分布,有效組織人流疏散,需要在特定區域臨時搭建監控系統,部署無線視頻攝像頭,需要機動部署安檢、安防、售票、閘機、臨時出入口等設備設施,需要與當地政府應急指揮中心、消防、急救等部門多媒體通訊。當前軌道交通帶寬專網和集群通信網絡無法滿足應急情況下設備設施機動靈活部署、大帶寬數據回傳和多媒體通信的需求。圖2-51重大/突發事件應急處理業務場景時延上行帶寬連接數丟包率可靠性無線攝像機150ms99%2-4Mbps/路1-30多路<1%MTBF5000小時無線安檢設備300ms30Mbps/臺1-5臺<1%MTBF5000小時無線閘機30ms512kbps/臺1-10臺<1%MTBF5000小時ToBToB網絡設計軌道交通5G專網采用5G高可靠、數據不出園區的5G專網。5G專網絡主要覆蓋場景為車站、正線/場和部分隧道采用RRU+高性能天線覆蓋。圖2-52軌道交通5G網絡架構TAU車頂天線覆蓋為規避列車高達30dBTAU車頂天線覆蓋CPE4G5G,滿足國家和軌產交行業規范:50121(EMC電磁兼容測試)、50155(環境測試)、61373(沖擊測試)45545-2(防火測試)車載設備的尺寸和供電滿足列車設計要求:機架式安1U110V1AB1.1A,持續時3ms,設置獨立空開。ToBToB圖2-53TAU+車頂天線覆蓋示意車頂天線安裝是難點,對車載設備后裝場景,需要工勘選擇合適的安裝車廂,對車體進行安裝改造。選擇開孔車廂需要考慮車廂同車載5GTAU機架之間的距離、車頂是否有足夠的空間可供5G天線安裝。車站覆蓋
站廳包含安檢、購票、閘機等區域,3/4G時代都采用傳統室內分布系統進行覆蓋,5G時代由于頻段高、室內分布系統不支持(特別是3.5G)等原因,建議采用數字室分系統QCell產品進行覆蓋。QCell數字室分系統替代傳統DAS系統。有如下優勢:良好的話務吸收和負荷分攤能力,便于后續靈活的小區分裂和擴容便于拓展室內定位、導航和智能停車等增值業務。圖2-54車站覆蓋示意隧道泄漏電纜覆蓋 1)隧道內一般采用BBU+RRU+泄漏電纜方式覆蓋,并結合實際情況進行超級小區合并,降低干擾和切換重選頻次;POI實現多系統的合路,避免室內分布系統建設的重復投資;新建站點選擇支持全頻段全制式的無源器件,避免后期再次改造。圖2-55隧道BBU+RRU+泄露電纜覆蓋方案ToBToB隧道貼壁天線覆蓋 部分隧道采用8TRRRU劈裂為2個4TR,外接2個4TR貼壁天線背靠背雙向覆蓋。2-56BBU+RRU+貼壁天線覆蓋正線地面部分覆蓋 1)2)3)4)
BBU8TRRRUH30高增益天線覆蓋方案,需要考慮:5G1010度;合理站軌距范圍需要綜合考慮掠射角要求和最佳的覆蓋性能要求,盡量減少工程成本并提升網絡性能。結合現網經驗,取50m~150m為佳;站點交錯部署在軌道兩側,盡量部署在軌道的內拐彎,有利于信號的均勻分布,同時可以改善切換區域覆蓋;圖2-57正線地面BBU+8TRRRU+H30高增益天線覆蓋方案解決方案亮點
5G、//5G/ToB場景化專網設計白皮書亮點三亮點四
成熟的多譜勒頻偏校正算法及超級小區解決方案,極大提升高速行駛下的列車內的無線網絡性能。案例 了135G5G+5GX5G5G5GAR5G5G5G圖2-585G智慧地鐵1+3+X架構沙漠地帶,網絡覆蓋基礎薄弱。同時石化企業大多為集團制,集團產業往往分布在全國多個化工產業園區,具有產業分布廣域化、園區化、封閉化的特點。5G在石化行業的應用需求較廣,從現階段規模應用導入的角度來看,生產管控數字化、生產監控無人化、危險故障處理等尤為重要。幾個重點的業務應用簡要匯總如下。ToBToB石化業務場景及價值5G+作業電子流 5G智能巡檢
石化作業環境比較復雜,涉及易燃易爆及有毒有害物質,同時生產過程復雜,很多危害無5G+作業電子流把石化生產流程信息化和電子化,可以有效提升生產作業的效率和安全。5G+作業電子流首先把現場作業的工序和管理流程5GAI分析等手段來快速識別操控風險:高危作業中是否存不佩戴安全帽等違規作業情況;高危作業中是否存在不穿工作服違規作業的情況;檢測動火作業中是否存在易燃易爆物品(氧氣瓶檢測動火作業中是否存在無滅火器違規作業情況;以便及時發現施工人員違規作業行為;實時檢測作業現場氣體,實現危險源的實時識別與報警,提升園區安全管理。業務場景時延帶寬可靠性連接數5G+作業電子流視頻端到端時延<300ms上行10~20Mbps99.9%X個/km2(管廊管道等的溫度、壓力、流量等。對化工園區生產設備和設施的巡檢,采用數字巡檢和無人巡檢相結合的方式:ToB場景化專網設計白皮書5G智能防爆巡檢機器人,巡檢機器人搭載多種傳感器,實時采集現場的圖像、聲音、紅外熱像及溫度、煙霧、多種氣體濃度等參數;5G巡檢機器人具有智能識別功能,采用智能感知關鍵技術算法,能夠準確判斷設備當前運行狀態,并基于大數據分析預警技術,對設備運行故障超前預判、預警,減少故障停機時間;5G防爆點巡檢儀,按照設定巡檢任務與路線進行巡檢,巡檢儀支持設備振動偵聽和表計識別,在巡檢過程中發現的異常現象以及超出閥值的測量項,可直接上報隱患,以照片、視頻等形式展示給相關責任人,并可以通過語音和視頻的方式進行溝通和交流;5G內容包括管線及相關設備的損壞、受腐蝕情況、使用年限是否超期;通過攜帶氣體探測吊避免損失和安全事故;業務場景時延帶寬可靠性連接數5G智能巡檢視頻端到端時延<300ms上行10~20Mbps99.9%X個/km25G園區危險源監管5G異常預警,及時通報;集成作業視頻,現場情況隨時掌握;業務場景時延帶寬可靠性連接數5G+園區危險源監管視頻端到端時延<300ms上行10~20Mbps99.9%10*X個/km2移動險源(車輛)監管,實現園區車輛綜合管理和人員車輛備案,通過在裝卸貨重點區域5G5G智能監控系統實現車輛超速、超載、停留、偏航異常等行為被動報警。ToB場景化專網設計白皮書2-59園區危險源監管業務場景定位精度帶寬5G+園區危險源監管米級X個/km2園區人員定位化工園區面積大、人員多、危險區域多,為了保障園區人員安全,需要對園區人員位置進3D支持人員資產軌跡跟蹤、電子圍欄、一鍵求救、電子巡更、報警管理、視頻聯動等功能,可以提供:園區重點區域,危險區域限制最大進入人數,盡量減少人員傷亡,可減少危險事件發生;監控室重要區域,24小時不能缺人,當檢測無人時,告警通知等,加強園區監控。爆炸或者其他緊急情況,員工可通過“一鍵求助”,救援人員可以快速定位員工位置,快速實施救援。外來人員管理,可以對人員軌跡進行回溯,增強園區安全管理。業務場景定位精度時延可靠性連接數園區人員定位3~5米秒級99.9%X*100個/km255ToB場景化專網設計白皮書5G+XR遠程協助 1)2)5G+生產數據采集 5G+VOCs在線監測
5G+AR遠程專家指導。在對設備/設施進行維護的過程中,5G網絡作為數據橋梁,工作人員佩戴AR眼鏡可以將設備供應商、維修專家、現場操作人員以及工程部門協同排查,讓專家和現場人員能夠在低延時的網絡條件下流暢溝通,實時分享指導意見或操作手冊等幫助信息,同時現場操作人員協助設備及維修專家進行遠程診斷,無需專家到達現場,提高專家的有效時間,快速解決現場故障。5G+VR虛擬實訓。通過基于5GVR虛擬仿真系統,可對維護人員進行裝置開停工處置、設備拆解等維護課題的培訓,大大縮短實操的時長,幫助工人短時間掌握運維技能;業務場景時延帶寬可靠性連接數5G+AR遠程指導30ms上行10~30Mbps99%X個/km25G+VR虛擬實訓20ms下行20~40Mbps99%X個/km2DCS/SCADA數據采集外,還包含園區大量表計的數據采集;另外,為了獲得生產設備和設施的狀態數據,也需要加裝大量的無線傳感器對設備的5G+IOT,可大量降低布線難度,可在惡略環境下對設備狀態數據進行采集,然后將采集的信息通過5G網聯回傳至園區物聯網平臺實現設備在線診斷與遠程運維。業務場景時延帶寬可靠性連接數5G+生產數據采集30ms30~100Kbps99.9%100*X個/km2揮發性有機化合物VOCs化工企業無組織廢氣排放源主要集中在儲罐區及煉油段,點位多、監測困難且有移動性巡檢需求,5G成為更好的傳輸方案。隨著人工智能的逐步應用,石化行業的數字化、智能化轉型,需5G網絡加持,催生多個業務應用,實現智能感知、精準控制、安全生產,實現“安全、環保、高效”的目標,首要保障環境安全性檢測、人員安全防控,實現社會、企業、員工和環境和諧發展。ToBToB網絡設計AR5G5G設備進行覆蓋,特殊區域基站需要考慮防爆。圖2-60化工園區覆蓋設計基站和核心網間可以5G化工園區面積大,室外區域多,人員定位考慮使用室內外一體化定位融合方案。2-61企業園區組網ToBToB基站硬件設備也需要有針對性的考慮防爆防腐要求。圖2-62企業園區定位解決方案解決方案亮點游牧式基站組網,降低部署難度,施工成本開發緊湊、靈巧的游牧式基站,建立信令流復用園區專線,和遠端核心網打通,基站可以快速搭建、開通,滿足快速建站、靈活移站的要求。游牧基站可以根據現場環境、業務、容量等需求,靈活采用realyGW方案或者NodeEngine方案。游牧式基站組網,降低部署難度,施工成本圖2-63游牧式基站多種接入方式5G定位架構采用本地化架構創新設計的無線側本地化定位服務架構,可以共用游牧基站本地分流NodeEngine平臺,無需公網架構做任何改動,直接實現本地定位服務器部署,快速為客戶提供本地5G高精5G定位架構采用本地化架構圖2-645G定位本地化架構5G融合定位
針對兼有更高的亞米級定位的需求場景,創造性地實現5G融合藍牙/UWB帶外定位技術,5G基站新增帶外藍牙/UWB定位基站級聯接口,不僅能為藍牙/UWB定位基站提供本地POE供電,而且利用5G網絡內部傳輸層實現對UWB/藍牙定位信息的融合封裝傳輸處理,提供統一定位服務,大幅降低建設成本,可提供亞米級一體化高精度定位能力。ToBToB案例 造業15G5G5GAR5G5G2-65匯豐石化一體化解決方案ToB場景化專網設計白皮書商超、醫院、校園業務場景及價值智慧商超
和通過對人、貨、場的大數據分析,基于5G網絡,不僅滿足消費者網絡通訊的需求,同時對于企業管理者可對商業圈消費者逗留時間、路線進行熱力分析,制定精準營銷策略,指導商場促銷活動,同時提供5GAR互娛、智慧停車等服務,提升消費者體驗,引流促銷。業務場景時延帶寬定位精度連接數5G精準營銷//3~5米X*1000/km25GAR30ms上行10~20Mbps/X*10/km2智慧停車/下行2~5Mbps3~5米X/km2智慧醫療 利用5G網絡實現5G遠程會診遠程示教等業務應用避免醫生和病人的直接的接觸,保障醫生自身安全,可以實現多個專家全方位觀察病人,診斷更明確;同時實現了專家跨地域會診,解決了區域醫療資源不均衡的問題。與此同時醫院增加查房機器人后,機器人替代醫生護士按照預定路徑查房,檢測采集病人數據,實時回傳現場視頻,采集現場數據和視頻AI分析,及時發現預測異常情況,更好的照顧病人,減少醫生護士工作量。業務場景時延帶寬可靠性連接數5G遠程會診300ms下行4~10Mbps99.9%X/km25G查房機器人300ms上行2~5Mbps99.9%X/km2遠程示教300ms上行10~20Mbps99.9%X/km2ToB場景化專網設計白皮書智慧校園 基于5G網絡,實現數字化,滿足學生網上課堂,學生隨時隨地都可以在線學習;同時以物聯網、云計算、大數據分析等新技術為核心技術,老師可以通過虛擬教具、虛擬實驗等AR形式精
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