智能電網(wǎng)邂逅5G網(wǎng)絡(luò)切片，相見(jiàn)恨晚

張強(qiáng)

智能電網(wǎng)自 2001 年提出以來(lái),得到業(yè)界廣泛認(rèn)同,各國(guó)政府、電力企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)結(jié)合各自經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平、能源特點(diǎn)和電力工業(yè)發(fā)展階段,進(jìn)行了深入研究和實(shí)踐探索。

智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景

智能電網(wǎng)覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電5個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)需要部署幾十種智能電網(wǎng)通信業(yè)務(wù),而且各業(yè)務(wù)的SLA需求,例如時(shí)延、帶寬、安全隔離等差異較大。根據(jù)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的作用及安全隔離的要求,電網(wǎng)業(yè)務(wù)又分為生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)兩大類業(yè)務(wù)。其中在生產(chǎn)控制大區(qū)中,分為安全I(xiàn)區(qū)和安全I(xiàn)I區(qū),安全I(xiàn)區(qū)業(yè)務(wù)直接實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,安全I(xiàn)I區(qū)業(yè)務(wù)只檢測(cè),無(wú)控制;在管理信息大區(qū)中,分為管理III區(qū)和管理IV/V區(qū),主要對(duì)電力生產(chǎn)、電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行管理,如視頻監(jiān)控、信息化辦公。

表1 智能電網(wǎng)典型業(yè)務(wù)示例

5G網(wǎng)絡(luò)切片+智能電網(wǎng)

5G+智能電網(wǎng)應(yīng)用涉及電網(wǎng)安全可靠的運(yùn)行,因此有別于公眾網(wǎng)應(yīng)用,對(duì)安全隔離、SLA保障等有比較嚴(yán)格的要求。智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景豐富,涉及狀態(tài)感知、控制保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、AI輔助、機(jī)器人巡檢等多種類型;傳輸數(shù)據(jù)多樣化,包括狀態(tài)量、控制指令、圖片、視頻等,相應(yīng)的對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、誤碼率、可靠性等都有不同的要求。

5G網(wǎng)絡(luò)切片可以在統(tǒng)一的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上切分成多個(gè)端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò),滿足電網(wǎng)高帶寬、高安全、低時(shí)延、超高可靠的應(yīng)用場(chǎng)景,提供智能電網(wǎng)通信的最佳解決方案?？梢酝ㄟ^(guò)如下維度或原則,對(duì)智能電網(wǎng)的切片進(jìn)行設(shè)計(jì):

安全隔離要求:

在電網(wǎng)中,要求生產(chǎn)區(qū)和管理區(qū)之間的業(yè)務(wù)需要進(jìn)行物理隔離,生產(chǎn)區(qū)內(nèi)或管理區(qū)內(nèi)各業(yè)務(wù)之間需要進(jìn)行邏輯隔離。物理隔離是指不同業(yè)務(wù)之間進(jìn)行硬隔離,比如無(wú)線采用PRB資源預(yù)留或者獨(dú)立的頻譜、傳輸采用不同的FlexE、核心網(wǎng)采用獨(dú)立的服務(wù)器;邏輯隔離是指不同業(yè)務(wù)之間采用QoS、VPN、虛擬機(jī)等軟隔離技術(shù)。

因此,電網(wǎng)可以部署4類切片,實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的電網(wǎng)業(yè)務(wù)的承載。生產(chǎn)區(qū)與管理區(qū)之間的切片,采用物理隔離技術(shù),滿足生產(chǎn)區(qū)業(yè)務(wù)高安全隔離要求。在生產(chǎn)區(qū)內(nèi),部署2個(gè)切片才用軟隔離技術(shù),實(shí)現(xiàn)1區(qū)和2區(qū)的邏輯隔離。在管理區(qū)內(nèi),其中III、IV、V區(qū)之間安全隔離度要求不高,可以只設(shè)置一個(gè)切片,再通過(guò)QoS+DNN進(jìn)行隔離。其次,對(duì)于電網(wǎng)本地閉環(huán)的業(yè)務(wù),如變電站、小水電廠,可以部署一個(gè)局域?qū)＞W(wǎng)切片。

圖1 智能電網(wǎng)切片的劃分

對(duì)于用戶面網(wǎng)元,需要物理隔離的生產(chǎn)區(qū)的切片,核心網(wǎng)可以部署獨(dú)立的專U,傳輸可以建設(shè)獨(dú)立的FlexE通道,無(wú)線可以采用資源預(yù)留等隔離方式。對(duì)于需要邏輯隔離的切片,如生產(chǎn)區(qū)I和II之間的切片,可以采用軟切片技術(shù)。核心網(wǎng)可以采用共享UPF,如Slice3和Slice 4,切片之間可以采用獨(dú)立的VLAN、獨(dú)立的地址池、帶寬或用戶數(shù)接納控制等;承載可以采用VPN技術(shù);無(wú)線可以采用切片+5QI進(jìn)行優(yōu)先級(jí)調(diào)度。

對(duì)于控制面網(wǎng)元,需要根據(jù)電網(wǎng)行業(yè)用戶的需求和運(yùn)營(yíng)商的建網(wǎng)原則選擇共享,還是獨(dú)享。通常行客戶要求有獨(dú)立的控制面網(wǎng)元,而運(yùn)營(yíng)商期望與現(xiàn)有的2B網(wǎng)元進(jìn)行共享。根據(jù)分析,電網(wǎng)業(yè)務(wù)更多的是媒體面數(shù)據(jù)的隔離,因此,控制面可以采用折中的方案,電網(wǎng)獨(dú)享部分控制面網(wǎng)元,比如SMF等,而UDM/PCF、AMF與其他2B行業(yè)進(jìn)行共享。

低時(shí)延,高帶寬需求:

對(duì)于時(shí)延要求比較低的電網(wǎng)業(yè)務(wù),如差動(dòng)保護(hù),UPF也可以下沉到邊緣DC,承載采用FlexE高速轉(zhuǎn)發(fā)通道,無(wú)線采用URLLC技術(shù)。對(duì)于時(shí)延要求不高的電網(wǎng)業(yè)務(wù),比如管理區(qū)的業(yè)務(wù),切片類型采用eMBB,UPF在省會(huì)中心或者地市DC集中部署。

智能電網(wǎng)可運(yùn)營(yíng)可管理需求:

5G切片網(wǎng)絡(luò)具備能力開放及更高效靈活的運(yùn)營(yíng)管理能力,可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的可視、可管、可控。電力企業(yè)可利用運(yùn)營(yíng)商提供的各種切片能力開放接口,實(shí)現(xiàn)切片或新業(yè)務(wù)的線上快速開通(分鐘級(jí));利用切片運(yùn)行監(jiān)控能力,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)時(shí)監(jiān)控及故障定位; 通過(guò)簽約接口,實(shí)現(xiàn)對(duì)終端的在線管理,最終提供智能電網(wǎng)的可視、可管、可控。

中興通訊助力行業(yè)客戶構(gòu)建5G+智能電網(wǎng)

中興通訊與電力企業(yè)進(jìn)行深度合作,提供無(wú)線、承載、融合核心網(wǎng)(5G Common Core)、切片管理(CloudStudio GSO)等全套產(chǎn)品,構(gòu)建端到端、高安全隔離的5G網(wǎng)絡(luò)切片,為不同安全區(qū)的電網(wǎng)業(yè)務(wù)提供差異化的SLA保障,滿足電網(wǎng)高安全、低時(shí)延、高可靠的需求。其次,中興也提供切片能力開放、5G LAN、TSN、URLLC、mMTC、精準(zhǔn)授時(shí)、小顆粒度FlexE等多種關(guān)鍵技術(shù)的解決方案,助力5G+智能電網(wǎng)新業(yè)務(wù)的快速開展與部署。

來(lái)源:C114通信網(wǎng)