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1、面向行業的面向行業的 5G5G 網絡網絡 SLSLA A定義及需求定義及需求白皮書白皮書牽頭編寫單位牽頭編寫單位：中國信息通信研究院中國信息通信研究院、華為技術有限公司華為技術有限公司工業互聯網產業聯盟（工業互聯網產業聯盟（AIIAII）2022022 2 年年 9 9 月月聲聲明明本報告所載的材料和信息，包括但不限于文本、圖片、數據、觀點、建議，不構成法律建議，也不應替代律師意見。本報告所有材料或內容的知識產權歸工業互聯網產業聯盟所有（注明是引自其他方的內容除外），并受法律保護。如需轉載，需聯系本聯盟并獲得授權許可。未經授權許可，任何人不得將報告的全部或部分內容以發布、轉載、匯編、轉讓、出售

2、等方式使用，不得將報告的全部或部分內容通過網絡方式傳播，不得在任何公開場合使用報告內相關描述及相關數據圖表。違反上述聲明者，本聯盟將追究其相關法律責任。工業互聯網產業聯盟聯系電話：010-62305887郵箱：編編 寫寫 說說 明明在 5G 時代，移動通信技術能力的進一步提升，有望幫助垂直工業領域重新考慮如何以無線方式互連機器、生產線，從而助力全社會數字化轉型。移動通信服務從面向用戶（2C）類型轉變為面向行業（2B）類型，終端主要是機器、傳感器、機器人等。對于傳統 2C業務，用戶對業務中斷的容忍度比機器高得多。例如，當移動網絡連接質量不好或服務中斷時，2C 用戶可嘗試稍后重撥，但對于 2B業務

3、用戶，可能導致生產線關閉，從而導致生產效率損失。本白皮書通過梳理 2B 行業客戶對 5G 網絡的需求，提出 5G 網絡SLA 能力指標，統一網絡 SLA 量綱，制定行業業務需求和網絡 SLA映射模板，統一行業需求、網絡需求描述和映射關系，將有效指導5G 網絡建網和 SLA 保障，推動相關技術和產業成熟，加速 5G 行業應用進程。牽頭編寫單位牽頭編寫單位：中國信息通信研究院、華為技術有限公司參與編寫單位參與編寫單位：中國移動通信集團有限公司、中國聯合網絡通信集團有限公司、中國電信股份有限公司、中興通訊(南京)有限責任公司、浙江中控技術股份有限公司、杭州和利時自動化有限公司、三一集團有限公司、四川

4、長虹電子控股集團有限公司、美的集團、普天信息工程設計服務有限公司、深圳艾靈網絡有限公司、創源微致軟件有限公司、紫光展銳(上海)科技有限公司、北京科技大學、成都愛瑞無線科技有限公司、京信網絡系統股份有限公司、中電科普天科技股份有限公司、卡奧斯工業智能研究院（青島）有限公司編寫組成員編寫組成員（排名不分先后）：中國信息通信研究院：黃穎、沈彬、于青民、李宗祥、管子健華為技術有限公司：盧小莉、姜小濱、辛波、黃蔚藍、谷明旭中國聯合網絡通信集團有限公司：葉曉煜、安崗、李文杰、張余、張文博、魏梓原、王源野、趙晨炅、王金石、李森、許麗麗中國移動通信集團有限公司：郝曉龍、肖善鵬、鄧偉、楊鵬、馬帥、郝森參、楊博涵

5、、曾凱越、杜琴、于樂中國電信股份有限公司研究院：李凱、沈云飛中興通訊(南京)有限責任公司：楚俊生、支周浙江中控技術股份有限公司：來曉、陳銀桃、蒙博宇杭州和利時自動化有限公司：張玉波、寇立康、李蒙、黃玲三一集團有限公司：呂青海、李發、王輝、張雯、韓鵬、楊陽、楊廣林、商迎秋、牛長德四川長虹電子控股集團有限公司：畢可駿、徐庭銳、王鑫、韓宇瑞美的集團股份有限公司：陳俊、王軍普天信息工程設計服務有限公司：陳昕、郭惠軍、李果深圳艾靈網絡有限公司：俞一帆創源微致軟件有限公司：戴佐俊、張恒紫光展銳(上海)科技有限公司：張偉強、朱勇旭、李叢蓉北京科技大學：張海君、張曉奇、張耀敏、蘇仁偉成都愛瑞無線科技有限公司：

6、宋巨偉、任廣梅京信網絡系統股份有限公司：龔賀中電科普天科技股份有限公司：張振、葉楊、杜翠鳳卡奧斯工業智能研究院（青島）有限公司：趙士超、劉鵬英目目錄錄一、網絡 SLA 指標定義.1（一）網絡可用度.2（二）時延可靠性.3（三）用戶速率.5（四）定位準確度.6（五）時鐘同步精度.6（六）網絡隔離.6二、網絡 SLA 指標能力等級劃分.6（一）網絡可用度.7（二）時延可靠性.7（三）用戶速率.8（四）定位準確度.9（五）時鐘同步精度.9（六）網絡隔離.9三、業務需求和網絡 SLA 需求映射.10（一）行業需求提取.10（二）網絡 SLA 需求映射.13（三）網絡 SLA 需求能力等級匯總.16四、

7、典型場景業務 SLA 需求到網絡 SLA 需求過程示例 16（一）柔性生產制造.16（二）機器視覺質檢.18（三）網絡 SLA 需求示例總結.20五、總結和展望.21附錄：相關術語.21（一）通信服務可用性和可靠性.21（二）5G 網絡和垂直應用的性能測量關系.2515G 行業應用涉及千行百業，5G 行業項目經過一段時間的拓展和試點，基于前期調研，當前主要存在如下問題：一是在垂直行業應用過程中，行業、網絡設備商、網絡集成商、運營商等相關組織對于網絡指標需求定義描述不統一，如可靠性、時延等概念在 5G 網絡中具體代表什么含義，大家理解不一致，導致行業與網絡在語言充分對接方面存在難點；二是 5G

8、行業應用業務類型和場景豐富，不同細分行業業務需求差異較大，從而對網絡服務水平保證（SLA）有不同的需求，由于行業業務需求與網絡 SLA 需求缺少統一語言和映射，導致行業無法描述清楚對網絡 SLA 的具體訴求，從而網絡建設保障時存在難點。1隨著 5G 網絡與行業應用的有機融合和推廣應用，亟需制定相應的網絡 SLA 規范，從而解決運營商、設備商以及行業用戶等對網絡SLA 需求的概念理解不一致的問題。通常 SLA 包括體驗 SLA、業務 SLA 和網絡 SLA：體驗 SLA 從用戶業務出發，定義用戶體驗，如視頻卡頓、花屏等，業務 SLA 從行業業務流出發，定義業務流中斷時長、傳輸數據量等指標，網絡

9、SLA從網絡角度出發，定義網絡連接的速率、時延等指標。本文主要定位于對網絡層 SLA 的內容分析，通過統一面向行業的 5G 網絡 SLA 指標范圍、SLA 指標定義、SLA 指標分級規范和 SLA指標需求描述等內容，幫助行業客戶、行業解決方案提供商、電信運營商、電信設備商等對齊網絡 SLA 語言。一、網絡 SLA 指標定義1SLA（Service Level Agreement）：雙方正式協商達成的協議，有時也稱為服務水平保證。它是服務提供商和客戶之間的合同（或合同的一部分），旨在建立對服務、優先級、責任等的共同理解。(來源：TMForum SLA 管理手冊)。2通過對標準業界和行業的分析，網

10、絡層 SLA 重點關注的指標，包括：網絡可用度、時延、可靠性、抖動、用戶速率、定位準確度、網絡隔離等，作為 5G+工業互聯網提供網絡服務的基礎。（一）（一）網絡網絡可用度可用度網絡可用度是網絡可用性的概率度量指標，對于可修復產品，網絡可用度 A 與可靠性度量指標 MTBF、可維修性度量指標 MTTR 關系如下：MTTRMTBFMTBFA1.網絡可用性網絡可用性:產品在任意隨機時刻需要和開始執行任務時，處于可工作或可使用狀態的程度。它的概率量度稱為可用度。在 5G 系統中，用于描述網元組成的網絡正常運行的時間比例。（來源：GJB451-90、IEC61907）。2.網絡可靠性網絡可靠性:產品在規

11、定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力?？煽啃缘母怕识攘恳卜Q可靠度。（來源：GJB451-90、IEC61907）。MTBF（平均故障間隔時間）是可修復產品可靠性的一個基本度量：在規定狀態下的特定測量區間，產品的所有部件能夠在指定范圍內完好工作的壽命單位均值。（來源：MIL-STD-721C-81）33.網絡可維修性網絡可維修性：產品在規定的條件下和規定的時間內，按規定的程序和方法維修時，保持和恢復到規定狀態的能力。（來源：GJB451-90、IEC61907）。MTTR（平均故障恢復時間）是產品維修性的一種基本參數，其度量方法為：在規定的條件下和規定的時間內，產品在任意規定的維修級別上

12、，修復性維修總時間與在該級別上被修復產品的故障總數之比。（來源：GB/T3187-94、GJB451-90、GR-512-CORE）。（二）時延可靠性（二）時延可靠性在 5G 工業應用中，對傳輸數據包同時有低時延和高可靠性要求，因此在網絡 SLA 描述時，時延和（包）可靠性一般一起描述為時延可靠性(時延可靠性)。時延可靠性計算方法：滿足一定時延約束條件下成功接收的包數除以發送的總包數。1.時延時延：在 5G 系統通信服務接口處測量，數據包從源通信設備的CSIF 成功傳輸到目標通信設備的 CSIF 的時間。（來源：3GPP TS22.261）E2E 中的端點是通信服務接口（3GPP 網絡指通信設

13、備的CSIF），如下圖所示，橙色箭頭為垂直應用程序的視角，藍色箭頭為 3GPP 網絡性能測量的視角，即包括和不包括 IP 層；4不同通信服務接口（CSIF）下的網絡性能測量 該指標基于無線通信場景，分為單端無線時延(UE toNetwork/Network to UE)和雙端無線時延(UE to Network to UE)；該指標在多數場景要求為最大時延，但有些場景要求為嚴格的時間邊界最小端到端延遲，最大端到端延遲。如圖所示，在多數場景，僅有最大時延 tUB要求，在部分場景同時有有最小時延 tLB和最大時延 tUB的要求。（來源：3GPP TS 22.104）52.（包）可靠性（包）可靠性：

14、在網絡層數據包傳輸的上下文中，在目標服務所需的時間限制內成功傳送到給定系統實體的已發送網絡層數據包量除以已發送的網絡層數據包總數的百分比值。（來源：3GPP TS22.261）在 5G 系統通信服務接口處測量；3GPP 中為 reliability 定義不區分 SLA 類型即可表示各種指標的可靠性要求，當前本文重點分析時延可靠性要求，同時用packet reliability 與傳統網絡設備可靠性區分；基于 3GPP TS 23.501 的丟包率定義，當有 QOS 要求時，丟包率表示為在滿足 QOS 時延要求下未成功到達的數據包的比例，即 1-p(丟包率)=R（可靠性）。在網絡 SLA 指標里

15、面，統一采用（包）可靠性。（三）用戶速率（三）用戶速率用戶體驗數據速率：獲得業務質量體驗所需的最低數據速率。但廣播類業務的情況除外，其為所需的最大值。（來源：3GPP TS22.261）用戶級最低保障速率要求；本文統一簡化為“用戶速率”表示；該指標分為上行用戶速率和下行用戶速率。6（四）定位準確度（四）定位準確度定位準確度：描述 UE 測量的位置與真實位置的偏差。（來源：3GPP TS 22.261）指標一般描述為準確度概率，如：3m90%；可細分為水平準確度、垂直準確度；準確度可以描述絕對位置的準確度，也可以描述相對位置的準確度。（五）（五）時鐘時鐘同步精度同步精度時鐘同步精度：在同步域內，

16、主時鐘和任何從 UE 時鐘之間的最大允許時間偏差。（來源：3GPP TS 22.104）5G 系統包括 CN、TN、RAN 和 UE。（六）網絡隔離（六）網絡隔離網絡隔離：為用戶申請的網絡資源需要與其他用戶申請的網絡資源進行物理或邏輯上的隔離。（來源：3GPP SA5 TS28.541）物理隔離是指網絡資源在物理位置上是分開的，如采用不同的硬件資源、不同的機架、不同的位置、不同的頻譜等；邏輯隔離是指網絡資源在邏輯上是隔離的，如采用虛擬資源層面的隔離，網絡功能層面的隔離，或租戶/業務層面的隔離。二、網絡 SLA 指標能力等級劃分7各行業場景千差萬別，通過抽象并總結共性 SLA 要求有大帶寬、低時

17、延高可靠、高精度定位、高可用網絡。本文為了歸一化供給側的網絡 SLA 需求，將網絡 SLA 各指標按照能力等級進行劃分，通過劃分等級，統一量化網絡 SLA 需求能力等級，網絡可按照不同等級進行保障。通過將不同行業場景的能力要求應對到網絡的 SLA 需求等級上，從而可加速行業批量復制能力。（一）網絡可用度（一）網絡可用度業界通常采用幾個 9 表征網絡設備的可靠程度，針對 5G+工業場景，網絡可用度等級分級如下：等級/指標網絡可用度(%)典型服務場景SLA 199,99.9)一般應用于個人設備，如電腦或服務器SLA 299.9,99.99)一般在警務專網、平安城市等場景，視頻監控、維護信息采集等業

18、務場景SLA 399.99,99.999)一般在影響生產效率場景，如港口 PLC 控制等場景SLA 499.999,99.9999)一般在安全強相關場景，如智能列控（高鐵、軌交）、鋼鐵生產控制等場景SLA 599.9999更高要求的電信級設備場景（二）時延可靠性（二）時延可靠性對應網絡 SLA，基于時延和可靠性的 SLA 等級分級如下：指標/等級SLA 1SLA 2SLA 3SLA 4SLA 5時延(ms)(50,100)20,50)10,20)4,10)4包可靠性(%)99,99.9)99.9,99.99)99.99,99.999)99.999,99.9999)99.9999由于在網絡 SL

19、A 要求中，對于多數 URLLC 業務同時有時延和可靠性的要求，當將不同等級的時延和包可靠進行組合時，存在大量可能，為了更好的將行業需求和網絡保障相結合，本文基于行業場景分析，將時延和包可靠一起劃分等級如下：等級/指標時延(ms)包可靠性(%)典型應用場景SLA 110099.9%一般要求業務場景SLA 25099.9%一般要求的遠程控制業務，如礦山、鋼鐵等場景的挖8掘機、無人天車等服務場景SLA 32099.99%一般較高要求的遠控業務，如港口的龍門吊、遠程醫療的操作搖桿控制等遠控業務場景SLA 41099.99%一般指高要求的運動控制業務、差動保護等場景，如智能電網差動保護、C2IO 車間

20、級智能制造等服務場景SLA 5499.999%一般指 AR/VR、AR/VR 強交互、工廠現場級智能制造等更高要求場景注：SLA 分級對應為（UE-Network-UE）的雙向時延（UE-Network）的單向時延*2（三）用戶速率（三）用戶速率1.上行用戶速率在 5G+工業互聯網中，對上行速率要求比 ToC 行業要求高，對網絡帶來挑戰，基于當前 5G 網絡和應用需求分析，將上行用戶速率等級劃分如下：等級/指標用戶上行速率(Mbps)典型應用場景SLA 1(0,50)一般普通圖片、文件傳輸、視頻監控等場景。SLA 250,100)一般高清圖片傳輸、高清視頻監控等場景SLA 3100,200)8

21、K 超高清視頻監控、機器視覺質檢等場景SLA 4200,500)AR/VR 等場景SLA 5500更高要求的場景2.下行用戶速率在 5G+工業互聯網中，基于當前 5G 網絡和應用需求分析，將下行用戶速率等級劃分如下：等級/指標下行用戶速率(Mbps)典型應用場景SLA 1(0,10)遠程控制、電網的配網差動保護、三遙等場景SLA 210,100)電競類云游戲等場景SLA 3100,500)AGV 地圖下載、智慧急救等場景SLA 4500,1000)8K 超高清視頻、VR 教育、VR 文旅等場景SLA 51000更高要求的場景9（四）定位準確度（四）定位準確度在 5G+工業互聯網中，涉及人與人、

22、人與物、物與物的鏈接，存在人、車、物的協同，對定位要求越來越高，基于當前 5G 網絡和應用需求分析，將定位準確度等級劃分如下：等級/指標定位準確度(m)典型應用場景SLA 13,10)一般指面向人的定位，如鐵路、工廠等人員導航、軌跡規劃等服務場景SLA 21,3)一般指室內人員或物的定位，如機場、園區等人員定位、車輛導引等服務場景SLA 30.3,1)一般指面向較高精度的人或物的定位，如車輛網、無人機、精細化工等場景，提供車輛協同、無人機測繪和農業、安全生產人員位置等服務場景SLA 40.1,0.3)一般指面向高精度的物的定位，如智能制造、倉儲物流、電力能源等場景，提供 AGV 導航、資產追蹤

23、管理、電子圍欄、工具匹配、工作協同等服務場景SLA 50.1更高要求的場景注：1.定位準確度，一般采用 90%可用度的滿足度。2.本文分級中，基于整體的定位確度(即定位準確度=abs|測量位置(坐標)-實際位置(坐標)|)，不區分垂直準確度和水平準確度。（五）時鐘同步精度（五）時鐘同步精度當前行業應用中，電網差動保護場景對時鐘同步精度有要求，基于分析，時鐘同步精度分級如下：等級/指標時鐘同步精度(us)典型應用場景SLA 1-SLA 2-SLA 3-SLA 4(1,10一般指面向電網差動場景SLA 51（六）網絡隔離（六）網絡隔離該指標是指為滿足企業、園區等行業客戶的業務安全要求，而對提供的網

24、絡所采取的安全隔離方面所提出的要求措施。具體包括物理隔離（如專網專線等）、邏輯隔離（如虛擬網絡設備等），提10供專用資源預留、資源搶占、共享資源池等機制，基于 5G 網絡和行業需求，等級分級如下：等級/指標網絡隔離典型應用場景SLA 1邏輯隔離行業用戶共享物理網絡，通過邏輯方式提供網絡資源（如虛擬網絡設備等），并保證與其他用戶的資源是安全隔離的SLA 2物理隔離為行業用戶提供安全可靠的獨占的物理網絡（如專網特定地理位置、專線特定機框、專網特定頻譜等）注：當前分級參照3GPP SA5 TS28.541。針對5G網絡來說，由于存在多個5G網元，因此，網絡隔離時，可能會存在一些中間狀態，中間狀態在當

25、前版本暫不考慮，主要跟隨3GPP定義。三、業務需求和網絡 SLA 需求映射（一）行業需求提?。ㄒ唬┬袠I需求提取行業需求提取應根據行業特點和業務需求等方面，分析行業整體需求和業務場景的通信需求、服務能力需求和隔離需求，形成對應的行業需求信息匯總表和若干業務場景需求信息詳表。行業需求提取模板參考國標 TC124基于蜂窩網絡的工業無線通信規范 第 5部分 應用規范。表 1 給出了行業需求信息匯總模板，主要用于收集行業/企業的整體訴求(包括網絡設備故障要求、網絡隔離要求)和業務場景類型匯總。表 1工業業務需求信息匯總模板列項信息說明行業類別工業應用場景所屬的行業。參考 GB/T 4754-2017國民

26、經濟行業分類。企業名稱企業基本信息廠區總面積工業設備所分布的地理區域大小廠區網絡隔離要求不同工作區域之間工業應用的隔離需求，例如：不同分廠、不同廠房、不同車間之間的隔離需求。5G 網絡 的區 域業務區域名稱工業應用所在的工作區域，舉例：不同分廠、不同廠房、不同車間?；诓煌瑓^域進行信息填寫。面積區域面積11A網絡設備故障要求區域范圍內，網絡設備故障的中斷時間要求，單位min/year 或 min/mouth；網絡隔離要求不同企業組織之間工業應用的隔離需求，例如：運輸部、生產部之間的隔離需求。不同目的網絡的工業應用的隔離需求，例如：工業終端監控應用連接到遠程的服務器，工業控制應用連接到本地的控制

27、服務器,工業終端監控和工業控制應用之間的隔離需求。不同應用名稱的工業應用的隔離需求，其中工業應用名稱用以唯一的標識一個工業應用。例如：視頻類的“工業質檢應用”劃分為一個網絡切片。場 景 1名稱場景名稱按照業務類型進行命名，例如：遠程設備操控、遠程運維、視覺檢測、實時控制等場 景 2名稱場 景 3名稱5G 網絡 的區 域B表 2 給出了工業業務場景分析模板，表中的關注項是可選的，應根據實際需求填寫。表 2工業業務場景分析模板關注項具體信息單位必要性說明場景名稱/必填工業應用場景中應用的名稱，和表 1 中場景名稱對應。按照業務類型進行命名，例如：遠程設備操控、遠程運維、視覺檢測、實時控制等場景描述

28、/選填工業應用場景業務類型描述信息。通 信 關 系1通 信 關 系標識 1/必填遞增、唯一性通 信 關 系名稱/必填所屬行業中應用場景的業務類型對應的細分業務名稱。例如：遠程設備操控中的視頻監控終 端 設 備信息/工業應用場景中，當前通信關系分析的蜂窩終端設備名稱及信息終端數量和終端設備信息中所列設備具有相同通信關系的終端數移動類型/選填工業應用場景中改變工業蜂窩終端設備的地理位置的移動類型，具體應包括：12靜止：在整個使用壽命期間保持靜止；自由移動：移動時間和區域不受限制；區域限制移動：在約定的區域內可移動；游牧移動：使用時是靜止的，兩次使用的間隔是可以移動的。移動速率km/h選填工業應用場

29、景中自由移動或區域限制移動的工業蜂窩終端設備移動的速度，單位：km/h無 線 組 網類型/必填無線組網方式，單端無線、雙端無線。注：雙端無線，指數據交換經過 2 次 5GS網絡，路徑為 UE-RAN-UPF-RAN-UE；單端無線，指數據講話經過 1 次 5GS 網絡，路徑為 UE-RAN-UPF業務方向必填從行業終端視角描述業務流的方向，分為雙向、單向。注：1、雙向代表業務需要應答，單向代表業務不需要應答。2、無線組網為單端無線，補充描述基于終端視角的業務發起和應答方向，如上行發送&下行響應。業務特征/必填該通信關系的業務特征，例如：確定性周期性通信、確定性非周期性通信、非確定通信。定 位

30、準 確度m選填工業蜂窩終端設備的測量位置與真實位置值的偏差，包括水平定位準確度和垂直定位準確度，單位：m。時 鐘 同 步精度s選填工業應用場景中終端設備時鐘和基準時鐘之間的最大偏差，單位：s注：終端設備有時間同步精度要求的通信關系時填寫業 務 可 用性/選填(確定性通信業務填寫)根據商定的 QoS 交付端到端通信服務的時間量除以在特定區域中根據規范預期交付端到端服務的時間量的百分比值。注：如果通信服務不滿足相關的 QoS 要求，則認為該通信服務不可用。如果可用性是這些要求之一，則遵循以下規則：如果在指定的時間內（該時間至少是允許的最大端到端延遲和生存時間的總和）未收到預期消息，則認為系統不可用

31、。生存時間ms選填(確定性通信業務填寫)工業應用在沒有收到預期消息的情況下可以繼續運行的最大時間，單位：ms傳輸周期ms選填（周期性通信業務）工業應用傳輸周期性應用數據的時間間隔，單位：ms注：僅當工業應用數據包以固定的傳輸間隔發送時填寫。應 用 數 據量Byte選填該通信關系中，要求傳輸的應用數據量，單位：Byte注：1)周期性通信業務中，表示應用數據包在傳輸周期內發送的數據量。2）非周期性通信業務中，表示單次業務傳輸的數據量。E2E 最 大時延ms選填應用數據量從源端傳輸到目的端可允許的最大傳輸時長，單位：ms注：1、在不影響工業應用時能容忍的最大傳輸時長；2、E2E 時延都是指 2 個通

32、信端口的單向時延；3、雙端無線時，E2E 最大時延為經過 2 次 5GS 的時延，單端無線13時，E2E 時延為經過 1 次 5GS 的時延。最 大 應 用數據量MBytes選填(非確定性業務填寫)每秒內業務要求的最大應用數據量。注：1、沒有固定傳輸周期和應用數據量的業務填寫,如視頻、圖片、文件等 2、雙向通信時，若上下行要求不一樣，需區分上行和下行需求給出。最 小 應 用數據量MBytes選填(非確定性業務填寫)每秒內業務要求的最小應用數據量。注：1、沒有固定傳輸周期和應用數據量的業務填寫,如視頻、圖片、文件等。2、雙向通信時，若上下行要求不一樣，需區分上行和下行需求給出。通 信 關 系2通

33、 信 關 系標識 2/必填遞增、唯一性通 信 關 系名稱/必填所屬行業中應用場景的業務類型對應的細分業務名稱。例如：遠程設備操控中的視頻監控.（二）網絡（二）網絡 SLA 需求映射需求映射基于業務需求，為了將其映射為業務對網絡的 SLA 需求，應將基于表 2 形成的“工業應用場景分析表”映射為基于表 3 形成的“工業蜂窩網絡通信需求表”。兩個表格在映射時應整體遵循以下原則：a)區域網絡可用度：表 1 區域網絡設備故障的年中斷時間要求映射為網絡可用度，網絡可用度=1-中斷時間要求/總運行時間b)針對確定性周期性業務：表 2 中的應用數據量、E2E 最大時延映射為表 3 中的單個通信關系的用戶速率

34、。用戶速率（Mbps）=max（應用數據量*8*（1000/傳輸周期）,（應用數據量*8/（E2E 最大時延/1000）表 2 中的業務可用性、生存時間、傳輸周期組合映射為表 3 中的單個通信關系的可靠性?？煽啃?1 14生存時間傳輸周期+11 業務可用性（對業務可靠性有要求時填寫）（參照 3GPP TS 22.104）表 2 中的 E2E 最大時延映射為表 3 中的單個通信關系的時延要求。c)針對確定性非周期業務：表 2 中的應用數據量和 E2E 最大時延映射為表 3 中的單個通信關系的用戶速率。用戶速率（Mbps）=（應用數據量*8/（E2E 最大時延/1000）表 2 中的 E2E 最大

35、時延映射為表 3 中的單個通信關系的時延要求。d)針對非確定性業務：表 2 中的 E2E 最大時延和最大/小應用數據量映射為表 5 中的單個通信關系的最大/小用戶速率。用戶速率（Mbps）=（最大/最小應用數據量*8/（E2E 最大時延/1000）e)其他映射關系：表 2 中的定位準確度映射為表 3 中的定位準確度表 2 中的時鐘同步精度映射為表 3 中的時鐘同步精度。表 3網絡 SLA 需求模板關注項具體信息單位必要性說明業務區域名稱工業應用所在的工作區域，舉例：不同分廠、不同廠房、不同車間?；诓煌瑓^域進行信息填寫。網絡可用度網絡隔離要求場景名稱工業應用場景中應用的名稱，和表1中場景名稱對

36、應場景描述工業應用場景描述信息通信關系標識1通信關系標識/必填遞增、唯一性通信關系名稱/必填所屬行業中應用場景的業務類型對應的細分業務名稱。例如：遠程設備操控中的視頻監控終端設備信息工業應用場景中，當前分析的蜂窩終端設備名稱及信息終端數量和終端設備信息中所列設備具有相同通信15關系的終端數移動類型/選填工業設備的運動類型：靜止、自由移動、區域限制移動、游牧移動移動速率km/h選填能夠自由移動或區域限制移動的設備所移動的速度無線組網類型/必填無線組網方式，單端無線、雙端無線。業務方向必填從行業終端視角描述業務流的方向，注：雙向或單向。注：1、雙向代表業務需要應答，單向代表業務不需要應答。2、無線

37、組網為單端無線，補充描述基于終端視角的業務發起和應答方向，如上行發送&下行響應。業務特征/必填該通信關系的業務特征，例如：確定性周期性通信、確定性非周期性通信、非確定通信。定位準確度m選填工業蜂窩終端測量位置與其真實位置值的偏差，包括水平定位準確度和垂直定位準確度，單位：m時鐘同步精度s選填終端設備有時間同步精度要求的通信關系時填寫，單位：s業務特征確定性周期性業務、確定性非周期性業務、非確定性業務用戶速率Mbps選填確定性周期業務的時刻最小保障用戶速率；確定性非周期業務的瞬時最小保障用戶速率；通信關系中，若上下行要求不一樣，需區分上行和下行需求給出，若不區分，則默認上下行需求一樣。時延ms選

38、填確定性業務的最低時延要求；注：雙端無線，則時延代表的為RTT時延，單端無線時延代表的為OTT時延?？煽啃?選填確定性業務的網絡包可靠性要求；單用戶峰值速率Mbps選填1、非確定性業務傳輸所要求的最大傳輸速率，單位Mbps；2、通信關系中，若上下行要求不一樣，需區分上行和下行需求給出，若不區分，則默認上下行需求一樣。單用戶最低速率Mbps選填1、非確定性業務傳輸所要求的最小傳輸速率，單位Mbps；2、通信關系中，若上下行要求不一樣，需區分上行和下行需求給出，若不區分，則默認上下行需求一樣。通信關系標識2對于單個終端能力要求：該終端設備的用戶速率要求為各通信關系的用戶速率加和。該終端設備的時延可

39、靠性要求為該終端涉及的最高時延可靠性要求。對于區域網絡能力要求：16區域網絡的總速率要求為各通信關系的用戶速率加和。區域網絡的最低時延可靠性要求為該區域涉及的最高時延可靠性要求。注：1）實際網絡要求需考慮非周期業務的并發概率。本文主要通過模板收集行業應用場景的網絡需求。2）將無法給出行業需求時，可直接按照網絡 SLA 需求模板給出網絡需求。（三）網絡（三）網絡 SLA 需求能力等級匯總需求能力等級匯總網絡網絡 SLASLA 指標指標/SL/SLA A等級等級網絡可用度網絡隔離時延可靠性上 行 用 戶速率下 行 用 戶速率定位準確度時 鐘 同 步精度區域 1場景 1-通信標識 1場景 1-通信標

40、識 2場景 2-通信標識 1.四、典型場景業務 SLA 需求到網絡 SLA 需求過程示例不同行業的屬性和場景需求不一樣，需要梳理出可復制、規?；瘧玫膱鼍?，如“5G+機器識別、5G+AGV 物流、5G+數據采集/工廠遠程控制”，通過對基于行業、場景的業務需求到網絡 SLA 需求的映射和等級劃分，從而明確 5G 網絡面向行業服務、端到端的保障能力標準。（一）柔性生產制造（一）柔性生產制造場景描述：數控機床和其他自動化工藝設備、物料自動儲運設備通過內置 5G 模組或部署 5G 網關等設備接入 5G 網絡，實現設備連接無線化，大幅減少網線布放成本、縮短生產線調整時間。通過 5G17網絡與多接入邊緣計

41、算（MEC）系統結合，部署柔性生產制造應用，滿足工廠在柔性生產制造過程中對實時控制、數據集成與互操作、安全與隱私保護等方面的關鍵需求，支持生產線根據生產要求進行快速重構，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。同時，柔性生產相關應用可與企業資源計劃（ERP）、制造執行系統（MES）、倉儲物流管理系統（WMS）等系統相結合，將用戶需求、產品信息、設備信息、生產計劃等信息進行實時分析、處理，動態制定最優生產方案。1.行業業務場景需求表 1工業業務場景分析模板關注項裝備制造煤化工石油煉化場景名稱5G 云化 PLC閉環控制場景描述基于工業 OS 打造的 5G 云化PLC 技術應用，以

42、減少現場PLC 或者 DCS 控制器的數量，減少空間占用，降低生產和維護成本為目標。應用系統選用遠程 IO 模塊，實現 IO系統配置的模塊化，利用總線通訊，大大減少了現場復雜的走線。閉環控制是流程工業中最核心的控制機制，通過在不同裝置或過程安裝傳感器（或變送器），控制器可以及時感知過程狀態，并根據預設工藝算法對生產過程進行優化并進行安全可靠的控制通信關系標識1通信關系名稱5G 云化 PLC遠程控制中的云PLC 實時邏輯控制分布式控制終端設備信息5G 網關移遠 RG200U-CN控制器遠程 IO終端數量20500100無線組網類型單端無線單端無線單端無線業務方向雙向雙向雙向(下行請求上行響應)業

43、務特征確定性周期性通信確定性周期通信確定性周期性通信時 鐘 同 步 精 度(s)10000業務可用性99.9%99.9999%99.9999%生存時間(ms)100/100傳輸周期(ms)3102(總線周期 200)應 用 數 據 量(Byte)1001M30E2E 最 大 時 延20202018(ms)2.網絡 SLA 需求表 2網絡 SLA 需求模板關注項裝備制造煤化工石油煉化業務區域名稱網絡可用度99.999%99.999%(SLA4)網絡隔離要求物理隔離物理隔離物理隔離(SLA2)場景名稱5G 云化 PLC云化 PLC 的業務場景閉環控制場景描述基于工業 OS 打造的 5G 云化 PL

44、C 技術應用，以減少現場 PLC 或者 DCS 控制器的數量，減少空間占用，降低生產和維護成本為目標。應用系統選用遠程 IO 模塊，實現IO 系統配置的模塊化，利用總線通訊，大大減少了現場復雜的走線。園區數據采集、數字化工廠協同控制、本地PLC 云邊協同輔助計算通信關系標識1通信關系名稱5G 云化 PLC遠程控制種的云 PLC 實時邏輯控制分布式控制終端設備信息5G 網關和控制器移遠 RG200U-CN控制器遠程 IO終端數量20500100無線組網類型單端無線單端無線單端無線業務方向雙向雙向雙向業務特征確定性周期性通信確定性周期通信確定性周期性通信時鐘同步精度(s)10000用戶速率(Mbp

45、s)2（SLA1）10（SLA1）1.5（SLA1）時延(ms)20（SLA2）20（SLA3）20（SLA3）可靠性99.9%（SLA2）99.999%（SLA4）99.999%（SLA4）（二）機器視覺質檢（二）機器視覺質檢場景描述：在生產現場部署工業相機或激光器掃描儀等質檢終端，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，實時拍攝產品質量的高清圖像，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，1

46、9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。機器視覺質檢，主要是通過工業相機等實時拍攝數據通過 5G 網絡上傳到 MEC。1.行業業務場景需求表 1工業業務場景分析模板關注項飛機飛機大部件船舶工業材料場 景 名稱飛機復合材料自動鋪絲在線檢測8K 超高分辨率飛機大部件表面缺陷檢測船用鋼板麻點檢測機器視覺材料檢測場 景 描述通過 5G+工業相機實現鋪絲在線本地檢測，同時上傳云端系統。通過 5G+工業相機實現大部件表現缺陷在線本地檢測，同時上傳云端系統。使 用 標 準 3D相機采集鋼板圖像，實現鋼板表

47、面全檢。通過工業相機對材料表面進行檢測，將 5G 技術和機器視覺技術相結合，實現材料異常色差、縫隙、多余物在線檢測的場景。通 信 關系標識1/21/2/311/2通 信 關系名稱機器視覺質檢飛機復合材料自動鋪絲在線檢測機器視覺質檢-8K 超高分辨率飛機大部件表面缺陷檢測機 器 視 覺 質檢船用鋼板麻點的高精度 3D 檢測機器視覺質檢-機器視覺材料檢測終 端 設備信息高速 3D 相機/黑白 2D相機黑白相機/深度相機/彩色相機3D 工業相機1080P 相機/黑白相機終 端 數量1/11/1/3242/1移 動 類型靜止區域限制移動靜止靜止移 動 速率(km/h)無 線 組網類型單端無線單端無線單

48、端無線單端無線業 務 方向單向（上行）單向（上行）單向（上行）單向（上行）業 務 特征確定性周期性通信確定性周期性通信確定性周期性通信確定性周期性通信傳 輸 周期(ms)1s*1000=1000ms22s*1000=22000ms500ms1s*1000=1000ms應 用 數據量(Byte)3.9Mbyte(每秒采集數據量約為 39MByte，若采用 10:1 圖像壓縮處 理 后，傳 輸 數 據量)/5Mbyte（每秒采集 數 據 量 為：50MByte34.8 Mbyte(原始數據量為：174MByte，此處假設采用 5:1 無損壓縮處理)/4.8Mbyte(原始 數據量為：24MByte

49、此處假設采用 5:1 無損4MByte(壓 縮處理后)4Mbyte/2MByte20若采用 10:1 圖像壓縮處理，傳輸數據量）壓縮處理)/216Mbyte(數據 量為：1080MByte此處假設采用 5:1 無損壓縮處理)2.網絡 SLA 需求表 2網絡 SLA 需求模板關注項飛機飛機大部件船舶工業材料場景名稱飛機復合材料自動鋪絲在線檢測8K 超高分辨率飛機大部件表面缺陷檢測船用鋼板麻點檢測機器視覺材料檢測場景描述通過 5G+工業相機實現鋪絲在線本地檢測，同時上傳云端系統。通過 5G+工業相機實現大部件表現缺陷在線本地檢測，同時上傳云端系統使用標準 3D相機采集鋼板圖像，實現鋼板表面全檢。通

50、過工業相機對材料表面進行檢測，將 5G 技術和機器視覺技術相結合，實現材料異常色差、縫隙、多余物在線檢測的場景。通信關系標識1/21/2/311/2通信關系名稱機器視覺質檢飛機復合材料自動鋪絲在線檢測機器視覺質檢-8K 超高分辨率飛機大部件表面缺陷檢測使用標準 3D相機采集鋼板圖像，實現鋼板表面全檢。機器視覺質檢-機器視覺材料檢測終端設備信息高速 3D 相機/黑白 2D 相機黑白相機/深度相機/彩色相機3D 工業相機1080P 相機/黑白相機終端數量1/11/1/3242/1移動類型靜止區域限制移動靜止移動速率(km/h)/無線組網類型單端無線單端無線單端無線單端無線業務方向單向（上行）單向（

51、上行）單向（上行）單向（上行）業務特征確定性周期性通信確定性周期性通信確定性周期性通信確定性周期性通信用戶速率(Mbps)31.2/40（單個通信關系：SLA1）12.65/1.75/78.55（單個通信關系：SLA1/SLA2）70（單個通信關系：SLA2）32/16（單個通信關系：SLA1）（三）網絡（三）網絡 SLA 需求示例總結需求示例總結網絡網絡 SLASLA 指標指標場景場景 1:1:柔性生產制造柔性生產制造場景 2：機器視覺機器視覺(有圖像壓縮)裝備制造石油煉化高速 3D 相機(飛機復合材料)/1080P 相機(材料檢測)8K(飛機大部件)/3D工業相機（船舶）網絡可用度99.9

52、99%SLA4網絡隔離物理隔離物理隔離21SLA2SLA2上行用戶速率(單通信關系)10M12M40M80M 左右SLA1SLA1SLA2下行用戶速率10MSLA1時延可靠性20ms99.9%20ms99.999%SLA3SLA4五、總結和展望本白皮書通過標準、業界、行業的分析，總結 5G+工業互聯網中的行業對網絡的需求，1）給出歸一化的六大 SLA 指標項和指標定義，包括時延可靠性、網絡可用度、用戶速率、定位準確度、時鐘同步精度、網絡隔離；2）同時基于 5G 網絡能力和行業場景，將 5G網絡 SLA 指標能力分級為 5 個等級，不同的行業需求應用到不同等級；3）建立業務需求到網絡需求描述模板

53、和轉譯方法，并基于場景舉例。通過將本白皮書內容應用于 5G+工業互聯網項目中，可以有效指導行業企業、行業解決方案提供商、運營商、通信設備商對行業場景、網絡需求聯合分析輸出 5G 網絡 SLA 需求，支持行業/應用批量復制。后續需進一步研究，5G 網絡 SLA 分級能力如何保障，即 5G 網絡通過哪些不同的方案來保障網絡 SLA 不同的分級能力。5G 網絡通過分級 SLA 保障，可快速建網和保障，從而利于 5G 應用和商用快速發展。附錄：相關術語（一）（一）通信通信服務可用性服務可用性和可靠性和可靠性通信服務可用性：根據商定的 QoS 交付端到端通信服務的時間量除以在特定區域中根據規范預期交付端

54、到端服務的時間量的百分比值。（3GPP TS 22.261）22注：“端到端”中的端點假定為通信服務接口。注：如果通信服務不滿足相關的 QoS 要求，則認為該通信服務不可用。如果可用性是這些要求之一，則遵循以下規則：如果在指定的時間內（該時間至少是允許的最大端到端延遲和生存時間的總和）未收到預期消息，則認為系統不可用。1.術語澄清可用性和可靠性在 3GPP 和垂直行業中都使用，但含義不同。通信服務可用性解決了通信服務的可用性。此定義遵循垂直標準 IEC61907。另一方面，可靠性是 3GPP 術語，涉及通信網絡的可用性。對于移動網絡，這兩個術語的關系如圖所示。如圖所示，可靠性涵蓋兩個節點（此處

55、為端節點）之間的通信相關性，而通信服務可用性涵蓋兩個通信服務接口之間的通信相關性。換言之，這兩個概念之間的差距是通信接口。這看起來可能是一個小的差別，但是這種差別可能導致可靠性和通信服務可用性具有不同值的情況。示例：流量“卡住”相關場景如圖所示。23圖：通信服務可用性和可靠性具有不同值的示例。報文從通信服務接口圖：通信服務可用性和可靠性具有不同值的示例。報文從通信服務接口 A A 可靠地傳輸到端節點可靠地傳輸到端節點 B B，但，但在通信服務接口在通信服務接口 B B 處不暴露報文。處不暴露報文。該場景主要解決應用 A 到應用 B 的單播通信，報文在通信服務接口 A 從應用切換到通信網絡，然后

56、傳輸到端節點 B。在這個示例中，端節點 B 接收到的報文不會暴露在通信服務接口 B 處。因此，即使切換到端節點 A 的所有報文在目標服務所需的時間約束內成功地傳遞到端節點 B(即可靠性為 100%)，由于沒有數據包到達“終點”即通信服務接口 B，所以通信服務可用性為 0%。示例：通信業務接口丟棄報文相關場景如圖所示。圖：通信服務可用性和可靠性具有不同值的示例。實際上，只有一半傳輸到端節點圖：通信服務可用性和可靠性具有不同值的示例。實際上，只有一半傳輸到端節點 A A 的報文被傳輸的報文被傳輸到端節點到端節點 B B，并在通信服務接口，并在通信服務接口 B B 上傳輸到應用上傳輸到應用 B B。

57、該場景描述的是應用 A 到應用 B 的均勻散列報文單播通信。報文在通信服務接口 A 從應用切換到通信網絡，然后傳輸到端節點 B。24實際上，僅僅每第二個數據包被成功切換到端節點 A，然后傳輸到端節點 B。因此只有一半的數據包到達應用 B。注意，移動網絡的可靠性是 100%，因為所有報文都在目標業務所需的時間約束內從端節點 A 傳輸到達端節點 B。但是，根據商定的 QoS，通信服務的可用性可以與可靠性相同，也可以低得多。例如，如果約定的生存時間等于或大于端到端延遲，則可靠性和通信服務可用性是相等的。但是，如果生存時間較小，可靠性是通信服務可用性的兩倍。請注意，計算通信服務可用性的最短時間間隔是最

58、大允許端到端延遲和生存時間的總和。2.業務可用性和包可靠性關系在 5G 系統中，關于可靠通信，有兩個基本的視角：通信業務的端到端視角和網絡視角（見圖）。圖圖:5G:5G 系統網絡視角系統網絡視角圖中的通信服務可以在一側的 UE 與另一側的網絡服務器之間實現，也可以在一側的 UE 與另一側的 UE 之間實現。在某些情況下，采用本地方法（例如網絡邊緣）優先用于網絡側的通信服務，以降低延遲或在工廠站點上將敏感數據保留在非公共網絡中。25通信服務可用性被認為是網絡物理應用程序的重要服務性能要求，特別是對于具有確定性流量的應用程序。雖然網絡無法直接測量通信服務可用性，但通信服務可用性要求是 5G 系統的

59、時延、存活時間和可靠性要求的組合，因為當未接收到預期消息（例如，網絡物理應用）時，系統被視為不可用。應用程序在生存時間到期后的傳輸時間（實際延遲）大于最大端到端延遲。邏輯鏈路的網絡可靠性、存活時間配置和通信業務可用性之間的關系示例如下表所示。當存活時間等于傳輸間隔時，通信服務可用性與可靠性的關系示例。通信服務可用性通信服務可用性可靠性（可靠性（3GPP3GPP TSTS 22.26122.261）99,9999%99,9%99,999999%99,99%99,99999999%99,999%99,9999999999%99,9999%99,999999999999%99,99999%（二）（二

60、）5G 網絡和垂直應用的性能測量關系網絡和垂直應用的性能測量關系由于 3GPP 網絡不涵蓋完整的 ISO-OSI 通信堆棧，因此本節從垂直應用視角和 3GPP 網絡的視角說明兩者之間的關系。圖顯示了通信堆棧的簡化版本。PHY 層、MAC 層和 IP 層的某些部分是 3GPP 網絡的一部分，稱為下層通信層（LCL）。通信堆棧還包括應用程序。與向應用程序提供數據相關的 OSI 層稱為高級通信層(HCL)。LCL 與 HCL 之間的接口稱為通信服務接口（CSIF）。對于評估整體系統性能而言，區分 3GPP 網絡的性能（即僅包括LCL 和測量在 CSIF 處）和包括應用層的整體系統性能（即 LCL 和

61、26HCL 兩者都包括）非常重要。在圖 C.5-1 中，橙色箭頭基于垂直應用的視角，藍色箭頭表示 3GPP 網絡性能測量的視角，即包括和不包括 IP 層。圖：不同通信服務接口（圖：不同通信服務接口（CSIFCSIF）下的網絡性能測量）下的網絡性能測量圖示出了如何將消息從源應用設備（例如可編程邏輯控制器PLC）傳輸到目標應用設備（例如工業機器人），在源操作系統中執行源應用功能（AF），并將消息移交給源通信設備的應用層接口。數據在不屬于 3GPP 系統的高層通信層（HCL）中被處理。數據從HCL 傳輸到 3GPP 系統的下層通信層（LCL）。在通過目標通信設備的物理通信信道和 LCL 進行傳輸之后

62、，數據被傳遞到 HCL，最后被傳遞到目標應用設備。有關時間的特征參數在圖中定義。從 3GPP 系統的角度來看：-5G 系統傳輸間隔：2 個數據到達源 CSIF 之間的時間間隔。-端到端時延：從源通信設備的 CSIF 接收的數據被傳遞到目標通信設備的 CSIF 的時間。從垂直應用角度：-垂直應用傳輸間隔：源應用連續傳輸兩個數據之間的時間間隔。-傳輸時間：從源應用設備的應用層接口接收一條數據開始，到目標應用設備的應用層接口接收到該條數據為止的時間。27-更新時間：從應用層接口接收到目標應用設備連續兩個數據之間的時間間隔。如無特殊說明，本文中術語“端到端時延”和“傳輸間隔”均指3GPP 系統/5G 網絡參數。圖：應用設備與通信設備的關系（下行示例）