北京部電大學(xué)BeijingUniversityofPor西南交通大掌outhJiaotongUniversity未索智矚網(wǎng)籍研究院DONGHUAUNIVERSITYYoMLLiSON面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營近年來，5G技術(shù)作為新型基礎(chǔ)設(shè)施已發(fā)展成為推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、的加大以及5G專網(wǎng)的普及，各行各業(yè)對定制化、控制度和安全性更高的5G專網(wǎng)需求日益增長。2023年第31屆中國國際信息通信展覽會上，工步豐富拓展5G應(yīng)用場景，深化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合，完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)用體系，打造一批5G工廠，大力推進(jìn)制造業(yè)智能化、營也成為各行業(yè)面臨的一大難題。各行業(yè)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維及運(yùn)營并不熟數(shù)據(jù)的資源稟賦賦能千行百業(yè)專網(wǎng)運(yùn)營。因此，對于5G專網(wǎng)運(yùn)營來說，動建設(shè)數(shù)字中國的重要力量。5G專網(wǎng)有低成本、性能可靠、安全性高、場需求和社會需求，引入5G專網(wǎng)推動制造業(yè)的高端化、數(shù)字化、智能化升級，依托5G專網(wǎng)發(fā)展更高水平、更有競爭力的先進(jìn)制造業(yè)，推動未來中國工程院院士劉韻潔中國聯(lián)通研究院、中國聯(lián)通重慶市分公司、中國聯(lián)通云南省分公司、北京郵電大學(xué)、香港中文大學(xué)(深圳)、香港中文大學(xué)(深圳)未來智聯(lián)網(wǎng)絡(luò)研究院、北京炎強(qiáng)通信技術(shù)有限公司、華南理工大學(xué)、西南交通大學(xué)、大連理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、沈陽航空航天大學(xué)、武漢大學(xué)、東華大學(xué)、西南大學(xué)、重慶長安汽車股份有限公司、OPPO(重慶)智能科技有限公司、隆鑫通用動力股份有限公司、重慶美利信科技股份有限公司中國聯(lián)通研究院：李紅五、葉曉煜、唐雄燕、程新洲、晁昆、徐樂西、關(guān)鍵、劉喜卿、賈玉瑋、曹麗娟、張恒、赫欣、周詩雨、王云云、邢震、趙振橋、成晨、董潤莎中國聯(lián)通重慶市分公司：李明欣、霍明德、鄧巍、唐尚禹、陳桔、黃曦、倪偉、王建、周國語、劉麗、孫彥一、張艷中國聯(lián)通云南省分公司：李海彬、林雨濃、周游、萬鳳仙、張智禮北京郵電大學(xué)：王衛(wèi)東、姚海鵬、孫松林、王富、崔高峰、王朝煒、王程、胡欣東華大學(xué)：蔣學(xué)芹、海涵、陳根龍、曹譽(yù)文重慶長安汽車股份有限公司：寧海榮、何彬、張勁松、彭小剛、顏先洪、吳杰OPPO(重慶)智能科技有限公司：迭君、馬光彬、林曉彬、周建強(qiáng)、柏沁宏、潘啟平隆鑫通用動力股份有限公司：余波、楊成林、楊路、重慶美利信科技股份有限公司：張建明、張焱、張博、劉寶旦、余亞軍1.1制造業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.2扶持政策和計(jì)劃1.3數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大階段972.15G專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展2.2制造業(yè)對5G專網(wǎng)的需求2.3制造業(yè)對5G專網(wǎng)能力挑戰(zhàn)163.1制造業(yè)5G專網(wǎng)類型及特點(diǎn)183.2制造業(yè)5G專網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)203.3制造業(yè)5G專網(wǎng)部署要點(diǎn)223.4制造業(yè)5G專網(wǎng)部署方案及典型案例26第4章 第4章4.1制造業(yè)5G專網(wǎng)運(yùn)營要點(diǎn)324.2制造業(yè)5G專網(wǎng)資源管控344.3制造業(yè)5G專網(wǎng)性能提升364.4制造業(yè)5G專網(wǎng)可靠性保障454.5制造業(yè)5G專網(wǎng)安全保障4.6制造業(yè)5G專網(wǎng)能力開放第5章數(shù)智化Al賦能制造業(yè)5G專網(wǎng)智能運(yùn)宮535.15G專網(wǎng)智能感知分析5.25G專網(wǎng)根因定位分析5.35G專網(wǎng)故障預(yù)測及處理5.45G專網(wǎng)知識圖譜建設(shè)5.5聯(lián)邦學(xué)習(xí)賦能制造業(yè)5G專網(wǎng)運(yùn)營5.6區(qū)塊鏈賦能制造業(yè)5G專網(wǎng)運(yùn)營63第6章面向制造業(yè)5G專網(wǎng)未來展望縮略語70參考文獻(xiàn)715面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書近年來我國制造業(yè)蓬勃發(fā)展，2021年，我國制造業(yè)增加值規(guī)模31.4萬億元，GDP占比達(dá)到27.4%;2022年，我國制造業(yè)增加值規(guī)模33.5萬億元，占全球比重近30%,并連續(xù)13年位居世界首位。在世界500種主要工業(yè)品中，我國有超過四成產(chǎn)品的產(chǎn)量位居世界第一位；除了有65家制造業(yè)企業(yè)入圍2022年世界500強(qiáng)企業(yè)榜單，我國還培育專精特新中小企業(yè)達(dá)7萬多家。按照國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)分類，我國制造業(yè)面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書6有31個大類179個中類609個小類，擁有全球產(chǎn)業(yè)門類最齊全、產(chǎn)業(yè)體系最完整的制造業(yè)。制造業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓艙石，構(gòu)建強(qiáng)大且高端的制造業(yè)，成為我國應(yīng)對外部變化與外部風(fēng)險(xiǎn)的主要基礎(chǔ)，也為構(gòu)建我國經(jīng)濟(jì)新發(fā)展格局提供了重要支撐。與此同時，中國制造業(yè)面臨諸多外部挑戰(zhàn)：●美國等多個西方國家實(shí)施再工業(yè)化戰(zhàn)略并不斷圍堵中國，試圖抑制和打壓中國高端制造領(lǐng)域。我國制造業(yè)處于生產(chǎn)價值鏈中游位置，歐美國家還通過限制高科技產(chǎn)品引入中國等手段，阻止中國向高端制造業(yè)發(fā)展。譬如，2021年3月初美國的新制裁措施，禁止三星和SK海力士向中國供應(yīng)深紫外線芯片設(shè)備。2022年7月美國再次“阻截”,禁止荷蘭的ASML公司向中國出售DUV?！裨趤喼?，隨著我國人口結(jié)構(gòu)的變化，中國低成本勞動力優(yōu)勢加速消失。與此同時，東南亞等地發(fā)展中國家中低端制造發(fā)展迅速，擠占中國制造的全球市場份額?！窠鼛啄暌咔榈陌l(fā)生導(dǎo)致全球經(jīng)濟(jì)都陷入停擺狀態(tài)，我國雖然較早控制住疫情，但是國內(nèi)工廠因?yàn)橛唵误E減導(dǎo)致發(fā)展困難，制造業(yè)勞動力紛紛逃離工廠，加劇了"用工荒"?！裎覈圃鞓I(yè)在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域相對落后，缺乏國際領(lǐng)先技術(shù)和高品質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)能力，使得產(chǎn)品在一些高端市場難以立足。同時，與歐美發(fā)達(dá)國家相比，中國的面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書7知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)能力相對較弱，也影響了制造業(yè)高端創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)。面對以上挑戰(zhàn)，可借助5G、大數(shù)據(jù)、專網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的深入研究，利用數(shù)字技術(shù)賦能不斷提升傳統(tǒng)制造業(yè)運(yùn)營效率，推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型成為我國制造業(yè)走向高質(zhì)量、高端化、數(shù)字化、智能化的重要必由之路。近十年來，我國頒布了一系列扶持制造業(yè)轉(zhuǎn)型的政策和計(jì)劃：2015年開始，工信部每年啟動智能制造試點(diǎn)示范工作。2016年，國標(biāo)委聯(lián)合工信部成立國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)調(diào)推進(jìn)組、專家咨詢組等；工信部在世界智能制造大會發(fā)布《智能制造發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》;工信部在全國范圍內(nèi)遴選智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目60多個并在第18屆中國國際工業(yè)博覽會上展出和推廣。2017年，工信部、國家發(fā)改委、教育部、公安部、財(cái)政部、商務(wù)部、文化部、衛(wèi)生計(jì)生委、海關(guān)總署、質(zhì)檢總局、知識產(chǎn)權(quán)局聯(lián)合制定了《增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展行面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書8動計(jì)劃(2017-2020)》等系列文件，多層次協(xié)同推進(jìn)體系的基本建立，為加快智能制造發(fā)展提供重要政策推動力，并遴選智能制造試點(diǎn)示范項(xiàng)目97個。2018年，政府工作報(bào)告提出“要深入開展‘互聯(lián)網(wǎng)+’行動，實(shí)施‘中國制造2025',創(chuàng)建‘中國制造2025'示范區(qū)";遴選項(xiàng)目總數(shù)超過100個：涵蓋有色、稀土、紡織、家電等傳統(tǒng)行業(yè)和5G、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能交通等新興領(lǐng)域?！爸袊圃?025”將智能制造作為制造業(yè)未來發(fā)展的主要目標(biāo)，提出智能制造是中國制造業(yè)由大到強(qiáng)的必由之路。從2018年“中國制造2025”計(jì)劃實(shí)施以來，智能制造表現(xiàn)出良好、強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。2021年，"十四五"規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，堅(jiān)持自主可控、安全高效，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，保持制造業(yè)比重基本穩(wěn)定，增強(qiáng)制造業(yè)競爭優(yōu)勢，推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。2023年3月，習(xí)近平總書記指出，“我國的制造業(yè)門類非常齊全，現(xiàn)在要努力的，就是全面提升，過去的中低端要向上走，布局高端。高質(zhì)量發(fā)展就要體現(xiàn)在這里?！币陨现圃鞓I(yè)扶持政策和計(jì)劃為我國的制造業(yè)轉(zhuǎn)型指明了方向。根據(jù)工信部等多部門在2021年印發(fā)的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》指出，到2025年規(guī)模以上制面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書9造業(yè)企業(yè)大部分實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)初步應(yīng)用智能化；到2035年規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化。制造業(yè)的轉(zhuǎn)型和優(yōu)化已經(jīng)從依靠經(jīng)驗(yàn)向依靠數(shù)據(jù)挖掘、5G、大數(shù)據(jù)、專網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)的普遍應(yīng)用，為制造業(yè)實(shí)施精益管理提供了更多可能與更大空間。制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的三個核心階段包括：1)流程級發(fā)展階段，主要是以流程為驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施、軟硬件、制造活動等主營業(yè)務(wù)涉及要素的集成優(yōu)化。2)網(wǎng)絡(luò)級發(fā)展階段，主要是基于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)全要素與過程的互聯(lián)互通與動態(tài)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新。3)生態(tài)級發(fā)展階段，主要是基于5G專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)泛在的互聯(lián)互通，并實(shí)現(xiàn)生態(tài)合作伙伴間資源、業(yè)務(wù)、能力的開放共享與協(xié)同發(fā)展。制造業(yè)轉(zhuǎn)型的核心是數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)盈利模式的重構(gòu)，向智能化、精益化發(fā)展。5G作為數(shù)字化的重要技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)和設(shè)備的互聯(lián)互通，提升制造企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營、服務(wù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化水平，進(jìn)而協(xié)助制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書第二章第二章制造業(yè)5G專網(wǎng)2.15G專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展近年來，5G技術(shù)已發(fā)展成為推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、數(shù)字產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)和動力。各級政府的高度重視和國家產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)支持，鼓勵了5G行業(yè)和5G專網(wǎng)的發(fā)展與創(chuàng)新，制定的多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策為5G行業(yè)和專網(wǎng)的發(fā)展提供了明確、廣闊的市場前景，為企業(yè)提供了良好的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境。2022年3月，《2022年國務(wù)院政府工作報(bào)告》指出推進(jìn)5G規(guī)?；瘧?yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。長期以來，工業(yè)和信息化部陸續(xù)出臺了多項(xiàng)推動5G的政策與計(jì)劃： 面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書公共服務(wù)平臺；加快垂直領(lǐng)域“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”公共服務(wù)平臺；加快垂直領(lǐng)域“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”表2-1工業(yè)和信息化部推動5G政策列表發(fā)布時間發(fā)布機(jī)構(gòu)名稱概述2019年11月工業(yè)和信息化部《關(guān)于印發(fā)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案的通知》為高質(zhì)量推進(jìn)5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合創(chuàng)新，規(guī)劃了一系列發(fā)展目標(biāo)。即到2022年，突破一批面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特定需求的5G關(guān)鍵技術(shù)，打造5個產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)應(yīng)用，內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造覆蓋10個重點(diǎn)行業(yè)；打造“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”內(nèi)網(wǎng)建設(shè)改造標(biāo)桿工程，形成至少20大典型工業(yè)應(yīng)用場景等。2020年3月工業(yè)和信息化部《關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》對加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署、豐富5G技術(shù)應(yīng)用場景、持續(xù)加大5G技術(shù)研發(fā)力度和構(gòu)建5G安全保障體系提出具體要求。5G專網(wǎng)方面，要求組織開展5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)研究和試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、應(yīng)用、部署等關(guān)鍵環(huán)節(jié)銜接暢通。在工信部及地方政策推進(jìn)下，廣東、山東、江西、江蘇等省率先布局5G專網(wǎng)，重點(diǎn)聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、政務(wù)、公安、電網(wǎng)、教育、醫(yī)療、交通、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，構(gòu)建創(chuàng)新平臺，打造示范應(yīng)用。2020年3月工業(yè)和信息化部《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》為推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在更廣范圍、更深程度、更高水平上融合創(chuàng)新提出：改造升級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)，打造20個企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外網(wǎng)優(yōu)秀服務(wù)案例；增強(qiáng)完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識體系，出臺工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識解析管理辦法；提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺核心能力，引導(dǎo)平臺增強(qiáng)5G、人工智能、區(qū)塊鏈、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)支撐能力。2021年1月工業(yè)和信息化部《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動計(jì)劃(2021-2023結(jié)合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際和技術(shù)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)趨勢，確立了未來三年我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展目標(biāo)，包括推動企業(yè)內(nèi)網(wǎng)由“單環(huán)節(jié)改造”向“體系化互聯(lián)”拓展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展新空間；探索央地協(xié)同發(fā)展新模式等。2021年7月工業(yè)和信息化部《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動計(jì)劃(2021-2023年)》結(jié)合當(dāng)前5G應(yīng)用現(xiàn)狀和未來趨勢，確立了未來三年我國5G發(fā)展目標(biāo)。即到2023年，我國5G應(yīng)用發(fā)展水平顯著提升，綜合實(shí)力持續(xù)增強(qiáng)。打造IT(信息技術(shù))、CT(通信技術(shù))、OT(運(yùn)營技術(shù))深度融合新生態(tài)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域5G應(yīng)用深度和廣度雙突破，構(gòu)建技術(shù)產(chǎn)業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)體系雙支柱，網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全等基礎(chǔ)能力進(jìn)一步提升，5G應(yīng)用"揚(yáng)帆遠(yuǎn)航"的局面逐步形成。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書現(xiàn)階段我國5G行業(yè)和專網(wǎng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，市場規(guī)模迅速擴(kuò)大，主要體現(xiàn)在：1)我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成效顯著：據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2022年底，我國累計(jì)建成并開通5G基站231.2萬個，基站總量占全球60%以上，每萬人擁有5G基站數(shù)達(dá)到16.4個，比上年末提高6.3個。隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷加速，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等信息產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，智能制造、智慧醫(yī)療、智慧城市等新興融合應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，采礦、鋼鐵、電力、航空等多個國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)的數(shù)字化和智能化不斷推進(jìn)，5G專網(wǎng)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級、數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎作用不斷強(qiáng)化。目前，工業(yè)園區(qū)、港口和醫(yī)院等重點(diǎn)區(qū)域已建成超2300個5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)。電信企業(yè)利用5G切片技術(shù)提供了超1.4萬個5G虛擬專網(wǎng)，助力各行業(yè)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。5G專網(wǎng)可以提供更高的可靠性、更低的時延、更強(qiáng)的安全性等優(yōu)勢，可以滿足企業(yè)對高效通信和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。GSA數(shù)據(jù)顯示，截至2022年9月底，全球69個國家和地區(qū)的889多個機(jī)構(gòu)和組織已經(jīng)或正在部署基于LTE或5G技術(shù)的專用網(wǎng)絡(luò)，其中大約40%的專用網(wǎng)絡(luò)采用5G技術(shù)。其中，5G專網(wǎng)與制造行業(yè)應(yīng)用的融合，提高生產(chǎn)效率以及調(diào)度能力，滿足低時延和高帶寬的通信需求。新一代數(shù)字能源通過5G專網(wǎng)建設(shè)數(shù)面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書字化能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源數(shù)據(jù)、工業(yè)數(shù)據(jù)的智能管理，極大提高管理效率和節(jié)約能源成本。2)5G行業(yè)投資保持增長：2022年，通信業(yè)的固定資產(chǎn)投資總額達(dá)到4193億元，同比增長3.3%。投資方向進(jìn)一步傾向于新基建，其中5G投資超過1803億元，占比達(dá)到43%。全國已經(jīng)建設(shè)投資超4000個“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目，打造了一批5G全連接工廠。三大運(yùn)營商以5G網(wǎng)絡(luò)為支撐，聚焦行業(yè)應(yīng)用市場，持續(xù)積累技術(shù)能力以構(gòu)建數(shù)字化、智能化平臺，推動5G行業(yè)應(yīng)用及數(shù)字平臺深入發(fā)展。其中，中國聯(lián)通累計(jì)打造了1.6萬多個5G規(guī)?；瘧?yīng)用項(xiàng)目，并且將這些應(yīng)用項(xiàng)目規(guī)模復(fù)制到國民經(jīng)濟(jì)的52個大類，同時還打造了1600多個5G全連接工廠；中國電信已經(jīng)成功發(fā)展了近1.5萬個5G商用項(xiàng)目；中國移動累計(jì)簽約5G行業(yè)商用案例超過1.8萬個，5G專網(wǎng)收入達(dá)到25.5億元。隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入、5GR18標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)以及R19標(biāo)準(zhǔn)的到來，未來5G專網(wǎng)市場將持續(xù)發(fā)展，GSMA移動智庫報(bào)告預(yù)測，2023年至2025年企業(yè)專網(wǎng)收入將占整個蜂窩連接的25%~40%。5G專網(wǎng)是未來的發(fā)展大方向，在國家政策的大力推動、各行各業(yè)的努力耕耘下，5G專網(wǎng)發(fā)展勢必會給傳統(tǒng)專網(wǎng)帶來質(zhì)的飛躍。2.2制造業(yè)對5G專網(wǎng)的需求制造業(yè)是立國之本、強(qiáng)國之基，是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，現(xiàn)階段中國的制造業(yè)走到了變革的關(guān)鍵點(diǎn)。在《2022新制造白皮書：制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方向與五大階段》中提到，當(dāng)下，深度老齡化迫近、人口紅利窗口減弱，土地、原材料、海運(yùn)物流等成本齊刷刷上漲，中國制造企業(yè)正被推向新的境況中。5G專網(wǎng)的低成本、性能可靠、增強(qiáng)的安全性以及定制化等特點(diǎn)，令它在各個行業(yè)中有著不可替代的優(yōu)勢。制造業(yè)一直是5G專網(wǎng)的早期采用者。據(jù)估計(jì)，到2027年，這一比例將增長到接近90%。制造行業(yè)對于5G專網(wǎng)的需求主要考慮軟硬件環(huán)境、安全、核心性能(速率、時延等)等方面，期望通過投資5G專網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)更好的自動化效果。中國信息通信研究院從行業(yè)用戶角度提出滿足5G專網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用的五大需求：●能夠承載多類業(yè)務(wù)：專網(wǎng)被廣泛服務(wù)于政府、軍隊(duì)、公安、能源、消防、軌道交通等部門或領(lǐng)域，承載多類業(yè)務(wù)，還被用來進(jìn)行應(yīng)急通信和調(diào)度指揮。●提供數(shù)據(jù)安全隔離與保護(hù)：相對于公網(wǎng)，部分行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的安全性及隔離性要求較高，使用公網(wǎng)無法保障數(shù)據(jù)的安全及滿足對時延的高要求，所以部分行業(yè)基于專網(wǎng)頻段獨(dú)立自建，與公網(wǎng)完全隔離，能保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、隱私和安全性。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書●獨(dú)享網(wǎng)絡(luò)資源且成本足夠低：5G專網(wǎng)包含了獨(dú)立的無線、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)以及終端，意味著5G專網(wǎng)有著更高的安全性、獨(dú)立演進(jìn)能力、定制化能力以及成本低的特點(diǎn)?！褡灾鬟M(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維：制造行業(yè)本身業(yè)務(wù)多樣化，包括輕紡工業(yè)、資源加工工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)以及電子制造業(yè)等，一旦出現(xiàn)故障將帶來不可估量的影響。專網(wǎng)的應(yīng)用不僅能幫助行業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)智能分析和設(shè)備管理等功能，還能滿足數(shù)據(jù)不出專網(wǎng)區(qū)域的需求，達(dá)到自主運(yùn)維、降本增效的目的?！?G專網(wǎng)和5G公網(wǎng)能夠很好的融合：行業(yè)客戶可以通過部署專網(wǎng)，讓“企業(yè)私有數(shù)據(jù)"內(nèi)部流通，又能放行普通數(shù)據(jù)與公網(wǎng)互通，較好地融合5G專網(wǎng)與5G公網(wǎng)，充分調(diào)動其間的信息互聯(lián)。制造行業(yè)作為5G專網(wǎng)的主戰(zhàn)場，相比其他行業(yè)和5G個人通信業(yè)務(wù)，其對于5G專網(wǎng)的可靠性及安全性具有更高的要求，運(yùn)營商需要匹配制造業(yè)需求，為各類型制造企業(yè)提供定制化的5G專網(wǎng)服務(wù)，才能實(shí)現(xiàn)5G專網(wǎng)賦能制造行業(yè)變革的使命。2023年，工信部提出，推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展，大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和中小企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，積極推行綠色制造、智能制造，扎實(shí)推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳。在經(jīng)歷過全球疫情爆發(fā)后，5G已經(jīng)走進(jìn)了“家門”,特別是在制造業(yè)、自動駕駛、城市抗疫等領(lǐng)域的應(yīng)用就是最直觀的例子。在“5G與工業(yè)振興論壇”上，全國政協(xié)教科衛(wèi)體委員會副主任、科技部原副部長曹健林擔(dān)任論壇主席并表示，目前我國制造業(yè)的優(yōu)勢還是集中在終端的集成制造以及原材料加工制造，而零部件、儀器、工具和裝備制造、關(guān)鍵核心材料以及高端裝備制造類產(chǎn)業(yè)的短板制約了5G應(yīng)用的進(jìn)一步拓展。制造業(yè)作為我國實(shí)體經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是未來經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。結(jié)合我國制造業(yè)的市場需求和社會需求，引入5G專網(wǎng)將推動制造業(yè)的高端化、數(shù)字化、智能化升級，依托5G專網(wǎng)發(fā)展更高水平、更有競爭力的先進(jìn)制造業(yè)將有效推動社會經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展以及支撐網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國和數(shù)字中國的建設(shè)步伐。2.3制造業(yè)對5G專網(wǎng)能力挑戰(zhàn)5G專網(wǎng)賦能制造業(yè)的核心在于利用5G專網(wǎng)滿足制造業(yè)客戶場景化的應(yīng)用需求，同時，對5G專網(wǎng)能力帶來了一系列挑戰(zhàn)。1)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)安全部分制造業(yè)客戶顧慮5G專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全及數(shù)據(jù)安全問題，如何防范數(shù)據(jù)泄密、防范攻擊，是5G專網(wǎng)賦能制造業(yè)的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。相較于其他行業(yè)，制造業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的隔面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書離性要求較高，使用與公網(wǎng)物理共享、邏輯隔離的5G虛擬專網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全性要略低于5G獨(dú)立專網(wǎng)。為了滿足制造企業(yè)更高的數(shù)據(jù)隔離和網(wǎng)絡(luò)安全要求，一些制造企業(yè)選擇自建5G獨(dú)立專網(wǎng)，并采用5G專網(wǎng)專用頻段進(jìn)行頻率間隔離，與5G公網(wǎng)完全隔離，讓“企業(yè)私有數(shù)據(jù)”內(nèi)部流通，又能實(shí)現(xiàn)普通數(shù)據(jù)與公網(wǎng)互通，不影響與公網(wǎng)的信息互聯(lián)。從而保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、隱私和安全性。2)高靈敏度和超低時延制造業(yè)客戶對于時延、靈敏度、可靠性有著較高的要求：在礦井、油田自動化遠(yuǎn)程控制場景，需要5G專網(wǎng)支撐高清視頻疊加遠(yuǎn)程高靈敏度工業(yè)控制，具備較低的時延、極高靈敏度、高可靠性。在大型高精制造場景，需要5G高靈敏度工業(yè)控制設(shè)備數(shù)據(jù)采集與控制工業(yè)安全可靠性設(shè)備接入，需要5G專網(wǎng)具備極低的時延、極高靈敏度、高可靠性。在制造業(yè)園區(qū)的安防監(jiān)控場景，需要高清視頻提供7*24小時監(jiān)控，需要5G專網(wǎng)具備較低的時延、較高靈敏度、較高可靠性。3)大帶寬、高速率、高并發(fā)等性能制造業(yè)對5G專網(wǎng)的挑戰(zhàn)還包括大帶寬、高速率、高并發(fā)等，下表以制造業(yè)生產(chǎn)車間場景為例，描述了對5G專網(wǎng)的功能和性能提出的挑戰(zhàn)。表2-2制造業(yè)生產(chǎn)車間對5G專網(wǎng)的功能和性能挑戰(zhàn)場景需求及挑戰(zhàn)低時延大帶寬高并發(fā)與高速傳輸安全隔離和可靠性業(yè)務(wù)場景5G功能要求業(yè)務(wù)場景5G功能要求業(yè)務(wù)場景5G功能要求業(yè)務(wù)場景5G功能要求制造業(yè)-生產(chǎn)車間(生產(chǎn)現(xiàn)場)現(xiàn)場控制類(如自動天車、機(jī)械5G網(wǎng)絡(luò)保障毫秒級時延高清圖像視頻的上行傳輸(如鋼材表面檢測、現(xiàn)場安全管理)5G網(wǎng)絡(luò)保障上行帶寬儀表的數(shù)據(jù)采集5G網(wǎng)絡(luò)支持局部區(qū)域內(nèi)海量高并發(fā)、中高數(shù)據(jù)速率的物聯(lián)網(wǎng)連接包括和公眾普通用戶企業(yè)內(nèi)各業(yè)務(wù)之間的隔離5G網(wǎng)絡(luò)提供具有超強(qiáng)抗干擾性、穩(wěn)定性、可靠的數(shù)據(jù)傳輸、備份與恢復(fù)機(jī)制等面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書第三章第三章制造業(yè)5G專網(wǎng)部署及建設(shè)3.1制造業(yè)5G專網(wǎng)類型及特點(diǎn)制造業(yè)5G虛擬專網(wǎng)產(chǎn)品是指基于運(yùn)營商5G公網(wǎng)資源，利用端到端QoS或切片技術(shù)，為客戶提供一張時延和帶寬有保障的、與5G公網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)相隔離的虛擬專有網(wǎng)絡(luò)。利用5G無線基站、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)用戶面及控制面端到端共享運(yùn)營商5G公網(wǎng)，通過切片技術(shù)，為用戶提供具有特定SLA保障的邏輯專網(wǎng)。譬如，通過5G無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)切片，采用切片ID和5GQoS標(biāo)識符(5GQoSIdentifier,5Ql)組合進(jìn)行業(yè)面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書務(wù)調(diào)度，基于基站調(diào)度約束來實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)之間的軟隔離，業(yè)務(wù)在使用PRB資源發(fā)生沖突時按照5QI優(yōu)先級進(jìn)行排序。制造業(yè)5G混合專網(wǎng)是指以5G數(shù)據(jù)分流技術(shù)為基礎(chǔ)，通過無線和控制網(wǎng)元的靈活定制，為行業(yè)用戶構(gòu)建一張?jiān)鰪?qiáng)帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)。5G混合專網(wǎng)的核心網(wǎng)用戶面網(wǎng)元UPF為行業(yè)用戶私有化部署，無線基站、核心網(wǎng)控制面網(wǎng)元根據(jù)客戶需求靈活部署，為用戶提供部分物理設(shè)備獨(dú)享的5G專用網(wǎng)絡(luò)。滿足行業(yè)用戶大帶寬、低時延、數(shù)據(jù)不出園區(qū)的需求。該模式下行業(yè)用戶網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在本地卸載，可通過功能定制優(yōu)化，減小公眾網(wǎng)絡(luò)故障對用戶生產(chǎn)業(yè)務(wù)的影響，保障生產(chǎn)安全。制造業(yè)5G獨(dú)立專網(wǎng)產(chǎn)品是指利用5G組網(wǎng)、切片和邊緣計(jì)算等技術(shù)，采用專有無線設(shè)備和核心網(wǎng)一體化設(shè)備，為行業(yè)用戶構(gòu)建一張?jiān)鰪?qiáng)帶寬、低時延、物理封閉的基礎(chǔ)連接網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)與中國聯(lián)通公眾網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完全隔離，且不受中國聯(lián)通公眾網(wǎng)絡(luò)影響。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書制造業(yè)5G獨(dú)立專網(wǎng)能夠有效確保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及終端/用戶行為信息高度保密，且與5G公網(wǎng)端到端完全隔離。制造業(yè)5G獨(dú)立專網(wǎng)從5G無線基站、傳輸網(wǎng)、核心網(wǎng)用戶面+控制面端到端為行業(yè)用戶單獨(dú)建設(shè)，為用戶提供物理獨(dú)享的5G專用網(wǎng)絡(luò)，滿足行業(yè)用戶大帶寬、低時延、高安全、高可靠的數(shù)據(jù)傳輸需求。3.2制造業(yè)5G專網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)制造業(yè)5G專網(wǎng)采用一系列關(guān)鍵技術(shù)來滿足制造業(yè)客戶的業(yè)務(wù)需求，本章節(jié)主要介紹虛擬化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、多接入邊緣計(jì)算。虛擬化最早來源于信息技術(shù)行業(yè)，目標(biāo)是通過軟件和硬件解耦，使用戶能以單個物理硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ)創(chuàng)建多個模擬環(huán)境或?qū)Ｓ觅Y源。通信行業(yè)引入虛擬化技術(shù)后，推出了NFV技術(shù)，可基于一個原始網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，廣泛用于5G核心網(wǎng)5GC。隨著軟硬件技術(shù)和能力的不斷增強(qiáng)，推動了虛擬化技術(shù)在制造業(yè)5G專網(wǎng)的研究和應(yīng)用，并提升了虛擬化技術(shù)帶來的制造企業(yè)和5G專網(wǎng)運(yùn)營商共贏的市場價值。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書3.2.2網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)網(wǎng)絡(luò)切片是提供特定網(wǎng)絡(luò)能力和網(wǎng)絡(luò)特征的邏輯網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化后的重要產(chǎn)品服務(wù)形態(tài)之一。成熟的5G網(wǎng)絡(luò)切片可實(shí)現(xiàn)端到端的切片，即實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)、承載網(wǎng)、無線網(wǎng)以及終端方面進(jìn)行端到端的技術(shù)保障。核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切片在規(guī)范和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)上都相對完善，主要技術(shù)包括網(wǎng)絡(luò)切片的選擇、切片會話管理、切片漫游等。承載網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)切片的支持分為兩類方案，一類是軟切片，另一類是硬切片。軟切片主要指虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(virtualprivatenetwork,VPN)技術(shù)。硬切片主要指IP網(wǎng)絡(luò)的靈活以太網(wǎng)技術(shù)、光網(wǎng)絡(luò)的光通路數(shù)據(jù)單元技術(shù)。在無線網(wǎng)絡(luò)方面，3GPP規(guī)范了無線網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)切片的感知、網(wǎng)絡(luò)切片的選擇、用戶級的QoS保障機(jī)制等。無線側(cè)對切片業(yè)務(wù)支持主要基于QoS機(jī)制保障網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)。在終端方面，3GPP規(guī)定終端可支持多個網(wǎng)絡(luò)切片并發(fā)，當(dāng)簽約多個網(wǎng)絡(luò)切片服務(wù)時，終端需要支持多切片，確保不同業(yè)務(wù)使用不同切片。3.2.3移動邊緣計(jì)算移動邊緣計(jì)算(Mobileedgecomputing,MEC)是制造業(yè)5G專網(wǎng)的重要技面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書術(shù)，是云、網(wǎng)、端的融合點(diǎn)，基于5G專網(wǎng)的MEC能力，可為制造企業(yè)提供“連接+計(jì)算+能力+應(yīng)用”的靈活組合，進(jìn)一步提升制造業(yè)5G專網(wǎng)的邊緣智能水平。MEC技術(shù)通過對傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)增加MEC平臺功能網(wǎng)元，使其具備了提供業(yè)務(wù)就近部署及本地化處理等能力。MEC平臺面向固定、移動等多種接入網(wǎng)絡(luò)，按需就近提供流量引導(dǎo)等網(wǎng)絡(luò)能力、邊緣計(jì)算及存儲能力、Al識別等業(yè)務(wù)原子能力、編排部署及自服務(wù)等平臺能力，支持用戶全面定制化，滿足用戶低時延、大帶寬、高算力、數(shù)據(jù)安全等差異化需求。MEC平臺支持通過提供API面向MEC應(yīng)用進(jìn)行能力開放，主要包括流量引導(dǎo)、QoS保障、固移融合等。3.3制造業(yè)5G專網(wǎng)部署要點(diǎn)5G專網(wǎng)的部署將決定5G專網(wǎng)賦能制造業(yè)的效果，接下來本章節(jié)將從頻段、核心網(wǎng)配置、資產(chǎn)模式等角度介紹制造業(yè)5G專網(wǎng)的部署要點(diǎn)。頻率策略是制造業(yè)5G專網(wǎng)部署的首要因素。制造業(yè)5G專網(wǎng)的頻率選擇首先需要考慮頻段的傳播特性。5G專網(wǎng)在低、中、高頻段均可部署，不同頻段具有不同性能和特點(diǎn)：面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書●中低頻段(1~6GHz)在室內(nèi)環(huán)境中運(yùn)行良好，能夠在傳輸點(diǎn)相對較少的情況下實(shí)現(xiàn)廣泛覆蓋?！窈撩撞l段(24~29GHz、37~43.5GHz及66~71GHz)具有較高速率和較低延遲，信號更容易保留在建筑物內(nèi)，可以減少對宏移動網(wǎng)絡(luò)的干擾，但與中頻段相比，需要更加密集的部署?！竦皖l段(600~700MHz)覆蓋半徑大，信號穿透性好，適用于廣覆蓋和深度覆蓋，但數(shù)據(jù)傳輸速率低，部分5G新技術(shù)無法使用。選擇5G專網(wǎng)部署頻率還需要考慮產(chǎn)業(yè)成熟度、組網(wǎng)性能、已用頻段的重耕難度等因素。運(yùn)營商現(xiàn)有5G頻率主要有4.9GHz、3.5GHz、2.6GHz、2.1GHz和700MHz,5G專網(wǎng)頻率規(guī)劃需綜合考慮公網(wǎng)的頻率規(guī)劃和定位、行業(yè)應(yīng)用的業(yè)務(wù)特征、覆蓋的范圍等，選擇相適應(yīng)的頻率及使用方式。5G專網(wǎng)共享公網(wǎng)頻率資源或預(yù)留頻率資源時，需重點(diǎn)分析不同應(yīng)用場景的具體業(yè)務(wù)模型、公網(wǎng)和專網(wǎng)業(yè)務(wù)間的容量協(xié)同策略等。5G專網(wǎng)在某些特定區(qū)域使用專用頻率時，需重點(diǎn)考慮與公網(wǎng)之間的干擾隔離等問題。對于中遠(yuǎn)期的5G頻率規(guī)劃，高頻mmWave頻段、非授權(quán)頻段也是5G專網(wǎng)頻率的一個重要方向。此外，對于某些制造業(yè)場景會對5G專網(wǎng)有大帶寬、寬頻段的保障需求，在這些制造業(yè)場景進(jìn)行專網(wǎng)部署時，可通過QoS帶寬保障、預(yù)留RB資源、配置獨(dú)占RB資源、專站專頻等方式對制造業(yè)用戶帶寬進(jìn)行保障，上行大帶寬則需考慮靈活采用上行占比高的幀結(jié)構(gòu)?？梢栽O(shè)定無線切片級別的保障速率和最大速率以及引入切片后的優(yōu)先級調(diào)度對5G專網(wǎng)帶寬進(jìn)行保障?！耦A(yù)留RB資源：根據(jù)帶寬、流量需求，設(shè)定部分預(yù)留RB的資源比例。根據(jù)帶寬、流量需求，設(shè)定獨(dú)占RB的資源比例。獨(dú)立建站，選定專用載頻的容量，根據(jù)行業(yè)業(yè)務(wù)需求，選定5G專用基站的容量。制造業(yè)5G專網(wǎng)核心網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)側(cè)重于制定不同的網(wǎng)絡(luò)切片策略，根據(jù)制造企業(yè)的面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書業(yè)務(wù)需求和特點(diǎn)采取合適的切片方式，如共用切片、獨(dú)立的邏輯切片、獨(dú)立的物理切片等。從5GC公網(wǎng)中虛擬出相應(yīng)的資源組成制造業(yè)5G專網(wǎng)核心網(wǎng)，制造業(yè)5G專網(wǎng)核心網(wǎng)共享公網(wǎng)核心網(wǎng)的全部網(wǎng)元，面向有廣域覆蓋、通用需求的場景。公專共享的UPF按照公網(wǎng)的原則和要求建設(shè)，一般不考慮下沉。當(dāng)規(guī)劃數(shù)據(jù)不出制造企業(yè)園區(qū)、時延敏感等特定需求的制造業(yè)場景時，需要為制造企業(yè)專網(wǎng)建設(shè)物理獨(dú)立的專網(wǎng)UPF,加上從公網(wǎng)中虛擬出的其他5GC資源組成制造業(yè)5G專網(wǎng)核心網(wǎng)，此時專網(wǎng)UPF按業(yè)務(wù)需求下沉。當(dāng)制造企業(yè)對專網(wǎng)數(shù)據(jù)安全性、專網(wǎng)的穩(wěn)定性、時延和速率等有著極高的要求時，應(yīng)為此類制造企業(yè)和園區(qū)搭建物理完全獨(dú)立的5GC專用網(wǎng)絡(luò)。此類5G專網(wǎng)核心網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)側(cè)重于制定輕量化5GC核心網(wǎng)的建設(shè)策略，包括網(wǎng)元的部署模式、設(shè)備選型、關(guān)鍵指標(biāo)的評估、碼號分配及用戶數(shù)據(jù)管理等。針對制造業(yè)5G專網(wǎng)，其資產(chǎn)主要包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件。企業(yè)在部署5G專網(wǎng)時，有兩種資產(chǎn)所有權(quán)模式可選： 面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書●5G專網(wǎng)自建模式：制造企業(yè)購買5G專網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)備資產(chǎn)，并擁有5G專網(wǎng)的資產(chǎn)所有權(quán)?！?G專網(wǎng)租賃及服務(wù)模式：制造企業(yè)不直接購買5G專網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)備，而是采用租賃或服務(wù)的模式部署5G專網(wǎng)，5G專網(wǎng)的資產(chǎn)所有權(quán)屬于運(yùn)營商或設(shè)備商，或第三方服務(wù)提供商。3.4制造業(yè)5G專網(wǎng)部署方案及典型案例本章節(jié)介紹制造業(yè)5G專網(wǎng)的部署方案，包括大型制造工廠案例、精密儀器制造廠案例、鑄造加工廠案例、典型制造園區(qū)案例。3.4.1大型制造工廠部署方案針對制造業(yè)典型場景-大型制造工廠，以某汽車5G專網(wǎng)為例進(jìn)行介紹。其5G專網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下圖：MEP園區(qū)邊緣置)MEC網(wǎng)③傳輸傳輸專公圖3-1某汽車5G專網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖在某汽車制造廠園區(qū)內(nèi)新建5G基站，在園區(qū)本地機(jī)房建立下沉部署的MEC節(jié)點(diǎn)，廠區(qū)的終端通過基站接入5G專網(wǎng)，廠區(qū)的流量根據(jù)UPF的分流測量決定這些流量是送往公網(wǎng)還是留在企業(yè)專網(wǎng)內(nèi)處理。方案中各個部分的功能：①端側(cè)：5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)&工業(yè)CPE,提供工業(yè)級物理接口、豐富協(xié)議；③承載：基于DSCP進(jìn)行業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障；④MEC:MEC下沉園區(qū)部署，保障數(shù)據(jù)不出園區(qū)；⑤核心網(wǎng)：對用戶進(jìn)行QoS策略制定和管理；面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書》》UP+:1.雙UP賣荷分報(bào)；1.我陽臺MAR備ATN980C(2410G).2.MARL累MEPC*10G,MACU**10G基話：基WMAR庫，上0*1*10G邊緣云平臺，部署第三方應(yīng)用。CUMCR1民MCR2MfR核心智能城域網(wǎng)汽車制選廠內(nèi)具后大汽車制選廠內(nèi)具后大長安內(nèi)網(wǎng)汽車制造廠中心機(jī)房(①C)D01/2LFF-2BUupu50室分基站BUJDCGW1/2LPF-1汽車制造廠中心機(jī)房(CDC)WR)圖3-2某汽車制造公司5G專網(wǎng)架構(gòu)此外，為保證數(shù)據(jù)不出汽車制造廠區(qū)?；尽A要部署在廠區(qū)內(nèi)?；九cMA之間的光纖傳輸、MA與UP之間的光纖傳輸，設(shè)置在廠區(qū)內(nèi)。3.4.2精密儀器制造廠部署方案針對制造業(yè)典型場景-精密儀器制造廠，以某智能科技5G專網(wǎng)為例進(jìn)行介紹。某智能科技工業(yè)園F4立體倉到車間物料配送將通過AGV小車進(jìn)行，因廠區(qū)內(nèi)傳統(tǒng)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)頻段已被大量占用且十分密集，采用Wi-Fi部署的方式會對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生干擾且AGV小車的運(yùn)行也會受到影響。由于新興5G技術(shù)具有高速率、低時延、大連接等特性，且與現(xiàn)有Wi-Fi頻段不會產(chǎn)生沖突，因此需要采用5G覆蓋方案支撐立體倉內(nèi)AGV小車的正常運(yùn)行。建立5G企業(yè)專網(wǎng)，通過5G+AGV實(shí)現(xiàn)立體倉庫到車間的物料配送，提升廠區(qū)物流運(yùn)輸?shù)男?，幫助廠區(qū)實(shí)現(xiàn)了倉儲物流的降本、提質(zhì)、增效。在實(shí)現(xiàn)AGV正常高效運(yùn)行的同時，要求5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，在AGV路徑范圍內(nèi)不存在網(wǎng)絡(luò)信號盲區(qū)，滿足至少25臺AGV小車同時運(yùn)行的通訊能力，AGV小車行駛路線區(qū)域內(nèi)5G室分設(shè)備若面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書發(fā)生單臺設(shè)備故障應(yīng)有冗余機(jī)制保障AGV小車不受影響。室分設(shè)備應(yīng)有監(jiān)控機(jī)制，對室分設(shè)備故障進(jìn)行告警并進(jìn)行及時更換。5G企業(yè)專網(wǎng)以5G+UPF方式組網(wǎng)，立體倉內(nèi)室分設(shè)備應(yīng)有冗余部署，BBU以及UPF等設(shè)備需有多線路多局址冗余部署，5G網(wǎng)絡(luò)信號回傳至園區(qū)VPN專線應(yīng)有冗余部署，保證倉庫不間斷物料配送的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)需求。為保障倉庫AGV小車不間斷物料配送，某智能科技5G專網(wǎng)的建設(shè)采用兩套室分系統(tǒng)，通過BBU、UPF冗余部署的方式保障AGV不間斷的正常高效運(yùn)行。整體組網(wǎng)方式及數(shù)據(jù)流向如下圖所示：核心男C面核心男C面器AGV室分系統(tǒng)二BBU機(jī)房園區(qū)共享該城市兩個核心機(jī)房MEC,MEC根據(jù)用戶業(yè)務(wù)流特征(目的IP、端口、DNS域名等),將訪問本地網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流分流到某智能科技園區(qū)本地業(yè)務(wù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量的本地分流與卸載。對于某智能科技公司生產(chǎn)現(xiàn)場的5G終端數(shù)據(jù)，通過運(yùn)營商智能城域網(wǎng)(或IP-RAN)對接至核心局房UPF,由N3接口實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)與UPF之間的數(shù)據(jù)收發(fā)，UPF通過IP地址和端口號、或DNS解析等方式進(jìn)行業(yè)務(wù)分流，經(jīng)N6接口送回至MEC平面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書臺，MEC平臺對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理、編解碼等實(shí)時處理，處理過的數(shù)據(jù)經(jīng)專線回傳至某智能科技公司的企業(yè)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器。目前，某智能科技園區(qū)周邊已完成5G宏站部署，實(shí)現(xiàn)室外信號連續(xù)覆蓋。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖：2XE)簽重分革的AGVUPF(職通核心局房f)X3)6BU1圖3-4某智能科技公司專網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖3.4.3鑄造加工廠部署方案針對制造業(yè)典型場景-鑄造加工廠，以某壓鑄公司5G專網(wǎng)為例進(jìn)行介紹。某壓鑄公司是一家集設(shè)計(jì)開發(fā)、模具制造、壓力鑄造、機(jī)械加工于一體的大型綜合性企業(yè)。在中國聯(lián)通邊緣云整體布局中，按照MEC網(wǎng)絡(luò)集約化的建設(shè)和管理要求，某壓鑄公司5G?專網(wǎng)方案建設(shè)的MEP的管理面和UPF的控制面分別屬于不同的大區(qū)，業(yè)務(wù)面(UPF和MEP平臺)下沉到壓鑄公司園區(qū)區(qū)機(jī)房中，MEC的管理面會向壓鑄公司的內(nèi)網(wǎng)園區(qū)提供一定權(quán)限范圍的用戶自服務(wù)、自維護(hù)和自管理功能。某壓鑄公司的中心機(jī)房MEP平臺按照分流+平臺專享模式部署，分流網(wǎng)元UPF面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書及平臺均部署在壓鑄公司中心機(jī)房，分流網(wǎng)元、平臺均為壓鑄公司專享。對于需要本地分流的業(yè)務(wù)，分流網(wǎng)元將流量分流至本地平臺，本地為客戶提供服務(wù)。邊緣MECMESERP……服務(wù)器《5G網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)交?5G基站大區(qū)核圖3-5某壓鑄公司5G專網(wǎng)架構(gòu)某壓鑄公司園區(qū)下沉部署MEC,根據(jù)用戶業(yè)務(wù)流特征(目的IP、端口、DNS域名等),將訪問本地網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流分流到本地業(yè)務(wù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流量的本地卸載，降低用戶訪問時延，數(shù)據(jù)不出園區(qū)。公網(wǎng)業(yè)務(wù)通過聯(lián)通傳輸設(shè)備，被送至核心機(jī)房，再通過聯(lián)通核心機(jī)房的公網(wǎng)UPF出去到公網(wǎng)。園區(qū)規(guī)劃TAI區(qū)，企業(yè)用戶和公網(wǎng)使用相同DNN,普通用戶簽約數(shù)據(jù)無需變更。此外，UPF和MEP平臺下沉到某壓鑄公司中心機(jī)房部署，分別由UPF和MEP組成，并且需要新建防火墻以保證MEP平臺的安全性?？刂泼鏀?shù)據(jù)由基站經(jīng)傳輸?shù)竭_(dá)智能城域網(wǎng)，通過承載B網(wǎng)與成都控制面通信；園區(qū)內(nèi)網(wǎng)用戶面數(shù)據(jù)經(jīng)UPF分流到MEP平臺，同時企業(yè)園區(qū)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)也可以經(jīng)防火墻訪問MEP平臺；園區(qū)內(nèi)網(wǎng)終端要與公網(wǎng)通信，通過園區(qū)UPF,經(jīng)智能城域網(wǎng)與聯(lián)通核心機(jī)房的UPF連接，從而接入169網(wǎng)。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書3.4.4制造企業(yè)園區(qū)部署方案針對制造業(yè)典型場景-典型園區(qū)，以某車企通用園區(qū)5G專網(wǎng)為例進(jìn)行介紹。在該車企通用園區(qū)內(nèi)新建5G基站，在園區(qū)本地機(jī)房建立下沉部署的MEC節(jié)點(diǎn)，廠區(qū)的終端通過基站接入5G專網(wǎng)，廠區(qū)的流量根據(jù)UPF的分流測量決定這些流量是送往聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)還是留在企業(yè)專網(wǎng)內(nèi)處理。方案中各個部分的功能：①端側(cè)：5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)&工業(yè)CPE,提供工業(yè)級物理接口、豐富協(xié)議。②無線：基于5QI進(jìn)行業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障。③承載：基于DSCP進(jìn)行業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障。④MEC:MEC下沉園區(qū)部署，保障數(shù)據(jù)不出園區(qū)。⑤核心網(wǎng)：對用戶進(jìn)行QoS策略制定和管理。⑥邊緣云：園區(qū)部署MEP邊緣云平臺，部署第三方應(yīng)用。聯(lián)通UTN2.0N4,管理BABA匯聚機(jī)房匯聚機(jī)房))9核心機(jī)房10G光口接聯(lián)通980C設(shè)備核心機(jī)房車企園區(qū)車企園區(qū)x應(yīng)用終端50基站圖3-6車企園區(qū)5G組網(wǎng)部署架構(gòu)圖如圖所示，MEC部署在廠區(qū)機(jī)房，承載廠區(qū)業(yè)務(wù)。在廠區(qū)機(jī)房部署A設(shè)備，新建A設(shè)備和現(xiàn)網(wǎng)成環(huán)。廠區(qū)基站和A設(shè)備通過光纖直連。MEC和A設(shè)備通過光纖直連。MEC和廠區(qū)服務(wù)器通過光纖直連。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書專網(wǎng)運(yùn)營4.1制造業(yè)5G專網(wǎng)運(yùn)營要點(diǎn)制造業(yè)5G專網(wǎng)運(yùn)營要點(diǎn)包括以下5個方面：(1)資源管控要求高：因其需支撐制造生產(chǎn)，相比普通5G網(wǎng)絡(luò)，對網(wǎng)絡(luò)性能、可靠性要求更高，資源管控應(yīng)從更綜合、更全面的角度考慮，集成資源關(guān)聯(lián)、資源管理、業(yè)務(wù)編排、資源協(xié)同等多專業(yè)能力。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書(2)關(guān)鍵性能指標(biāo)要求高：包括接入性、保持/穩(wěn)定性、移動性、完整性、業(yè)務(wù)感知、利用率等。制造業(yè)5G專網(wǎng)需跟得上業(yè)務(wù)需求變化并及時對性能進(jìn)行優(yōu)化，保證其滿足業(yè)務(wù)需求。(3)可靠性要求高：網(wǎng)絡(luò)可靠性對制造業(yè)專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、高效運(yùn)營至關(guān)重要?？煽啃员Ｕ仙婕岸鄠€層面，包括硬件層、虛擬層、應(yīng)用層等。可以從流程機(jī)制、資源評估、網(wǎng)元倒換、業(yè)務(wù)監(jiān)控等多角度著手，構(gòu)建業(yè)務(wù)端到端保障體系，切實(shí)保障網(wǎng)絡(luò)可靠性。(4)安全保障要求高：安全性是制造業(yè)引入5G專網(wǎng)的前提，5G專網(wǎng)的安全保障可根據(jù)客戶的安全需求，將終端、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用多層次安全保障技術(shù)進(jìn)行融合。(5)能力開放：5G專網(wǎng)支撐的5G+智能制造是制造業(yè)升級的必由之路，而為滿足制造業(yè)專網(wǎng)對信息感知獲取、智能判斷決策、自動執(zhí)行等功能的要求，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造模式，就必須以關(guān)鍵制造環(huán)節(jié)的智能化為核心，以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)，以專網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施為根基，打造全流程開放5G專網(wǎng)能力開放體系。制造業(yè)5G專網(wǎng)資源管控從無線、核心網(wǎng)等專業(yè)范疇來看所涉及的要素主要包括：(1)RB資源，包括上行RB、下行RB、切片組RB。(2)信道資源，包括CCE占用率、尋呼信道占用率等。(3)功率資源，包括小區(qū)最大發(fā)射功率、小區(qū)平均發(fā)射功率、小區(qū)平均發(fā)射功率利用率等。(4)RRC資源，包括RRC連接用戶數(shù)占用率、切片組RRC連接用戶數(shù)等。(5)傳輸資源利用率，包括Xn接口平均發(fā)送速率、Xn接口可用帶寬、NG接口平均發(fā)送速率、NG接口可用帶寬等。(6)UPF網(wǎng)元的資源，包括N4會話建立成功率、平均負(fù)荷、UPF下行流程、UPF上行流量、地址池使用率等。(7)AMF、SMF網(wǎng)元的資源，包括系統(tǒng)平均負(fù)荷、系統(tǒng)最大負(fù)荷、虛擬CPU使用率、虛擬Memory使用率、虛擬Disk使用率等。資源管控包括資源關(guān)聯(lián)、資源管理、業(yè)務(wù)編排、資源協(xié)同等多方面能力：(1)資源關(guān)聯(lián)：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接與邏輯控制直接的解耦，同時也就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)流從下至上的打通，針對業(yè)務(wù)、資源池、網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施等，將專網(wǎng)中不同資源、不同專業(yè)、不同維護(hù)場景的孤島數(shù)據(jù)，通過關(guān)聯(lián)關(guān)系串聯(lián)起來，形成一張完整的資源面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，包含部署、配備、上\下聯(lián)、運(yùn)行等出現(xiàn)在生產(chǎn)場景中的種種資源關(guān)系。資源關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)接入與管理能力，實(shí)現(xiàn)分層分級能力構(gòu)建，支持資源更新，資源變動時，進(jìn)行同步更新；同時可提供合規(guī)性檢查，提升質(zhì)量管控。資源數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，使得工廠IT網(wǎng)絡(luò)與OT網(wǎng)絡(luò)間信息能更靈活的流轉(zhuǎn)，最大程度地滿足高層級系統(tǒng)向現(xiàn)場層延伸的需求，實(shí)時回傳用于優(yōu)化生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。(2)資源管理：制造業(yè)IT及OT的融合及扁平化是制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢之一，利用5G虛擬技術(shù)，針對網(wǎng)絡(luò)中VNF資源、虛擬資源、物理資源等，以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橹行?，?gòu)建基于資源關(guān)系的資源池蜂巢拓?fù)?、縱向及橫向拓?fù)潢P(guān)系，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息的一點(diǎn)可視，以智能化運(yùn)維的手段全方位監(jiān)控專網(wǎng)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)可維、可視；通過端網(wǎng)業(yè)協(xié)同化管理，支持內(nèi)外網(wǎng)設(shè)備聚合管理，滿足一點(diǎn)管理、自主控制的需求，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)可管、可控。(3)業(yè)務(wù)編排：生產(chǎn)柔性在制造業(yè)中扮演的角色越來越重要，制造產(chǎn)業(yè)經(jīng)常需要基于不同訂單對生產(chǎn)線及產(chǎn)品快速調(diào)整，而5G專網(wǎng)提供切片等功能可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)單個設(shè)備中的多個業(yè)務(wù)承載于不同VLAN的能力。那么基于網(wǎng)絡(luò)中所有資源的全面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書生命周期的自動化管理以及編排，通過集中化的編排協(xié)同、配置管理，就可以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一控制和管理，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)場景下網(wǎng)絡(luò)的快速搭建，與業(yè)務(wù)需求動態(tài)變化的實(shí)時響應(yīng)，從而支持生產(chǎn)線及生產(chǎn)內(nèi)容的靈活調(diào)整，靈活滿足客戶定制化要求、極大縮短生產(chǎn)周期。(4)資源協(xié)同：制造業(yè)專網(wǎng)在對網(wǎng)絡(luò)虛擬資源、IT物理資源等進(jìn)行管理的同時，期望憑借“聯(lián)接+計(jì)算”雙引擎打造“CT/IT融合”差異化優(yōu)勢的重要底座，包含CT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、IT基礎(chǔ)資源以及相關(guān)管理協(xié)同能力。在運(yùn)營商的運(yùn)營平面中，網(wǎng)絡(luò)中臺(包括數(shù)據(jù)中心等)、行業(yè)中臺(或政企中臺，包括資源/數(shù)據(jù)中心等)必須實(shí)現(xiàn)資源的快速匹配，通過資源協(xié)同支撐定制化應(yīng)用從而為客戶提供快捷的專業(yè)服務(wù)。4.3制造業(yè)5G專網(wǎng)性能提升制造業(yè)5G專網(wǎng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)包括接入性、保持/穩(wěn)定性、移動性、完整性、業(yè)務(wù)感知、利用率等。 通過5G專網(wǎng)無線接入指標(biāo)，評估專網(wǎng)接入能力。指標(biāo)包括：RRC連接建立成功率、QoSFlow建立成功率、NG接口信令連接建立成功率、UE上下文建立成功率、無線接入成功率、尋呼擁塞率、TCP建立成功率，還包括PDU會話建立成功率、DRB接入性、信噪比、信號質(zhì)量等輔助指標(biāo)。(2)保持/穩(wěn)定性 通過衡量掉線率/重建率等評估5G專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)保持性/穩(wěn)定性。指標(biāo)包括：QoS通過衡量切換成功率衡量網(wǎng)絡(luò)移動性。指標(biāo)包括：gNB站內(nèi)切換成功率、Xn接口站間切換成功率、Xn接口站間切換成功率、同頻切換成功率、異頻切換成功率，還包括切換時長等指標(biāo)。通過衡量時延/流量/丟包評估網(wǎng)絡(luò)完整性。指標(biāo)包括：RLC/MAC及空口下行包平均時延、無線側(cè)下行包時延、無線側(cè)上行包時延、上行PDCP層用戶面流量、下行PDCP層用戶面流量、上行RLC層用戶面流量、下行RLC層用戶面流量、上行PDCP層用戶面丟包率、下行PDCP層用戶面棄包率、下行RLC層用戶面丟包率、上行RLC層用戶面重傳率，還包括空口時延、端到端時延等。(5)業(yè)務(wù)感知業(yè)務(wù)感知層面，針對業(yè)務(wù)不同特性選不同指標(biāo)進(jìn)行評估。業(yè)務(wù)感知與5G專網(wǎng)所承載的業(yè)務(wù)直接相關(guān)，譬如在5G制造業(yè)專網(wǎng)中，業(yè)務(wù)感知指標(biāo)主要包括：時延、RTT時延、卡頓率、上行平均吞吐率、下行平均吞吐率、上行速率、下行速率、視頻初始緩沖時延、畫面碼率、畫面幀率、視頻卡頓時長、丟包率、視頻亂序率、視頻亂序率、視頻發(fā)包間隔抖動率、視頻發(fā)幀間隔抖動率等。通過衡量網(wǎng)元負(fù)荷/會話時長等評估網(wǎng)絡(luò)利用率。指標(biāo)包括：小區(qū)上行有效吞吐率、小區(qū)下行有效吞吐率、頻譜效率、小區(qū)上行PRB平均占用率、小區(qū)下行PRB平均占用率，還包括網(wǎng)元負(fù)荷、PDU會話建立時長、會話容量峰值利用率、PDU會話建立成功數(shù)等。4.3.2性能提升典型方法(1)無線傳輸時延降低技術(shù)近年來，越來越多的應(yīng)用基于5G專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人、無人機(jī)等遠(yuǎn)程控制通過5G專網(wǎng)傳遞機(jī)器視覺監(jiān)測結(jié)果，并基于此執(zhí)行控制性操作。這類場景對5G專網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸時延和時延穩(wěn)定性提出了較高要求，因此需進(jìn)一步尋求降低傳輸時延的技術(shù)方案。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書數(shù)據(jù)傳輸時延由兩部分構(gòu)成，一部分是數(shù)據(jù)在傳輸過程中的固有時延，這部分時延固定，難以縮減；另一部分則是實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度過程中的調(diào)度及等待時延，這部分時延可以通過預(yù)調(diào)度及免調(diào)度等技術(shù)減少。如果終端有上行數(shù)據(jù)傳輸需求，需要先在PUCCH信道上發(fā)送調(diào)度請求，基站向終端上行授權(quán)后，終端根據(jù)基站上行授權(quán)指示的位置發(fā)送上行數(shù)據(jù)。通過使用預(yù)調(diào)度技術(shù)，即一旦基站給終端發(fā)送下行數(shù)據(jù)之后，考慮到終端有相應(yīng)回復(fù)就會有上行數(shù)傳需求，基站在一段時間內(nèi)對終端進(jìn)行主動授權(quán)，不需要等待終端發(fā)送調(diào)度請求，實(shí)現(xiàn)終端資源的預(yù)先分配，從而減少了信令交互時間。采用免調(diào)度技術(shù)，對于終端在固定時間內(nèi)將多次發(fā)送數(shù)據(jù)的場景，基站只給終端發(fā)送1次調(diào)度授權(quán)，后續(xù)時間內(nèi)則不需要再發(fā)送調(diào)度請求，終端在激活上行資源時可采用在RRC資源分配時直接激活或通過下發(fā)DCl指令激活2種方案。由于上行預(yù)調(diào)度技術(shù)和免調(diào)度技術(shù)，是通過預(yù)先分配上行資源實(shí)現(xiàn)的，因此不可避免地會造成上行網(wǎng)絡(luò)資源的空占問題，在上行傳輸帶寬要求極高或上行無線資源較為緊張的場景，需謹(jǐn)慎使用。(2)基站節(jié)能技術(shù)部分5G專網(wǎng)業(yè)務(wù)場景中，需要專門為5G專網(wǎng)客戶提供獨(dú)享的5G基站。這種場景下，5G基站是部署在專網(wǎng)客戶所屬的獨(dú)立地理區(qū)域的，基站的電費(fèi)也需要由客戶分?jǐn)偂?G基站的高能耗問題尤為突出，因此利用5G專網(wǎng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和節(jié)能技術(shù)，適當(dāng)降低5G基站能耗，能夠?yàn)閷＞W(wǎng)客戶帶來直接的經(jīng)濟(jì)價值。具體的節(jié)能技術(shù)包括符號關(guān)斷、通道關(guān)斷、載波關(guān)斷、深度休眠等。在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)荷較低、用戶數(shù)較少的情況下，對部分不需使用的基站資源進(jìn)行關(guān)斷，從而達(dá)到降低能耗的目的。●在基站設(shè)備中，射頻單元的功率放大器能耗最大，在沒有信號輸出時，功放也會產(chǎn)生靜態(tài)能耗，符號關(guān)斷是在小區(qū)部分符號或子幀沒有數(shù)據(jù)承載時，動態(tài)關(guān)閉對應(yīng)符號或子幀周期內(nèi)的功放。●通道關(guān)斷是指在小區(qū)業(yè)務(wù)量較低的時段，基站關(guān)閉射頻單元的部分通道，即降低基站收發(fā)通道數(shù)?！褫d波關(guān)斷是指通過識別和定義基礎(chǔ)覆蓋用載波和容量增強(qiáng)用載波，在業(yè)務(wù)量較低的時段關(guān)閉容量增強(qiáng)用載波，以降低能耗。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書●深度休眠是指在無業(yè)務(wù)時段，或有覆蓋用載波支撐的情況下，將射頻單元深度休眠，從而最大程度降低能耗。相比于公網(wǎng)業(yè)務(wù)，部分專網(wǎng)業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)量潮汐特征更為突出，在部署初期業(yè)務(wù)量較低，都可以更充分地利用節(jié)能技術(shù)降低5G基站的能耗。現(xiàn)網(wǎng)中使用符號關(guān)斷一般可獲得5%~10%的節(jié)能增益，使用通道關(guān)斷技術(shù)可獲得10%~15%的節(jié)能增益，使用載波關(guān)斷或深度休眠技術(shù)可獲得40%~60%的節(jié)能增益。(3)質(zhì)差對象聚焦法基于制造業(yè)的特點(diǎn)：連續(xù)生產(chǎn)，長時間連續(xù)不斷地生產(chǎn)一種或幾種產(chǎn)品；生產(chǎn)設(shè)備種類繁雜，多類型不同設(shè)備組成生產(chǎn)線共同完成一種或幾種產(chǎn)品的制造，制造業(yè)5G專網(wǎng)可以采用質(zhì)差對象聚焦法，即聚焦重點(diǎn)質(zhì)差時段、重點(diǎn)質(zhì)差設(shè)備進(jìn)行問題分析、問題排查及性能提升，具體方法流程圖如圖4-1所示。關(guān)鍵指標(biāo)分析關(guān)鍵指標(biāo)分析(不同時段的對比)進(jìn)一步對比差錯碼(質(zhì)差時段與非質(zhì)差時段)專網(wǎng)行業(yè)原因無線專業(yè)原因數(shù)通專業(yè)原因核心網(wǎng)專業(yè)原因終端專業(yè)原因進(jìn)一步對比差錯碼(質(zhì)差對象與非質(zhì)差對象)(不同設(shè)備的對比)無需優(yōu)化無需優(yōu)化圖4-1質(zhì)差對象聚焦法流程面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書a.對關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行趨勢分析，對比不同時段的質(zhì)量差異；b.如果有明顯的質(zhì)差時段，則進(jìn)一步將質(zhì)差時段差錯碼的分布與非質(zhì)差時段差錯碼的分布進(jìn)行對比，針對顯著增多的差錯碼，進(jìn)行原因分析，跳轉(zhuǎn)至步驟e;c.對關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行不同設(shè)備間的對比分析，查看不同設(shè)備的質(zhì)量差異；d.如果有明顯的質(zhì)差設(shè)備，則進(jìn)一步將質(zhì)差設(shè)備差錯碼的分布與非質(zhì)差設(shè)備差錯碼的分布進(jìn)行對比，針對顯著增多的差錯碼，進(jìn)行原因分析；e.如果差錯碼指示的原因指向行業(yè)，則由行業(yè)用戶進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化；f.如果差錯碼指示的原因5G網(wǎng)絡(luò)，則視指示原因?qū)?yīng)的具體專業(yè)，由無線/數(shù)通/核心網(wǎng)/終端專業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的專項(xiàng)優(yōu)化。某冶金集團(tuán)銅精礦料智能化系統(tǒng)通過對天車5G無線傳輸?shù)淖詣踊脑?，?shí)現(xiàn)了其作業(yè)區(qū)的橋式起重機(jī)自動化、無人化、智能化的最終目標(biāo)，銅精礦配料倉全無人化的物料入庫、混料、上料、散料的高效智能作業(yè)，達(dá)到既可通過智能控制軟件和智能識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動智能化作業(yè)，也可通過操作人員在遠(yuǎn)控操作中心操作臺上的任務(wù)終端工控機(jī)選擇指令，通過操作臺手柄按鈕等對橋式起重機(jī)進(jìn)行操作及現(xiàn)場人員手動操作。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書(1)某冶金集團(tuán)5G專網(wǎng)-視頻卡頓問題【故障現(xiàn)象】銅廠天車調(diào)試過程中，中控室視頻顯示設(shè)備呈現(xiàn)的天車視頻攝像頭頻繁出現(xiàn)卡【故障分析及解決】引入質(zhì)差對象聚焦分析方法后，以5G傳送的不同長度IP包作為分析對象，對比不同對象的質(zhì)量差異，迅速鎖定了超短包占比過高、分片率嚴(yán)重的問題。蓄頁城市…透選擇-上行數(shù)據(jù)包長度1025-1518占比%)2021-05-2214:207460[298]金昌205485%2021-05-2214:257541[298]金昌2454圖4-2IP包長度占比統(tǒng)計(jì)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，直接定位了是IP攝像頭包長設(shè)置問題，予以校正后，視頻卡頓現(xiàn)象消失，視頻清晰流暢，滿足生產(chǎn)使用需求。PTN專線UPFCE1/2gNB三層交換機(jī)天車車間大梁左槍機(jī)大梁右槍前視槍機(jī)球機(jī)AMF區(qū)圖4-3天車專網(wǎng)拓?fù)洳闈櫜闈櫭嫦蛑圃鞓I(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書(2)某制造廠5G專網(wǎng)-天車運(yùn)行中斷后無法恢復(fù)【故障現(xiàn)象】銅廠天車正常過程中，突然中斷，中斷后重啟CPE設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)連接指示一直顯【故障分析及解決】引入質(zhì)差對象聚焦分析方法后，以終端設(shè)備作為分析對象，迅速鎖定了2#天車CPE的質(zhì)差現(xiàn)象，再對比其與非質(zhì)差設(shè)備的差錯碼分布，無線專業(yè)差錯碼、數(shù)通專N/N2N/N2市一圓法格-·格式分鐘*小對時間2071-07.2121母2021-07.21.22號碼14408996000452021-07-212147:462021-07-2121:47492021-07-2121:49:562021-07-2121:-50:00291甘貴29]甘費(fèi)291甘票29]甘2]免數(shù)2失數(shù)四失數(shù)團(tuán)92xbxagsamfmbhw10.124.212.xbuaguamfmooibhw2021-07-212150591970205100039378Handoveoutxbxagsarmfmooibhw2021-07-2121:5102[29]甘置2021-07.21215121圖朱教2021-07.212151:21(1)成功10城市貴…格式天◎小時分種時間2021-07.21用2021-07-22用號碼請開的時習(xí)L2IP通建立技態(tài)LIP多資建立位L2TP建立時[mg]L2IFH磨度廠圖P片第度2021-07.212149:116000000000011[298]金器2]失數(shù)[1]SCCRQ0017217.0.31172.168.1028100.2021-07-2121:49:362021-07-2122101160000000000286000000000011[298]金品[2931金昌[應(yīng)功21失向KCN0001172.168102172.168102882021-07-2122:15:366000000000028[298]金品川或功鬧KCCN02200172.1681028100.圖4-4差錯分布統(tǒng)計(jì)(3)某制造廠5G專網(wǎng)-TCP承載建立指標(biāo)過低 【故障現(xiàn)象】到10%。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書引入質(zhì)差對象聚焦方法后，分析故障時間點(diǎn)的通信行為，定位出三類故障：●故障1:終端A(IP1)與終端B(IP2)通信模塊出現(xiàn)故障。解決1:對終端A和B的通信模塊診斷修復(fù)?！窆收?:現(xiàn)網(wǎng)配置了未開通設(shè)備的通信請求，造成TCP建立成功率下降。解決2:將未開通設(shè)備的配置刪除，避免了對網(wǎng)絡(luò)帶來的額外開銷?！窆收?:現(xiàn)網(wǎng)配置了不存在設(shè)備的通信請求，造成TCP建立成功率下降。解決3:將該誤配信息刪除，避免了對網(wǎng)絡(luò)帶來的額外開銷。4.4制造業(yè)5G專網(wǎng)可靠性保障5G專網(wǎng)用戶具有多種數(shù)據(jù)隔離的需求，某些5G專網(wǎng)客戶希望降低5G專網(wǎng)成本，多個客戶可以共享5G專網(wǎng)的無線資源，但仍需要保障不同客戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量或無線傳輸通道相對隔離。此外，還有一部分5G專網(wǎng)客戶希望自身不同業(yè)務(wù)之面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書間能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸隔離，并且部分業(yè)務(wù)需要有較高的可靠性保障。根據(jù)無線資源共享程度和方式的不同，有多種數(shù)據(jù)隔離和可靠性保障方案：(1)基于QoS的保障方案在資源有限的情況下，通過為不同客戶或不同業(yè)務(wù)配置不同的業(yè)務(wù)調(diào)度權(quán)重、接納門限、隊(duì)列管理門限等，以“按需定制”的方式提供差異化服務(wù)保障，例如，高優(yōu)先級的業(yè)務(wù)能夠被基站優(yōu)先調(diào)度，從而優(yōu)先搶占無線資源，獲得更可靠的速率保障，并且享受更低的調(diào)度時延。(2)基于RB資源預(yù)留的保障方案有靜態(tài)預(yù)留和動態(tài)共享及混合共享等多種模式，一種典型的方案是將一個小區(qū)的無線資源劃分為3份，一份供一般用戶或業(yè)務(wù)共享使用，一份供RB預(yù)留用戶或業(yè)務(wù)專享使用，一份由RB預(yù)留業(yè)務(wù)和一般業(yè)務(wù)共享使用。其中RB預(yù)留用戶專享使用的資源，又可以按需分為多個切片、每個切片使用固定且獨(dú)立的RB資源塊組，允許多個切片共用同一個小區(qū)的RB資源，從而使得使用預(yù)留RB資源的用戶或業(yè)務(wù)之間面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書的數(shù)據(jù)邏輯傳輸通道隔離，且能夠享受可靠的傳輸資源保障，同時，RB預(yù)留業(yè)務(wù)與一般業(yè)務(wù)也能通過共享方式提高資源利用率。(3)基于頻率預(yù)留的保障方案基于頻率預(yù)留的保障方案通過將頻率資源切分為不同載波的方式，不同用戶或業(yè)務(wù)使用獨(dú)立的載波和小區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)最大化的邏輯資源隔離和傳輸保障。該類方案已逐步應(yīng)用于各類5G專網(wǎng)業(yè)務(wù)中。在應(yīng)用過程中，采用基于QoS的保障方案，需注意當(dāng)無線資源利用率十分空閑和十分緊張時，都難以體現(xiàn)保障效果；采用基于RB資源預(yù)留的保障方案，需要控制好業(yè)務(wù)獨(dú)享的RB資源在總無線資源中的占比，占比過高將直接降低整個小區(qū)的系統(tǒng)容量，占比過低也將難以形成足夠的傳輸保障效果；采用基于頻率預(yù)留的保障方案，需要通過多種技術(shù)結(jié)合保障指定終端接入指定頻率的載波，以避免數(shù)據(jù)隔離失效。4.4.2核心網(wǎng)側(cè)可靠性保障固定有線傳輸方案天然具有較高的可靠性和成熟的數(shù)據(jù)隔離、傳輸性能保障方案。行業(yè)客戶對5G專網(wǎng)也提出了可靠性保障需求。面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書網(wǎng)絡(luò)可靠性對制造業(yè)專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、高效運(yùn)營至關(guān)重要。核心網(wǎng)可靠性保障涉及多個層面，包括硬件層、虛擬層、應(yīng)用層等。需要從流程機(jī)制、資源評估、網(wǎng)元倒換、業(yè)務(wù)監(jiān)控等多角度著手，構(gòu)建倒換業(yè)務(wù)端到端保障體系，切實(shí)保障網(wǎng)絡(luò)可靠性。5G專網(wǎng)可靠性保障包括多種方式：(1)預(yù)警體系保障結(jié)合制造業(yè)專網(wǎng)特性，充分考慮專網(wǎng)各網(wǎng)元關(guān)鍵KPI,建立預(yù)警評估指標(biāo)體系，利用預(yù)警評價指標(biāo)開展風(fēng)險(xiǎn)識別、診斷、預(yù)控。預(yù)警評價指標(biāo)作為風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，需要能敏感地反映故障隱患狀態(tài)及存在的問題，通過配置時間分段的恒定閾值、動態(tài)閾值以及容量指標(biāo)預(yù)測等方法對重點(diǎn)KPI指標(biāo)的異常檢測和預(yù)測。對于多業(yè)務(wù)指標(biāo)型網(wǎng)元，采用木桶原理找到業(yè)務(wù)指標(biāo)，推算出最低的指標(biāo)為其現(xiàn)場部署網(wǎng)元容量的評估指標(biāo)。(2)容災(zāi)節(jié)點(diǎn)部署一般可采用冷備機(jī)制，非接管期間容災(zāi)節(jié)點(diǎn)不承載業(yè)務(wù)，所有容災(zāi)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)元保持加電運(yùn)行，僅做周期性業(yè)務(wù)撥測；優(yōu)先采用現(xiàn)網(wǎng)成熟的技術(shù)，保障關(guān)鍵時刻能順利接管故障網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)；容災(zāi)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)優(yōu)選并盡量提前配置、自動生效，容災(zāi)節(jié)點(diǎn)與外部互聯(lián)的數(shù)據(jù)可人工干預(yù)，按需配置/加載。(3)業(yè)務(wù)倒換當(dāng)發(fā)生容災(zāi)切換時，需要專網(wǎng)網(wǎng)元、資源池和硬件設(shè)備一起協(xié)調(diào)工作才能保證業(yè)務(wù)成功切換。一次容災(zāi)切換涉業(yè)務(wù)網(wǎng)元流程配合。另外DC資源池硬件設(shè)備、虛擬層、承載設(shè)備作為基礎(chǔ)設(shè)施需要健康穩(wěn)定運(yùn)行，所有配合網(wǎng)元穩(wěn)定健康運(yùn)行是容災(zāi)切換必(4)無感知業(yè)務(wù)升級面向業(yè)務(wù)升級場景，為了最大程度保障專網(wǎng)用戶業(yè)務(wù)感知，可采用灰度升級/快速回滾等功能，支持網(wǎng)絡(luò)新老版本同時在線運(yùn)行，現(xiàn)網(wǎng)用戶可分批次平滑無損遷移至新版本，全程業(yè)務(wù)不中斷，用戶無感知，從而實(shí)現(xiàn)微服務(wù)動態(tài)加載快速試錯，助力業(yè)務(wù)創(chuàng)新。隨著5G專網(wǎng)的不斷發(fā)展，行業(yè)客戶對5G專網(wǎng)的可靠性要求也越來越高。與網(wǎng)絡(luò)自動駕駛分級的思路類似，對專網(wǎng)可靠性的評價和保障也應(yīng)該根據(jù)行業(yè)差異化的需求，考慮適當(dāng)?shù)目煽啃苑旨?，從而為更廣闊、更多樣化的行業(yè)應(yīng)用提供參考?！馤1級：通過自愈、重生和遷移機(jī)制，故障發(fā)生時本地快速恢復(fù)，適用于對業(yè)務(wù)中斷要求不高的場景?！馤2級：采用1+1硬件冗余，無硬件單點(diǎn)故障，服務(wù)器、交換機(jī)、防火墻雙網(wǎng)雙平面，雙物理端口備份，適用于大部分行業(yè)專網(wǎng)?！馤3級：1+1熱備，會話級同步，故障時業(yè)務(wù)不中斷，適用于對核心網(wǎng)有高可靠需求的行業(yè)應(yīng)用場景。通過引入雙頻組網(wǎng)和端到端幀復(fù)制與消除技術(shù)，在兩個5G網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流的雙發(fā)選收，有效降低端到端時延、抑制報(bào)文抖動并提升端到端可靠面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書性，適用于對端到端5G系統(tǒng)有超高可靠需求的行業(yè)應(yīng)用場景。4.5制造業(yè)5G專網(wǎng)安全保障安全性是制造業(yè)引入5G的前提，專網(wǎng)的安全保障可根據(jù)行業(yè)用戶的安全需求，將終端、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等多層次安全保障技術(shù)進(jìn)行整合。對于制造業(yè)專網(wǎng)，可借鑒大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，讓行業(yè)獲得來自運(yùn)營商的電信級安全保障服務(wù)。比如，通過虛擬局域網(wǎng)(VLAN)實(shí)現(xiàn)多個邏輯隔離的專屬通道，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)用戶和公共用戶的業(yè)務(wù)隔離，互不影響，保障用戶業(yè)務(wù)安全；對于安全性要求更高的保密業(yè)務(wù)，可以采用FlexE技術(shù)實(shí)現(xiàn)承載不同業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)切片之間的物理隔離。安全性保障需要從終端、網(wǎng)絡(luò)、接入、數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾矫姹Ｕ蠈＞W(wǎng)運(yùn)營安全。終端安全：終端安全防御可基于數(shù)字證書信任體系，針對終端設(shè)備安全機(jī)制缺失、數(shù)字認(rèn)證技術(shù)瓶頸、設(shè)備種類繁多身份不統(tǒng)一、終端設(shè)備資源受限等現(xiàn)狀，重點(diǎn)解決物聯(lián)網(wǎng)的大連接、低帶寬，低時延、跨域離線、高效率的終端安全接入需求。通過安全芯片、設(shè)備“一機(jī)一密”機(jī)制、終端平臺雙向身份認(rèn)證等策略，提升面向制造業(yè)的5G專網(wǎng)運(yùn)營白皮書5G行業(yè)終端安全防護(hù)能力。網(wǎng)絡(luò)安全：為了應(yīng)對專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的安全威脅和挑戰(zhàn)，可基于縱深防御、零信任、自適應(yīng)三大安全設(shè)計(jì)原則，采用基礎(chǔ)安全的可定義、可增強(qiáng)的切片安全技術(shù)，包括GBA認(rèn)證、切片安全隔離、切片認(rèn)證等。同時，通過動態(tài)防火墻、內(nèi)網(wǎng)白環(huán)境管控以及網(wǎng)絡(luò)異常監(jiān)測，異常行為處置，資產(chǎn)安全，安全態(tài)勢呈現(xiàn)等技術(shù)手段保障網(wǎng)絡(luò)安全。邊緣接入安全：邊緣接入，需具備電信級的安全保障能力和按需集成的安全加固能力，主要包括針對布局類