電網(wǎng)企業(yè)5G共建共享方案研究案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u25813電網(wǎng)企業(yè)5G共建共享方案研究案例概述 1278461.15G共建共享技術(shù)簡介 1117991.2.1網(wǎng)絡(luò)共享特性簡介 2276881.2.2電聯(lián)基站共享方案 2173101.2.3電信、聯(lián)通5G共建共享方案 33021.2電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享可行性 4209471.1.1電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享的背景 411091.1.2電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享對雙方的意義 4323031.3電網(wǎng)企業(yè)與5G的發(fā)展融合 583041.1.15G電力虛擬專網(wǎng)提供可靠的無線接入 5323681.1.25G基站與變電站共建共享初步成果 6311291.1.3無人機巡檢實時傳輸 6241441.1.4智能運維提高電網(wǎng)運營效率 6113961.4基于共建共享的電力5G組網(wǎng)和多業(yè)務(wù)承載方案 641141.4.1將電力物聯(lián)網(wǎng)與運營商物聯(lián)網(wǎng)平臺連接 6290171.4.2將電力物聯(lián)網(wǎng)與運營商核心網(wǎng)絡(luò)連接 716371.4.3將5G電氣核心網(wǎng)與運營商基站連接 71.15G共建共享技術(shù)簡介現(xiàn)在不同運營商在5G建設(shè)過程中遇到了諸多挑戰(zhàn)：一是選址難，二是建設(shè)成本較高，多采用新技術(shù)。由于這些因素的限制，運營商很難將自己的核心網(wǎng)部署到一個合適的位置。然而通過協(xié)同構(gòu)建與共享技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中，能夠減少需要地址的次數(shù)，減少建設(shè)成本。此外，以往2G、3G與4G的較量都以網(wǎng)絡(luò)為依托，而到了5G時代，業(yè)務(wù)創(chuàng)新成了爭奪的重點。于是，共建共享技術(shù)應(yīng)運而生，成為5G建設(shè)的重要組成部分，成為解決上述問題的一個至關(guān)重要的途徑。已有共建共享方案主要有2種取向，一是共用鐵塔，站址和電源設(shè)備、機房設(shè)施以及其他通信網(wǎng)絡(luò)所需的基礎(chǔ)設(shè)施；另一類為共享核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、基站和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。前者屬于建設(shè)成本較低的方式，后者則更多地考慮了資源共享的經(jīng)濟性。當前，主要通過上述兩大方向的共建共享，解決相互獨立建網(wǎng)導致成本高，土地資源多的問題。本文重點探討電網(wǎng)企業(yè)共同參與5G共建共享途徑，電網(wǎng)企業(yè)和5G實現(xiàn)了共建共享，共同發(fā)展，堪稱今后一大潮流，兩者互惠互利，多方面配合，為中國5G技術(shù)錦上添花。1.2.1網(wǎng)絡(luò)共享特性簡介MORAN與MOCN這兩個RAN共享概念是3GPP中界定的。列于表3-1。1.2.2電聯(lián)基站共享方案（1）NSA共享場景如表3-2所示。a、4G單錨點錨單網(wǎng)4G錨點站采用共載頻共享載波MOCN，5G載波采用共載頻/分載頻共享；b、4G單錨點錨雙網(wǎng)4G錨點站使用分載頻分享載波（MORAN）或者分載頻專門分享,5G載波使用共載頻/分載頻分享；c、NSA雙錨點組網(wǎng)獨立4G錨點站互不共用，電聯(lián)各4G錨點單獨施工，5G載波為共載頻-分載頻共用。（2）SA_NSA共存(含SA）共享模式分析如表3-3所示：1.2.3電信、聯(lián)通5G共建共享方案（1）三家運營商設(shè)備和數(shù)據(jù)互通若3家運營商分別進行施工，則5G的施工速度將減緩，投資還將顯著上升。當前國際上希望大范圍、高速度、高質(zhì)量地推動5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，把握好這一信息換代，就等于把握好了一次發(fā)展契機，但是，3家運營商分別以高投入、低速度進行建設(shè)，與當前國際局勢不符，亦不合民意。因此，建設(shè)之初，三大運營商的設(shè)備與數(shù)據(jù)互通成為趨勢。（2）5G建設(shè)NSA向SA演進圖3-15G基站建設(shè)模式中國電信與中國聯(lián)通的合作對象是SA共享，架構(gòu)演進見圖3-1。為適應(yīng)快速敷設(shè)5G工藝要求，5G建設(shè)之初3家都是SA組網(wǎng)。但SA組網(wǎng)無法達到低延時，高帶寬的目的、廣連接等特征，所以當5G的覆蓋率達到一定水平后，將逐漸采用NSA/SA雙模組網(wǎng)形式取代現(xiàn)有SA組網(wǎng)形式，在NSA組網(wǎng)形式覆蓋率到達一定程度并且5G技術(shù)實現(xiàn)一定程度的盈利之后，SA組網(wǎng)的形式會逐漸被取消，最后達到全NSA組網(wǎng)的目的。1.2電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享可行性1.1.1電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享的背景據(jù)當前全國三大運營商招標數(shù)據(jù)顯示，5G基站建設(shè)成本主要集中于土地面積與設(shè)備購買，并且基站的選址一般與人口密度成正相關(guān)，無論是沿海城市還是發(fā)達城市，都因人口基數(shù)過大，人均需求量較大，所以，運營商所建基站將更加密集。而且在這幾個城市，電網(wǎng)企業(yè)在基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)上還將投入更多，使設(shè)備密度能夠承擔需求側(cè)的負荷負擔。另外，如果用戶對信號質(zhì)量要求較高或者是對于供電可靠性要求比較低的話，則需要考慮使用更加先進的設(shè)備來實現(xiàn)更好的效果。所以電網(wǎng)企業(yè)可在桿塔等設(shè)備選址及設(shè)備采購方面提供必要的資料，給移動運營商帶來了一些選址參考及經(jīng)濟利益。并且5G設(shè)備的建設(shè)可以反哺電網(wǎng)企業(yè)，有助于輸配電網(wǎng)運行輸送所需資料。此外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，人們也開始關(guān)注到無線網(wǎng)絡(luò)對于電力系統(tǒng)的重要影響。所以5G的使用也同樣能夠滲透到電網(wǎng)企業(yè)中的每一個環(huán)節(jié)，信號傳輸延時表示故障發(fā)生率高，對于以穩(wěn)定為重的電網(wǎng)企業(yè)而言，這是可以從中得到的好處。與此同時，跨行業(yè)合作也能為兩大產(chǎn)業(yè)提供新動力、新機遇，第一，移動通訊運營商將基站建在電網(wǎng)設(shè)備周圍，能得到較低價格的穩(wěn)定電力，可大幅度降低后期運行成本。第二，電網(wǎng)企業(yè)能夠得到更加廉價和高質(zhì)量的移動通訊網(wǎng)絡(luò)，各裝置之間事后也許能點對點地交換信息，極大地提升了電網(wǎng)運行效率。1.1.2電網(wǎng)企業(yè)參與5G共建共享對雙方的意義5G階段開發(fā)已開始，5G通信要求速度快，規(guī)模大，要處理許多問題。未來在使用5G基站場所需求量大，而5G基站建設(shè)要求經(jīng)濟和時間都非常繁重。并且當前電網(wǎng)公司擁有5G通信設(shè)備負載所需電力桿塔資源，借助于電網(wǎng)企業(yè)可利用的海量桿塔資源，電網(wǎng)企業(yè)可以領(lǐng)先于其它參與5G共建共享的企業(yè)。這不僅有利于促進整個電力行業(yè)的快速發(fā)展，而且對于我國整體社會進步都具有重要意義。作為回報，5G公司的成長還將給電網(wǎng)企業(yè)帶來諸多支持。通信行業(yè)與電力行業(yè)實現(xiàn)跨行業(yè)基礎(chǔ)資源的共建共享，成為共建共享新模式的樣板。第一，它能夠給通信行業(yè)的發(fā)展帶來諸多的方便，例如，加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工期、減少各基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費用、極大地降低投資風險，充分滿足對既有5G施工的需要。并且能夠為電網(wǎng)企業(yè)提供諸多益處，可借助5G帶寬高、低延遲和若干相關(guān)通信新技術(shù)，實現(xiàn)電力電網(wǎng)功能擴展，為電網(wǎng)企業(yè)今后的發(fā)展提供了更加廣闊的發(fā)展方向；第二，其可以極大地改善人們生活質(zhì)量和水平，提高人民群眾對用電安全的關(guān)注。對于社會而言，“一網(wǎng)多用，一塔多能，互通互聯(lián)”能夠降低新增基站對公共土地資源的要求，減少新建基站用地費用，同時回應(yīng)國家協(xié)調(diào)發(fā)展思想，實踐了我國農(nóng)用耕地保護政策。在今后很長一段時間內(nèi)，電力、電信、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?qū)^續(xù)進行著更加深入地合作。后續(xù)電力行業(yè)與通信行業(yè)之間將進一步研究更加簡單、更加完善的合作細節(jié)，一起做到各取所需、取長補短，實現(xiàn)合作共贏取得新進展。對于電網(wǎng)企業(yè)而言,5G的誕生，將給智能電網(wǎng)帶來跨越，然后電網(wǎng)企業(yè)加入5G共建共享，還將為電網(wǎng)企業(yè)本身帶來巨大的技術(shù)支持。未來5G通信廣泛、有效、實時、安全和其他屬性均為電網(wǎng)企業(yè)在今后發(fā)展過程中所提出的重要要求。構(gòu)建5G網(wǎng)絡(luò)，將使電網(wǎng)公司的生態(tài)重新塑造。通過建立一個完善的信息平臺，能夠為電力企業(yè)提供更好的服務(wù)和支持。把5G通信新技術(shù)運用到電網(wǎng)企業(yè)，將有助于電網(wǎng)企業(yè)更方便，更安全地開展工作，還為電網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)提供了更多可能?？傮w來看，電網(wǎng)企業(yè)和5G兩者互為補充、合則兩利，是今后電網(wǎng)及5G的主要趨勢。1.3電網(wǎng)企業(yè)與5G的發(fā)展融合5G廣泛用于電力領(lǐng)域，涉及電網(wǎng)的生產(chǎn)，輸電、變配電及使用所有工序，配網(wǎng)差動保護，視頻監(jiān)控，配網(wǎng)PMU，先進計量，實現(xiàn)了三遙配電網(wǎng)的自動化，應(yīng)急通信和智能化的場景。將5G技術(shù)運用于上述情景，極大地加強了網(wǎng)絡(luò)通訊能力。1.1.15G電力虛擬專網(wǎng)提供可靠的無線接入電網(wǎng)企業(yè)與運營商在聯(lián)合建設(shè)虛擬5G電力專用網(wǎng)，能對各類網(wǎng)絡(luò)相關(guān)業(yè)務(wù)進行可靠無線通信接入。在“開放容量、專用于公共網(wǎng)絡(luò)、分散子域”的概念下，通過電信運營商掌握的5G統(tǒng)一容量開放平臺，面向電網(wǎng)，開放滿足自身要求的5G虛擬專用電網(wǎng)管理與服務(wù)能力，并由操作SLA迅速修復故障。1.1.25G基站與變電站共建共享初步成果通過5G基站與變電站共享，獲得良好的初步效果。主要功能是為鐵塔公司及運營商重復建設(shè)節(jié)約花銷及時間，5G還對特高壓智慧工地有絕佳效果，給職工安全作業(yè)帶來良好途徑，還能夠較好的完成作業(yè)管控。1.1.3無人機巡檢實時傳輸近幾年，國家電網(wǎng)已經(jīng)開始了無人機監(jiān)測業(yè)務(wù)的大范圍普及，通過對路徑的規(guī)劃，無人機能夠?qū)崿F(xiàn)全程巡航的自動飛行，同時減少作業(yè)時間，確保數(shù)據(jù)的傳輸安全性。1.1.4智能運維提高電網(wǎng)運營效率5G正在改善電網(wǎng)自動化的效率、在智能運維的實現(xiàn)中起到了至關(guān)重要的作用。高精度負控系統(tǒng)承載著多種終端整合時接入控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本及建設(shè)難點，分散部署的負控終端中將5G應(yīng)用于電力通信終端，當點被測物體完成5G時延指標測試時，且無線專網(wǎng)測試高于指標時，可以認為，它是有條件實施的。1.4基于共建共享的電力5G組網(wǎng)和多業(yè)務(wù)承載方案物聯(lián)網(wǎng)是指通過感知技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接的智能設(shè)備，這些設(shè)備可被用來收集數(shù)據(jù)并處理信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能電網(wǎng)，可提高供電可靠性，降低運行維護成本。1.4.1將電力物聯(lián)網(wǎng)與運營商物聯(lián)網(wǎng)平臺連接由于電力生產(chǎn)控制區(qū)域的用戶數(shù)量多，并且其分布廣泛且不穩(wěn)定，所以需要一個能夠?qū)﹄娏ιa(chǎn)控制區(qū)域內(nèi)的用戶進行有效地安全監(jiān)控和保護的解決方案?；谒鲭娏ιa(chǎn)控制區(qū)域，所述管理信息區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，運營商側(cè)VPN可分為2類，以及基于物理隔離，使其與功率不相同的安全區(qū)域相連。其中一個小區(qū)域是運營商專用網(wǎng)段，另一部分則屬于電力專網(wǎng)，即所謂的“邊緣區(qū)”。電力專網(wǎng)主要負責承載企業(yè)內(nèi)部通信和對外提供公共服務(wù)等業(yè)務(wù)。按照業(yè)務(wù)通的要求，每一個大的區(qū)域再劃分為若干業(yè)務(wù)部分。電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是由電力部門統(tǒng)一采集處理后形成的，因此其數(shù)據(jù)量非常龐大，且存在大量冗余性。電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需通過運營商核心網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳輸與存儲，靠公共網(wǎng)絡(luò)5G安全措施保證電力業(yè)務(wù)的隔離，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，且無法充分保證數(shù)據(jù)的安全性與服務(wù)的可靠性。因此，電力網(wǎng)絡(luò)必須滿足高安全等級、低延遲及可擴展等要求。在實踐中，有充分網(wǎng)絡(luò)管理權(quán)限，電網(wǎng)側(cè)僅建設(shè)網(wǎng)絡(luò)切片定制與管理系統(tǒng)，也就是可以利用5G網(wǎng)絡(luò)，靈活設(shè)置各類自己切片。就數(shù)據(jù)流管理而言，首先，將物聯(lián)網(wǎng)電力導入中間的數(shù)據(jù)庫，再輸入實時數(shù)據(jù)表及觸發(fā)器操作數(shù)據(jù)表，所述中間表數(shù)據(jù)庫包括中間數(shù)據(jù)引發(fā)的信息，最后，將中間表數(shù)據(jù)通過發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)運營商進行通訊的流程進行讀取。在輸送過程中，每條數(shù)據(jù)具有標記位，用于標記該數(shù)據(jù)的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)源。筆者認為，電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)運營商平臺向電力平臺發(fā)送前，其間可能含有大量的冗余數(shù)據(jù)，這樣就極有可能造成運營商一側(cè)專用線路網(wǎng)絡(luò)擁塞。為了減少對電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的處理時間，提出了一種基于業(yè)務(wù)流的調(diào)度算法來解決這個問題。所以從業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流中間加入一個數(shù)據(jù)篩選反饋機制是非常重要的。在從電源到操作站的數(shù)據(jù)流中間增加一個前向反饋設(shè)備，用來對接收到的數(shù)據(jù)包進行處理后返回給用戶終端。電源至操作員數(shù)據(jù)流之間加入反向反饋裝置，負責對反饋信息進行實時更新，篩選至操作員平臺上。將前向反饋設(shè)備加入操作員至電源數(shù)據(jù)流，為了要求過濾許可，以及將所述過濾結(jié)果反饋至電源側(cè)。1.4.2將電力物聯(lián)網(wǎng)與運營商核心網(wǎng)絡(luò)連接位于運營商城市外圍云側(cè)，能夠?qū)Σ糠蛛娏I(yè)務(wù)用戶進行早期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移。在企業(yè)內(nèi)部，通過部署在城域網(wǎng)和核心網(wǎng)之間的專用路由器，將接入到園區(qū)級專網(wǎng)中的所有用戶數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和調(diào)度。通過防火墻，用戶的數(shù)據(jù)直接訪問物聯(lián)網(wǎng)平臺。在核心網(wǎng)上部署一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備，將所有接入的用戶數(shù)據(jù)信號匯集到網(wǎng)關(guān)中進行統(tǒng)一處理和管理。相對于組網(wǎng)方案一，縮短了通信路徑，時延進一步減小。同時，也減少了接入成本和運維管理成本。數(shù)據(jù)只在運營商核心網(wǎng)絡(luò)中流動，運營商沒有進行數(shù)據(jù)分析，由此，電力數(shù)據(jù)安全性得到進一步提升。同時由于電力是典型的大流量應(yīng)用場景，因此，電力數(shù)據(jù)接入也具有一定特殊性。電不用建通信基站，主要是出租網(wǎng)絡(luò)切片資源。當用戶接入到一個核心網(wǎng)時，首先會訪問該核心網(wǎng)中的電力終端，然后再訪問另一核心網(wǎng)中的用戶終端。電力網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)實際需求進行擴展或者拆除，并將其與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)隔離開來，以確保用戶的安全。電網(wǎng)可借助物聯(lián)網(wǎng)平臺對切片進行管理與監(jiān)測，及安排并建立子切片等。1.4.3將5G電氣核心網(wǎng)與運營商基站連接這一解決方案已經(jīng)得到了充分的發(fā)展，并且已經(jīng)分享給運營商。電網(wǎng)企業(yè)還可租賃運營商基站，組建自身核心網(wǎng)絡(luò)。同時根據(jù)變電站等自身屬性建立邊緣云，并降低業(yè)務(wù)主站處理能力。通過對用戶面數(shù)據(jù)的提前分發(fā)與處理，降低了數(shù)據(jù)傳輸路徑上眾多網(wǎng)元之間的數(shù)據(jù)傳輸距離，縮短了數(shù)據(jù)處理時間，使網(wǎng)絡(luò)時延進一步減小，確保功率控制業(yè)務(wù)超低延遲需求。自建核心網(wǎng)絡(luò)，可通過自建網(wǎng)絡(luò)開通開戶、電源端子認證等業(yè)務(wù)，并能實現(xiàn)自建MEC平臺中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)閉環(huán)。服務(wù)片通過空中接口資源共享給運營商，并可完全靠自己的網(wǎng)絡(luò)來承載與傳