《5G應用產業方陣:面向水泥行業的5G虛擬專網技術要求(2024)(24頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《5G應用產業方陣:面向水泥行業的5G虛擬專網技術要求(2024)(24頁).pdf(24頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20245 G 應 用 產 業 方 陣 聯 盟 標 準應 用 產 業 方 陣 聯 盟 標 準5G AIA 014-2024面向水泥行業的 5G 虛擬專網技術要求5G Private Network Technical Requirements for Cement Industry2024-05-10 發布2024-05-10 實施5G 應用產業方陣 發布版權聲明5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-2024本文件所載的材料和信息,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。本文件所有材料或內容的知識產
2、權歸5G應用產業方陣所有(注明是引自其他地方的內容除外),并受法律保護。如需轉載,需聯系本方陣并獲得授權許可,任何單位和個人未經許可,不得進行技術文件的紙質和電子等任何形式的復制、印刷、出版、翻譯、傳播、發行、合訂和宣貫等,也不得未經允許采用其具體內容編制方陣以外各類標準和技術文件。如有上述需求請與方陣秘書處聯系。違反上述聲明者,本方陣將追究其相關法律責任。郵箱:5gaia5gaia.org電話:010-62300464I5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-2024目次前言.1引言.21 范圍.32 規范性引用文件.33 術語和定義.33.1.3端到端時延End-to-End la
3、tency.33.2.3帶寬bandwidth.33.3.3可靠性reliability.44 縮略語.45 水泥行業 5G 業務場景及需求.55.1 概述.55.2 典型場景及需求.55.2.1 礦山區典型場景.55.2.2 工廠區典型場景.75.2.3 港口貨運區典型場景.86 水泥行業 5G 虛擬專網架構.97 水泥行業 5G 虛擬專網技術要求.107.1 網絡通用技術要求.107.2 業務隔離及資源保護技術要求.117.3 網絡切片規劃要求.117.4 覆蓋質量要求.127.5 RedCap 技術要求.137.6 端到端網絡要求.137.6.1 通用網絡要求.137.6.2 典型場景網
4、絡要求.148 5G 共管共維平臺部署建設要求.158.1 5G 共管共維平臺架構要求.158.2 共管共維平臺技術要求.168.2.1 通用技術要求.168.2.2 5G 虛擬專網資源監控技術要求.178.2.3 MEC 管理技術要求.178.2.4 終端定位技術要求.188.2.5 網絡仿真技術要求.188.2.6 地理位置信息呈現技術要求.188.3 共管共維平臺安全要求.18II5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20249 附錄 A.19(資料性附錄)RedCap 終端典型業務場景指標.195G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20241前言本文件按照 GB/T
5、 1.12020標準化工作導則第 1 部分:標準化文件的結構和起草規則的規定起草。本文件主要制定了面向水泥行業的 5G 虛擬專網技術要求。本文件參考國內和國際相關標準,并結合國內網絡的實際情況制定。本文件對水泥行業典型業務需求進行梳理,對水泥行業 5G 虛擬專網網絡系統架構、網絡技術要求、共管共維平臺部署建設技術要求進行規范,促進水泥行業 5G 虛擬專網的網絡規劃設計、運行管理和產業發展。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任。本文件由 5G 應用產業方陣提出并歸口。本文件起草單位:中國聯合網絡通信集團有限公司、華潤建材科技有限公司、中國信息通信研究院、中
6、國電信集團有限公司、中興通訊股份有限公司、華為技術有限公司、北京紫光展銳通信技術有限公司。本部分主要起草人:陳丹、安權、杜加懂、卞易翔、方亮、俞曉東、王琦、肖羽、齊飛、曹怡永、趙慧杰、趙孝武、張亮、張偉強、李維漢、邢安有、安崗、柏松、曹恒、盛明哲、董石磊、李燕、宋麗雄、陳定云。5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20242引言目前,中國水泥行業已經進入了產業發展的深水區。面對傳統制造業轉型發展、柔性制造和智能制造的需求,水泥行業須重新思考生產設備的管理方式,如何從中獲取最大的價值。與此同時,水泥企業需要提升數字化制造能力以應對挑戰。5G、邊緣計算、云計算、大數據、人工智能、工業互聯
7、網、工業 APP 等新一代信息技術極大地加速了水泥企業智能化進程,使得智慧水泥在生產、經營等應用領域不斷深化,并向工藝過程智能化、產線管控智能化、生產經營智能化方向發展。通過推動生產作業環節及時精準地獲取數據、傳遞信息,建模和分析數據,最終實現科學決策、實時管控。水泥行業從“制造”向“智造”轉型離不開工業互聯網、5G、大數據、云計算、人工智能的技術和平臺支撐,以此實現基礎設備的全連接、作業過程的自動控制、生產管理的信息共享、產供銷的協同聯動、市場投放的動態調節。通過構建數字化應用解決方案,提供智能裝備、工廠、系統的數字化水泥基地的轉型。5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20243
8、面向水泥行業的 5G 虛擬專網技術要求1范圍本文件面向水泥行業5G業務需求,規定了水泥行業5G虛擬專網網絡架構、網絡技術要求、共管共維平臺部署建設要求等。本文件適用于承載水泥業務的5G網絡建設及部署,供水泥行業和電信運營商使用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ITU-T G.8310Architecture of the metro transport network3GPP TS 22.104Service requireme
9、nts for cyber-physical control applicationsin vertical domains3GPP TS 22.261Service requirements for the 5G system3GPP TS 23.501System architecture for the 5G System(5GS)3GPP TS 23.502Procedures for the 5G System3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3GPP TS 22.104、3GPP TS 22.261界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1端到端時延End-to-End l
10、atency將給定的信息從源地傳輸到目的地所需的時間,在應用級別上測量時,可測量從源地發出的時刻到目的地接收的時刻作為時延時間。來源:3GPP TS 22.261,3.1注:時延是指一個報文或分組從一個網絡的一端傳送到另一個端所需要的時間,本文件中使用的時延分為空口時延、傳輸時延和終端到終端時延,其中空口時延是指5G UE和基站之間的時延,傳輸時延是指5G UE和UPF之間的時延,終端到終端時延是指5G UE和5G UE之間的時延。3.2帶寬bandwidth獲得足夠質量體驗的最小數據速率,廣播類業務的情況除外(其給定的值應是所需的最大值)。來源:3GPP TS 22.261,3.13.35G
11、 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20244可靠性reliability網絡在給定條件下和規定時間內,完成規定網絡業務的能力。來源:3GPP TS 22.104,3.1注 1:給定條件將包括影響可靠性的方面,如:操作模式、壓力水平和環境條件。注 2:可靠性可以使用適當的度量方法來量化,例如平均故障間隔時間,或在指定的時間段內不發生故障的概率。4縮略語下列縮略語適用于本文件。5QI:5G QoS 特性標識(5G QoS Identifier)AAA:認證、授權和計費(Authentication、Authorization and Accounting)ACL:訪問控制列表(Acces
12、s Control Lists)AMF:接入和移動性管理功能(Access and Mobility Management Function)AR:增強現實(Augmented Reality)CMP:連接管理平臺(Connectivity Management Platform)D-MIMO:分布式多進多出(Distributed Multi Input Multi Output)DMP:數據管理平臺(Data Management Platform)DMZ:隔離區(Demilitarized Zone)DNN:數據網絡名稱(Data Network Name)FlexE:靈活以太網(Fle
13、xible Ethernet)GBR:保證比特速率(Guaranteed Bit Rate)HARQ:混合自動重復請求(Hybrid Automatic Repeat Request)IPSec:互聯網安全協議(Internet Protocol Security)LDAR:泄漏檢測與修復(Leak Detection and Repair)MAR:移動接入路由器(Mobile Access Router)MCR:城域網核心路由器(Metro Core Router)MCS:調制與編碼策略(Modulation and Coding Scheme)MEC:多接入邊緣計算(Multi-acces
14、s Edge Computing)MER:城域網邊緣路由器(Metro Edge Router)MTN:城域傳送網絡(Metro Transport Network)PDU:分組數據單元(Packet Data Unit)QoS:服務質量(Quality of Service)RLC:無線鏈路層控制(Radio Link Control)RSRP:參考信號接收功率(Reference Signal Receiving Power)SINR:信號與干擾加噪聲比(Signal to Interference plus Noise Ratio)SLA:服務等級協議(Service Level Agr
15、eement)SMF:會話管理功能(Session Management Function)SUL:補充上行(Supplementary Uplink)TCP:傳輸控制協議(Transmission Control Protocol)UDM:用戶數據管理(User Data Management)UE:用戶設備(User Equipment)ULCL:上行分流(Uplink Classifier)UPF:用戶面功能(User Plane Function)5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20245URLLC:超可靠低時延通信(Ultra-Reliable Low Latency
16、 Communication)VPN:虛擬專用網絡(Virtual Private Network)VR:虛擬現實(Virtual Reality)5水泥行業 5G 業務場景及需求5.1概述根據水泥行業通用業務流程,將水泥行業的應用場景細分為礦山區、工廠區、港口貨運區三個區域:a)礦山區,通過爆破等手段去除石灰巖礦體上的浮土和圍巖,將石灰巖和廢石分別運到工廠來料區和排土場。b)工廠區,從礦山側運輸過來的石灰巖等原材料在工廠區域內進行研磨等工藝加工,將原材料加工成水泥成品。c)港口貨運區,加工完成的水泥成品通過港運、貨運等方式運輸出去。具體場景如表 1 所示。表 1 水泥行業場景舉例水泥行業生產
17、區域水泥行業生產區域場景舉例場景舉例礦山區無人礦卡遠程控制、采礦遠控、無人機 AI 爆破巡檢、5G+礦區移動視頻布控、人/車高精度定位、礦區高清視頻監控、邊坡監測等工廠區大規模數據采集、智能巡檢、設備預測性維護、5G+人員安全行為監測等港口貨運區裝船機遠程輔助操控、智慧物流、智能倉儲等5.2典型場景及需求5.2.1礦山區典型場景5.2.1.1無人礦卡遠程控制a)a)場景介紹場景介紹水泥原料開采礦區作業環境比較惡劣,冬夏溫差較大,且塵土飛揚,存在安全隱患。礦區生產人員流動頻繁,從業人員年齡普遍不高,不但增加了生產事故概率,且增加了用工成本。這都對礦卡自動駕駛、協同作業和遠程控制提出了要求。無人礦
18、卡遠程控制場景包括:1)自動駕駛:無人駕駛礦卡能夠接收到來自管控中心的規劃路徑數據,可自主行駛到指定地點進行礦區作業。2)協同作業:礦卡在原料開采過程中的裝載/卸載等作業環節能夠與挖掘機、推土機等其他工程機械設備之間協同。3)遠程控制:礦卡在遇到特殊路段或緊急情況時,通過遠程接管處理的方式使車輛能夠繼續行駛或移動到安全位置。遠程接管方式包括響應式接管和緊急接管,響應式接管是指當礦卡遇到無法處理的狀況時,向平臺發送遠程接管請求,平臺接到請求后立刻開始遠程接管;緊急接管是指遙控駕駛平臺接收車端實時上傳的狀態信息,主動發現車輛異常并發出報警信號提醒人工接管。b)b)場景需求場景需求5G 應用產業方陣
19、聯盟標準5G AIA 014-20246無人礦卡遠程控制場景需求如下:1)管控平臺通過車輛實時監測,對車倆的位置、車況、速度、油耗、工時等信息能夠實時掌握。2)管控平臺對采集到的車輛行駛信息、路況采集信息、高精度定位信息進行處理,實現對礦山地區運行環境的實時管控。3)可借助MEC邊緣云平臺提供作業車輛行駛的決策建議、控制參數、最優線路規劃,以及故障預警等信息,幫助車輛完成作業任務及不同車型之間的協作。4)云端智能調度與管理系統能夠與無人礦車、協同作業系統通信,支持5G網絡通信協議,能夠通過不間斷的計算、規劃、調度、管理,完成礦區運輸智能化調度、設備監測、數據分析管理、地形數據管理功能。5)遠程
20、監控需要回傳車端至少5路實時視頻,能夠實現車身周圍360度視角的實時監控。5.2.1.2無人機 AI 爆破巡檢a)a)場景介紹場景介紹在礦坑爆破前,需要拉警戒線避免人員闖入被炸傷,人工巡檢方式效率低,且無法完全杜絕人員誤入。5G無人機航拍結合AI圖像識別,對爆破區域實現智能化警戒,通過5G網絡將實時視頻流傳輸給AI分析服務器,進行人員、車輛等移動物體的自動檢測。在爆破完成后,無人機采集地形變化信息,將地形變化數據更新到最新的地形數據中,作為下次爆破和礦山開采規劃的依據。b)b)場景需求場景需求無人機AI爆破巡檢場景需求如下:1)通過無死角的大范圍監控,減少爆破警戒人員,避免人員安全事故發生。2
21、)AI檢測系統和報警系統結合,形成一體化巡檢系統。3)提升爆破后地形數據采集效率,實現無人礦山一體化管理。4)無人機在低電情況下能夠自動回程充電。5)業務交互數據能夠安全穩定的傳輸。無人機AI爆破巡檢示意如圖1所示。圖 1 無人機 AI 爆破巡檢示意圖5.2.1.3礦區高清視頻監控5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20247a)a)場景介紹場景介紹礦區安防現階段采用設置鐵絲圍欄及熱釋電報警器,穩定性較差,且無智能分析監測功能,平時每隔1小時還需有人員至現場巡視。通過部署帶電子圍欄功能的5G AI智能視頻監控,智能監測礦區內炸藥庫等重點區域的視頻,對闖入圍欄區域的人、物及時預警,同
22、時對礦區內人員行為進行檢測和預警。監控視頻信號通過5G傳送到MEC邊緣計算平臺,利用MEC上集成的AI算法實時分析識別異常并告警,結合高精度定位,實現電子圍欄功能,實時監控發運區司機是否按照規章進行操作,同時,還可以對工作人員不按規定著裝、巡檢等行為及時告警。b)場景需求礦區高清視頻監控場景需求包括:1)攝像頭無線回傳解決廠區光纖布線難問題,易于部署和維護。2)減少現場人工檢測員,降低檢測成本,提升檢測效率。3)有效保證發運區人員、財產安全,提升礦區外來人員安全管控效率。4)智能物流管理與5G視頻AI結合,提供物流監控模式。5)利用云邊協同架構,快速迭代AI算法,持續增加檢測場景,提升檢測精度
23、。6)礦區管理增加資產管理和人員電子圍欄,利用5G亞米級定位能力,實現對礦山區、工廠區等區域資產的全流程可視化管理,提高資產利用率。礦區高清視頻監控示意如圖2所示。圖 2 礦區高清視頻監控示意圖5.2.2工廠區典型場景5.2.2.1智能巡檢a)a)場景介紹場景介紹水泥廠目前的巡檢模式為利用終端APP在現場進行離線巡檢,完成數據記錄和狀態記錄,然后在有網環境(外操室)下再進行自動上傳巡檢數據,數據傳輸滯后、現場問題無法直觀反映,對內操或裝置主管等有諸多影響,導致解決問題效率較低。需要通過手持5G便攜終端采集現場數據并實時上傳。b)b)場景需求場景需求智能巡檢場景需求包括:1)現場巡檢人員通過手持
24、5G便攜終端采集巡檢數據、人員定位、視頻圖像等信息,并通過5G網絡實現實時回傳至服務器。2)現場巡檢人員通過佩戴5G智能安全帽,利用5G網絡的傳輸,實現外操室與控制室的實時對講和視頻互動等智能化應用,提高巡檢到位率,提升現場操作便捷性和安全性。5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-20248智能巡檢示意圖如圖3所示。圖 3 智能巡檢示意圖5.2.2.2設備預測性維護a)a)場景介紹場景介紹廠區內大量傳感器及控制器數據需要收集及集中處理,這些傳感器以及控制器數據可以實時回傳到廠區數據中心進行集中呈現和處理。同時,通過后臺大數據分析,可以對設備的狀態進行預判,實現設備的預測性維護。另外,
25、需要對高價值設備進行定位,實時掌握其位置信息;通過5G確??刂菩盘?、數據信號準確及時。b)b)場景需求場景需求設備預測性維護場景需求包括:1)通過5G將水泥廠區數以萬計的傳感器/控制器數據回傳方式無線化,真正為設備“剪辮子”,大量節省回傳網絡部署周期,同時降低部署和運維成本。2)可結合5G+AI+云的綜合能力,對設備參數、運行狀態進行實時檢測和預判,故障急速定位處理、分鐘級算力監測、遠程多中心操作等核心功能,分析計算有無狀態異?;蚬收馅厔?。3)設備預測性維護,對固定設備的設備信息及運行狀態監測,對移動設備的位置、狀態、安全情況進行狀態感知。4)可采用5G RedCap終端實現無線化大規模實時節
26、點采集,減小施工難度,降低部署成本。5)系統能夠在黑暗、潮濕、多粉塵的環境條件下完成遠程設備數據采集并實時傳輸。設備預測性維護場景示意圖如圖4所示。圖 4 設備預測性維護場景示意圖5.2.3港口貨運區典型場景5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202495.2.3.15G 裝船機遠程輔助操控a)場景介紹水泥基地的碼頭目前是通過人工攀爬窄梯登陸幾十米高的控制室操控裝船機,進行裝料操作,由于樓梯很窄且工作人員沒有防護措施,再加上嚴寒酷暑的溫度變化,員工安全得不到保證;同時,通過肉眼判斷,下料過程中容易出現偏差,導致揚塵過度。需要借助5G技術實現裝船機遠程輔助操控,并借助AI技術實現24
27、小時監控。通過在裝船機碼頭前沿平臺水手房安裝遠程操作臺,操作臺具備與機上司機室聯動臺完全相同的主要功能,以便司機能夠熟練的上手進行操作。裝船機需接入視頻系統,司機在后方中控室內,通過顯示器可以看到裝船機關鍵作業點的畫面,以及后方庫底出料的情況,司機通過視頻畫面,操作遠程控制臺控制裝船機正常運行。b)場景需求5G裝船機遠程輔助操控場景需求包括:1)利用5G等技術實現裝船機高效遠程控制。如對裝船機PLC系統進行拉遠改造以實現遠程控制,AI能夠實現人工監測不便點位的全天候監控,并把分析結果分享給操作人員,實現全面、有效的AI輔助。2)通過5G專有網絡,從中控室到現場裝船機實現機地之間的通訊,確保視頻
28、畫面傳輸流暢,保證中控室的控制信號及時發到現場裝船側。3)通過AI輔助監測預警,將原來依靠工人經驗的人為判斷轉換為AI輔助判斷,提高生產效率和安全性。5G裝船機遠程輔助操控示意圖如圖5所示。圖 5 5G 裝船機遠程輔助操控示意圖6水泥行業 5G 虛擬專網架構考慮到水泥生產企業存在跨省多個生產基地的情況,在總部及各生產基地分別部署5G虛擬專網,在各省省內部署一套水泥生產企業專享的5GC控制面,實現終端的統一管控、信令面與公網隔離、專網控制面的集約化運維。5GC用戶面也可下沉至園區。水泥行業5G虛擬專網總體架構如圖6所示,邏輯上其適用于生產基地和總部虛擬專網建設。5G 應用產業方陣聯盟標準5G A
29、IA 014-202410圖 6 水泥行業 5G 虛擬專網總體架構水泥行業5G虛擬專網架構包括:a)各省獨立控制面:每個省份部署一套獨享 5GC 控制面,含 AMF、SMF、UDM 等網元,保證信令不出省且與大網隔離、專網控制面集約化運維。b)廠區 UPF/MEC/安全設備:在多省若干個基地,部署下沉廠區的 UPF、MEC、防火墻、IPS、安全感知管理平臺、堡壘機、接入安全網關、日志審計服務器、微服務機柜等設備;用戶面數據廠區內閉環,保證數據的安全性;各基地 UPF 對接到省內控制面。c)廠區承載網:部署廠區承載網的 MAR 路由器等設備。d)廠區無線接入網:室外站部署 BBU+AAU,室內站
30、部署 BBU+RHUB+PRRU 等設備,提供虛擬專網所需的 5G 信號覆蓋。e)廠區終端:根據廠區不同區域的業務訴求,按需部署手機、平板、CPE 等具有 5G 模組的終端以及模組下掛的交換機及各種工業終端。7水泥行業 5G 虛擬專網技術要求7.1網絡通用技術要求網絡通用技術要求如下所示:a)水泥行業 5G 虛擬專網應采用 5G SA 獨立組網。如在各省建設 5G 核心網獨立控制面,保障終端切換信令不出省,在基地內建設 5G 基站、承載網、5G 核心網用戶面、機房配套、安全等,保障數據不出基地。b)5G 承載網應采用“核心(MCR)+匯聚(MER)+接入(MAR)”的架構,實現 5G 數據回傳
31、。c)為保障數據不出園區,物聯網終端不宜跨基地、跨省訪問,基地內數據在基地內閉環,基地信令在省內閉環,基地間、跨省之間的數據通過企業內網互聯互通。人聯網應通過 ULCL 分流技術,實現在基地、跨省情況下隨時隨地訪問基地內網。5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202411d)5G 虛擬專網宜采用分布式 Massive MIMO 技術,將多個普通小區合并為一個分布式Massive MIMO 小區,化干擾為增強信號。在交疊區域,獲得聯合 Beamforming 增益;在非交疊區域,實現空分復用 MU-MIMO 增益。e)5G NR 小區應與公網保持相同的幀結構,對高上行帶寬的業務應用,
32、在滿足一定隔離度的完全封閉場景或室內場景中,可通過 1:3 或 2:3 時隙配比提高全上行時隙占比。f)5G 邊緣計算應支持提供邊緣固定和移動多種接入方式,支持提供計算、組網、通信增值、安全增值、應用生態等 ICT 融合服務,實現基地內各類型終端、傳感器等設備按需接入。7.2業務隔離及資源保護技術要求業務隔離及資源保護技術要求如下所示:a)無線網應支持 5QI 調度、RB 資源預留、頻譜分隔、物理基站分隔等資源隔離手段,宜根據水泥業務的實際需求采取不同的技術組合。b)承載網應支持采用 FlexE/MTN、光波長切分等硬隔離技術,以及 VLAN、VPN 等軟隔離技術。FlexE/MTN 接口宜支
33、持 10Mbps 級或更小的通道顆粒帶寬。c)核心網應支持配置水泥虛擬專網專用 UPF,面向不同運營商的專用 UPF 網元應分別獨立部署,不能復用,避免網絡跨域對接。專用 UPF 應支持水泥業務路由轉發、ACL訪問控制、流量控制、流量報告、原始話單輸出、QoS 管理與控制、終端到 UPF 之間的端到端時延測量。7.3網絡切片規劃要求水泥行業5G虛擬專網切片規劃圖如圖7所示。圖 7 水泥行業 5G 虛擬專網切片規劃根據不同水泥業務的特點,以及對安全性,網絡性能的差異化需求,規劃生產運行、安全、倉儲物流、質檢及運營管理五種網絡切片。網絡切片與其所承載業務之間的對應關系如表 2 所示。表 2 網絡切
34、片承載業務規劃切片分類切片分類切片分類說明切片分類說明切片承載業務切片承載業務生產運行切片關鍵生產設備和閥門狀態信關鍵設備狀態監測、閥門狀態監測5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202412息采集,獨立硬切片,最高優先級保障安全切片安全生產和應急處理相關的業務,高優先級保障受限空間作業、人員定位、初期火情識別、消防應急處理、無人機應急救援倉儲物流切片物流類業務,中等優先級保障無人礦卡遠程控制、5G 裝船機遠程操控、5G 智能叉車操控、終端狀態監控、倉庫視頻回傳質檢切片設備巡檢與監測類業務,中等優先級保障設備預測性維護、長輸管線泄露監測與巡檢、LDAR 智能檢測運營管理切片普通視頻
35、、數據類業務,一般等級保障AR/VR 培訓、應急演練 VR 桌面推演其中,生產運行類水泥業務通過劃分專用且資源獨占的網絡切片,并在無線側使用 RB預留技術,承載側使用 FlexE 切片技術,核心網使用生產專用 UPF/MEC,實現與非生產類水泥業務、其他 toB 業務以及公網業務之間的硬隔離。非生產類水泥業務通過無線側切片+5QI優先級調度、承載側 VPN 隔離、核心網使用廠區專用 UPF/MEC,實現與其他 toB 業務及公網業務的邏輯隔離。具體網絡切片設計如表 3 所示。表 3 網絡切片設計方案業務業務類型類型方案方案終端終端無線無線傳輸傳輸核心網核心網切片及切片及 DNNDNN生 產類
36、水泥 業務終端單切片接入方式,不同業務終端接入不同切片,實現業務之間的隔離RB 資源預留,切 片+5QI 優 先級調度FlexE 切片 隔 離+VPN隔離部署于生產區機房的生產專用UPF/MEC為生產類水泥業務分配專屬的S-NSSAI,并按需為業務分配專屬的 DNN非 生產 類水 泥業務終端單切片接入方式,不同業務終端接入不同切片,實現業務之間的隔離切 片+5QI優 先 級 調度VPN 隔離部署于廠區中心機房的廠區專用UPF/MEC(可選配控制面網元)為不同分區的非生產類水泥業務分配專屬的 S-NSSAI,并按需為業務分配專屬的 DNN7.4覆蓋質量要求覆蓋質量要求如下所示:a)對于基地室外場
37、景覆蓋,應采用 64TR AAU 設備網絡通過異頻組網滿足業務 RSRP-85dBm,SINR10dB,實現邊緣速率50Mbps;對于基地普通生產區、辦公區等室內場景,應采用多頻 4T4R 的數字化室分系統進行覆蓋,對容量需求一般的區域配置為普通小區,對容量需求較大的區域配置為 D-MIMO 小區;針對煤堆場和煤磨生產等防塵防爆區域的網絡覆蓋,應采用支持防塵防爆的 PRRU 設備部署。b)覆蓋率應大于等于 99%,且優先保障重點生產區域網絡質量。5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-2024137.5RedCap 技術要求面向工業控制、視頻監控等場景應支持RedCap功能,RedCa
38、p技術要求如下所示:a)在滿足工業控制場景對網絡需求的情況下,RedCap 終端應支持疊加 5G 網絡切片、5G LAN、URLLC,可支持高精度授時、雙發選收(FRER)等增強特性,滿足水泥企業智能物流、生產現場監測和無人智能巡檢等業務在時延、可靠性及數據速率方面的需求。b)水泥行業視頻類業務應用中,RedCap 終端應支持用于預警和分析人員行為的視頻監控。c)RedCap 終端應支持通過降低終端復雜度、引入功耗優化(如 eDRX 或 RRM 測量放松)實現終端更節電。d)基站側應支持針對 RedCap 用戶進行識別和接入控制,并根據終端能力對調制階數、下行 MIMO 層數、獨立初始 BWP
39、、激活 BWP 等進行差異化處理。e)核心網側 AMF 應支持增加子 RAT 類型為 RedCap 類型,支持 eDRX 功能;SMF 應支持處理接入類型為 RedCap,支持 eDRX 功能;UPF 應支持 eDRX 功能,支持接收 SMF 通知消息對下行數據進行緩存,包括緩存時長和包數;UDM 支持 5G 模式下的 eDRX 簽約功能;PCF 應支持對 RedCap 類型會話下發策略控制。7.6端到端網絡要求7.6.1通用網絡要求7.6.1.1時延要求時延要求如下所示:a)宜結合預調度等技術,保障不大于 30ms 的時延,可擴展支持 minislot 等 URLLC 技術,進一步降低時延。
40、b)宜為無人礦卡、遠程控制等 5G 虛擬專網采取 UPF 和 MEC 下沉部署方案和空口預調度方案的雙重保障,保障端到端 Ping 時延(2000Byte)不大于 25ms。c)宜支持通過設置更低的初傳誤塊率、雙發選收等技術,實現丟包率小于萬分之一。d)宜支持通過減少重傳次數減少空口信道波動引起的超大時延,從整體上降低空口時延。e)差異化時延需求的業務區隔方面,宜結合應用端到端網絡切片并應用 PRB 資源預留的物理隔離、QOS 保障建立 GBR 承載尤其是切片級 5QI 等,保證低時延基礎能力在實際網絡的應用。7.6.1.2可靠性要求可靠性要求如下所示:a)5G 虛擬專網應支持在無人礦卡、數據
41、采集、遠程控制等業務需求設置更低的初始傳輸的誤塊率,降低丟包概率,提升高可靠業務數據包的傳輸可靠性。b)5G 虛擬專網應支持針對不同的業務設置差異化的初傳誤塊率 IBLER 目標值,僅針對高可靠業務配置更低的 IBLER,提高資源利用率,避免對其他可靠性要求不高的業5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202414務造成影響。c)宜支持結合 HARQ 重傳、RLC 重傳、TCP 業務重傳、保守 MCS 調度、重傳增強等技術,保障不低于 99.99%的可靠性。7.6.1.3帶寬要求帶寬要求如下所示:a)針對上行帶寬能力保障,在一般的運營商公網技術方案基礎上,宜結合上行載波聚合或 SUL
42、 等技術,進一步提升上行單用戶體驗速率;在特定場景下宜建設獨享基站,配置支持 1D3U 大上行幀結構,提升上行用戶速率和小區容量,保障上行帶寬不低于 100Mbps。d)針對下行帶寬能力保障:在運營商公網技術方案基礎上,宜結合 QoS 保障等技術,保障下行帶寬不低于 80Mbps。7.6.2典型場景網絡要求典型場景網絡要求如表 4 所示。表 4 典型場景網絡要求序序號號應用場應用場景景場景數據場景數據類別類別上行帶寬上行帶寬需求需求下行帶寬下行帶寬需求需求延時延時需求需求通信通信可靠性可靠性安全隔離安全隔離1無人礦卡遠程控制遠程控制指令200kbps20ms99.99%網絡切片或 5GLAN2
43、礦車視頻監控12Mbps/車(1080P)300ms99.9%本地分流3遠程挖掘視頻監控12Mbps/車(1080P)300ms99.9%本地分流4無人機AI 爆破巡檢無人機飛行控制200kbps10ms99.99%本地分流5視頻建模/視 頻 巡檢15Mbps(4k)100ms99.9%本地分流6礦區高清視頻監控視頻數據12Mbps(1080P)100ms99.9%本地分流7智能巡檢視頻數據15Mbps(4k)100ms99.99%本地分流5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202415注:1)設備數據采集的連接密度應大于1萬個終端/平方公里。2)RedCap終端典型業務場景指標需
44、求見附錄A。85G 共管共維平臺部署建設要求8.15G 共管共維平臺架構要求針對 5G 專用網絡的共管共維平臺架構應既能滿足各個基地的生產、管理,也能滿足集團集約化的監控、管理。水泥行業 5G 共管共維平臺架構如圖 8 所示。圖 8 水泥行業 5G 共管共維平臺架構8巡檢數據512Kbps200ms99.99%本地分流9設備數據采集生產工藝1Mbps150ms99.99%本地分流10能源介質1Mbps500ms99.9%本地分流115G 裝船機遠程輔助操控控制指令數據200kbps20ms99.99%網絡切片12視頻數據30Mbps(4k)50ms99.99%本地分流5G 應用產業方陣聯盟標準
45、5G AIA 014-202416共管共維平臺采用總部、基地兩級部署架構,總部提供智慧大屏、數據匯聚、地理信息呈現能力、網絡仿真、基地數據統一對接等能力,基地向總部提供邊緣側終端管理及終端定位數據采集、5G MEC 管理等底層服務,并通過總部提供的數據匯聚、地理信息呈現能力、網絡仿真實現共管共維服務。8.2共管共維平臺技術要求8.2.1通用技術要求共管共維平臺通用技術要求如下所列:a)應支持通過在總部獨立部署一套 5G 共管共維平臺,并在各基地工廠分別部署平臺邊緣相關能力,實現企業多廠區 5G 虛擬專網的跨域協同管理,并提供企業自運維、自管理等服務,按需為企業提供豐富的專網增值能力,支撐企業個
46、性化服務需求。b)應支持基于專用數據傳輸通道和開放 API 接口,與水泥生產企業總部管理平臺進行互聯互通,按需提供相關監控管理數據??偛抗补芄簿S平臺部署在云端,通過專用數據通路北向與運營商 B/O 域集中運營支撐系統及互聯互通,南向與基地共管共維平臺進行互聯互通??偛抗补芄簿S平臺可對所有基地專網進行統一監控管理,并通過分權分域對基地共管共維平臺訪問進行權限控制和審計追蹤。c)應支持提供號卡業務、MEC 資源等相關的邊緣網絡運營能力。邊緣側通過運營商 IP承載網作為專用數據通路,將企業專網中的網絡設備納入運營商 B/O 域集中運營支撐系統進行統一管理,為總部及基地廠區提供邊緣網絡運營方面的能力。
47、平臺基于運營商集中運營支撐系統,提供基地號卡運營能力,包括 DNN 開通及變更、切片成員簽約、號卡流量包訂購等。d)應支持提供綜合監控能力,并提供 5G 虛擬專網監控管理、號卡管理、切片管理、MEC 管理、終端管理、終端定位、二維三維地圖、網絡仿真等能力。e)應支持構建多源數據集中管理中心,通過態勢感知平臺實現多方數據采集,包括各類安全設備、重點服務器、重點網絡設備等。并通過多源數據的格式統一,實現各類安全事件的集中管理,為安全運維人員提供集中告警及威脅分析平臺,提高安全事件處置效率。f)應支持多源異構設備的快速接入、連接的穩定和設備的安全,保障海量數據的結構化存儲、實時的計算和多維的展示。g
48、)應支持分布式文件系統、分布式數倉、分布式緩存、關系型及非關系數據和時序數據存儲。h)應支持云邊協同,支持邊緣側部署工業 AI 應用平臺以實現實時場景視頻的推理分析應用,云端側中心管理平臺部署模型管理和更新平臺。i)應支持工業軟網關協議解析能力,支持靈活部署、快速交付、參數配置等功能,面向工業集群設備、高頻采集和控制等場景可快速復制。j)應支持總部共管共維平臺面向企業內部第三方系統,提供專網網絡設備資源性能告警等方面監控管理服務數據的開放對接。k)應支持采用硬件冗余設備和配件、數據庫 RAC、主機集群、負載均衡、對等多服務多主機部署、監控告警和應急恢復等方式。5G 應用產業方陣聯盟標準5G A
49、IA 014-202417l)應支持全面可靠的物聯網卡安全管控能力,提供機卡綁定池、人聯網黑名單、卡生命周期變更管控、流量控制、在線分析、QoS 變更、DNN 成員管理、客戶級二次認證(DNNAAA)、異常掉線告警監控等功能。m)應支持基地安全感知管理,能夠接收本節點各類設備的日志數據,形成全流量安全運營閉環管理能力。8.2.25G 虛擬專網資源監控技術要求5G虛擬專網監控技術要求如下所列:a)平臺應支持對各基地的 5G 虛擬專網基礎設施進行統一納管,包含各基地的無線網、承載網、核心網等資源,提供關鍵指標趨勢圖,能夠匯聚各基地的網絡異常告警,多維度告警統計呈現,以及告警流水窗展示,并提供告警規
50、則自定義服務。b)應支持通過各能力子系統,實現對水泥生產企業全國各基地 5G 終端、MEC 等資源的統一管理監控。c)5G 網絡基礎資源統一納管模塊應支持核心網資源、號卡資源、告警管理等功能。d)應支持提供 5G 終端連接納管能力,應包括 5G 終端接入認證、用戶接入管理、5G 設備接入、設備管理等功能,為設備提供安全可靠的設備管理能力,可以快速連接設備和企業系統。e)應支持設備管理、規則引擎、物網協同等功能,支持各類 IoT 設備、軟硬數采網關協議、工業協議解析、邊緣計算等接入,支撐海量的設備安全連接認證及上下行消息數據傳輸的連接管理。f)應支持邊緣融合網管能力,能夠將基地專網中的網絡設備納
51、入運營商 B/O 域進行統一集中管理,基于總部共管共維平臺呈現所有基地廠區專網無線網、核心網等融合多領域網絡,以及資源、性能、告警等多類型數據的融合監控管理。并將專網設備監控管理數據下送至總部共管共維平臺及基地共管共維平臺,為總部及基地廠區提供專網監控管理自服務。8.2.3MEC 管理技術要求MEC管理技術要求如下所列:a)各基地應支持部署 MEC 節點及前端自助控制界面,實現各基地自主運營管理、支持虛機型、容器型應用自助資源申請、開通和部署。b)MEC 平臺應提供各業務場景所需的云網基礎資源,兼顧“能力供給”和“集約服務”,提供自主編排部署和平臺自服務能力,滿足定制化能力開放和應用部署需求。
52、c)MEC 平臺應提供接口開放,針對云基礎、通信基礎等能力提供標準 API,支持第三方能力和應用在 MEC 平臺上便捷注冊、加載和開放,可按需與各基地第三方業務系統對接。d)MEC 平臺應支持對接企業內網,提供通過企業內網訪問 MEC 平臺自服務門戶,MEC平臺應支持數據回傳至企業內網或本地業務系統。e)MEC 平臺應支持提供 IP 分流、DNS 分流、帶寬管理、黑名單等功能。f)MEC 平臺應支持采用 SDN+NFV+Overlay 的網絡架構,通過虛擬云化網關實現組網能5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202418力升級。8.2.4終端定位技術要求終端定位技術要求如下所列:a
53、)應支持通過地圖展示基站、終端等設備位置信息,實現對全國各基地 5G 專用網絡、5G 終端、MEC 等資源的統一管理監控,并對各基地的 5G 網絡資源異常信息提供告警,通過地圖展示基站、終端等設備位置信息。b)應支持提供 5G 終端定位能力,通過相關基礎設施及軟硬件服務,對單個基地的 5G終端位置進行精準定位,并通過可視化地圖展示和基礎信息查詢,支持多種視頻安防、工業控制、視覺檢測、車船定位、安全帽、無人機等終端設備的在線狀態、網絡速率、流量使用、位置信息展示,提高基地 5G 虛擬專網監控管理效率。8.2.5網絡仿真技術要求網絡仿真技術要求如下所列:a)應支持提供網絡仿真能力,針對 5G 仿真
54、數據,提供多種智能分析與輔助決策功能。b)應支持在總部部署集中服務器進行分析,對所轄本省區域內的位置點的 5G 仿真數據進行管理、解析、輸出解決方案。c)應支持各基地通過客戶端進行數據上傳、下載,對數據分析工程進行離線打開及分析,支持通過瀏覽器進行數據分析結果的查看。8.2.6地理位置信息呈現技術要求地理位置信息呈現技術要求如下所列:a)應支持地圖數據、生產廠區范圍要素數據二維可視化模塊等功能。對于特殊業務宜支持三維可視化模塊。b)應支持借助二維能力對各基地的 5G 網絡資源異常信息提供告警,對于特殊業務宜支持借助三維能力提供告警。c)應支持采用“平臺+應用”的云化架構體系,以滿足數字化架構要
55、求,支撐業務應用場景及生態需求,分布式組件架構宜支持集團及各基地的云邊協同。8.3共管共維平臺安全要求共管共維平臺安全要求如下所列:a)為實現 MEC 網絡整體的全網安全管控,應支持在各基地節點建設安全自運營中心,全面構建全網數據采集與分析能力、威脅檢測與事件發現能力、事件響應處置和溯源能力、全網安全態勢展示與應用能力、安全監測體系運營能力、自動化編排能力、實時作戰指揮能力等體系建設。b)應支持為各基地規劃獨立的 TA 區,分配專用的 MEC DNN,實現僅水泥生產企業簽約生產終端能夠在獨立 TA 區內訪問邊緣云和集團內網,普通公眾用戶、生產終端出基地后都不能訪問邊緣云平臺和企業內網,以保障企
56、業網絡和業務的安全私密性。c)應支持以態勢感知為中心,通過威脅預警、聯動處置、工單管理等模塊完善企業內部的安全運營流程,并完成各類安全事件的預警、分析、處置等工作,并完善安全5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202419事件的閉環處置流程、安全責任人記錄、處置數據記錄等。d)MEC 邊緣云與基地內網之間應支持通過防火墻進行隔離,確保所有流入、流出基地內網的數據均通過受控接口進行通信、接受安全檢查和處理。根據業務數據流向制定防火墻的訪問控制策略,在缺省拒絕所有通信的基礎上,僅允許業務所需的訪問連接和數據通信。e)應支持在辦公終端和重要服務器上部署防病毒軟件,對病毒、蠕蟲、木馬/We
57、bshell、后門、rootkit、間諜軟件等惡意程序進行實時監控,精準識別各種已知威脅和未知威脅,有效預防、抵御各類流行病毒以及勒索軟件對終端及服務器的入侵。f)應支持通過安全感知管理平臺探針,深度解析網絡流量,結合特征匹配、異常行為分析、威脅情報、機器學習、虛擬沙箱等技術,對非法入侵、DDoS 攻擊、惡意程序、APT 攻擊、WEB 攻擊惡意行為進行實時監測,迅速、精準識別網絡中各種已知和未知威脅,提升風險應對能力。g)工廠級 UPF 應采用可管可控微模塊機柜提高物理環境安全。工廠級 UPF 應設置訪問控制策略,對目標地址是 UPF 設備的流量進行過濾,僅允許白名單內的 IP 地址及對應的協
58、議訪問。h)應支持在 5G 虛擬專網邊界部署入侵防御系統,通過檢測流經的網絡流量,精準發現并阻斷網絡中漏洞利用攻擊、DDoS 攻擊、惡意程序、惡意 URL 訪問等威脅,同時對應用訪問監控、對網絡流量深入內容層審計,具備精確威脅防御、全面應用安全管控、豐富日志展示及大容量日志存儲等功能。i)應支持對接入的 IT 和 IoT 混合終端的安全性進行管控,提供包括終端識別、終端安全認證、安全準入控制等功能,嚴格控制訪問權限控制,降低整體安全風險。支持 IP+MAC 準入、Portal 認證、LDAP 認證、短信認證、IC 卡認證等多種認證方式;支持防網絡共享行為,針對私接路由器和非法無線熱點行為進行識
59、別和阻斷。j)應支持通過集中化賬號管理、高強度認證加固、細粒度授權控制和多形式審計記錄,使內部人員、第三方人員的操作處于可管、可控、可見、可審的狀態下,規范運維的操作步驟,避免誤操作和非授權操作帶來的隱患,有效保障組織機構的服務器、虛擬機、網絡設備、安全設備、數據庫、業務系統等資產的安全運行和數據的安全使用。k)應支持立足安全監測體系,既能滿足國家政策相關要求,又能滿足安全監測的實際應用的需要,提高安全工作效率、提升安全保障能力、防范網絡安全風險。9附錄 A(資料性附錄)RedCap 終端典型業務場景指標A.1A.1 RedCapRedCap 終端工業控制典型業務場景指標需求終端工業控制典型業
60、務場景指標需求RedCap 終端適用工業控制典型業務場景指標需求如表 A.1 所示:表 A.1 RedCap 終端適用的工業控制典型業務場景指標需求5G 應用產業方陣聯盟標準5G AIA 014-202420典型場景典型場景上行速率要求上行速率要求時延時延可靠性可靠性AGV 控制2Mbps20ms99.99%產線 PLC 控制5Mbps15ms99.99%設備遠程運維5Mbps100ms99.9%采礦機遠控7Mbps50ms99.99%碼頭龍門吊遠控2Mbps50ms99.99%無人礦卡遠程控制2Mbps20ms99.99%A.2A.2 RedCapRedCap 終端終端視頻監控業務視頻監控業務場景指標需求場景指標需求RedCap 終端適用水泥行業的視頻監控業務場景指標需求如表 A.2 所示:表 A.2 RedCap 終端適用的水泥行業的視頻監控業務場景指標需求典型場景典型場景分辨率分辨率上行速率要求上行速率要求時延時延可靠性可靠性固定監控100 萬像素2Mbps100ms99.9%車載監控200 萬像素4Mbps100ms99.9%巡防400 萬像素8Mbps100ms99.9%車路協同800 萬像素16Mbps100ms99.9%高點監控1600 萬像素32Mbps100ms99.9%無人機巡檢2000 萬像素40Mbps100ms99.9%