2024年5G企业专网解决方案技术交流.pdf

5G企业专网解决方案交流元矽半导体科技015G专网技术及方案The part one01国家重点5G产业政策信息通信行业发展规划2016-2020支持5G标准研究和技术试验，推进5G频谱规划，启动5G商用扩大和升级信息消费三年行动计划2018-2020年加快5G标准研究、技术实验，推进5G规模组网建设及应用示范工程，确保启动5G商用工信部“5G+工业互联网”512工程推进方案推动“5G+工业互联网”融合创新发展“5G+工业互联网”十个典型应用场景和五个重点行业实践成立IMT-2020推进组2013工信部、发改委及科技部成立IMT-2020推进组20132015.5中国制造2025提出全面突破第五代移动通信技术2016.7国家信息化发展战略纲要要求2020年5G技术研发和标准取得突破性进展十三五国家信息化规划加快推进5G技术研究和产业化2016.12国家政策密集出台2015-20182017.1政府工作报告推动5G产业发展2018.32018.7工信部发放5G牌照，5G网络正式开始建设2019.62019.11地方积极发展5G产业2019-进入5G商用阶段工信部、发改委与科技部共同推进我国5G技术研究和开展国际交流2020.3从技术标准、网络建设及产业应用三方面强化5G布局全国各省份的政府工作报告将5G列为发展重点，工信部向中国四大运营商发放5G牌照，5G正式进入大规模建设期，截止2023.8月宏站建设数量接近300万站工业和信息化部关于推动5G加快发展的通知明确加快5G商用进度2021.7十部委5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)2021.72022-关于征集能源领域 5G 应用优秀案例的通知关于公布 5G+医疗健康应用试点项目的通知关于组织开展“5G+智慧教育”应用试点项目申报工作的通知5G 全连接工厂建设指南20222023/11/14报告免费分享+V：R t h e 4 55G通信关键优势5G与4G关键能力对比5G：100M-1000Mbps4G：10Mbps5G：20Gbps4G：1Gbps峰值速率体验速率连接密度时延5G：1ms4G：30ms5G：106/km24G：105/km2频谱效率网络能效移动性区域容量5G相对4G提升3倍5G相对4G提升100倍5G：500km/h4G：350km/h5G：10Mbps/m24G：0.1Mbps/m2012023/11/15以5G为基础的万物互联发展趋势012023/11/165G物联网发展的驱动力与主要应用场景012023/11/17物联网解构及5G的关键环节作用012023/11/185G物联网互联规模预测IDC预测，2022年中国物联网连接规模达56亿个，到2026年将增至102.5亿个，复合增长率约为18%。其中，中国蜂窝网络连接数增速最快，2022年底达到18.45亿个；公共设施行业物联网连接数在2022年约为14.4亿个。伴随5G商用（5G-SA）和产业物联网（NB-IoT）的稳定渗透，将推动中国物联网总连接量于2025年超过100亿，万物互联由过去人们的畅想，成为即将到来的现实。012023/11/195G工业物联网物联与传统设备监管模式比较012023/11/110传统专网性能可靠、低成本、定制化的特点，使其在行业应用中具备不可替代的优势。目前我国的专网落后于公网1-2代，目前主流仍然是相当于2G或3G的技术，仅有部分领域例如政务网广泛引入4G技术，对于5G的探索也才刚刚开始。应用场景极其丰富的垂直行业业务需求（覆盖区域、性能指标、安全隔离等）与公网存在较大差异，比如有的需要高速率上行带宽，有的需要“5个9”的超低时延，有的需要物理网络硬隔离等，而5G专网灵活的部署模式及卓越的性能指标恰好对接了千行百业的不同需求。公网通信、传统专网通信和5G专网通信的对比公网通信传统专网通信5G专网通信服务区域全面广泛限定区域/全面广泛服务对象公众特定行业用户网络部署电信运营商以政府与公共安全为主的部分行业以制造业为主的千行百业网络结构大容量全网漫游单独组网、无网络独立部署（物理专网）/部分共享（混合组网）/完全共享（虚拟专网）网络要求覆盖全面速率高可靠、稳定、安全、按需定制、自主可控模拟移动通信2G3G4G5GAMPS、TACS、JTACS、NMT、MCS、CNETGSMCDMATD-SCDMAWCDMACDMA2000TD-LTEFDD-LTE5G NR模拟集群窄带数字集群宽带集群5G专网APCO 16MPT 1327APCO25、TETRA、DMR、PDT、iDENGoTa、GT800MCPTT、B-TrunC5G NPN（Non Public Network）公网通信专网通信5G专网优势分析012023/11/111WIFI6/LTE专网5G专网5G专网与WIFI技术对比012023/11/1125G ToB经过3年发展，近年已经开始进入深水区。5G专网从单域到双域，从局域到广域，从园区到现场，从连接到计算，已经广泛嵌入各个行业和领域，放眼全球，数字化进程在加速，5G也将会更多地与千行百业融合。未来，5G网络可支持智能制造的各种场景，如机械臂的协同控制，其需要极低的毫秒级时延、高带宽及应用增强现实时的先进生产辅助系统。由于数据安全意识及数据处理对低时延的要求，越来越多的企业预计将建设具有成本低廉、部署方便等特点的自有5G专网，其将成为企业网络覆盖规划的重要组成部分。5G专网发展趋势边缘数据中心（EDC）靠近信息源，可以在本地进行简单的数据处理，这在很大程度上降低了网络时延，加快了反馈速度，改善了用户体验，减少了网络拥塞。5G专网中的小基站在高密度、易部署、自优化及低成本方面与边缘计算平台高度兼容。边缘计算需求的增加有望促进5G小基站的销售并加速5G专网的发展。012023/11/113国家政府大力推动企业向数字化转型，因此，5G专网在中国市场有着较大的发展潜力，发展趋势也十分迅猛。到2021年，5G专网市场总收益为60亿元，仅占中国物联网市场约0.2%，市场份额占比低。随着各行业数字化转型加快，中国5G专网市场将会快速增长，预计于2026年总收益将达到2361亿元，2021至2026年的复合年增长率将达到108.2%。图2 2020-2026年中国5G专网市场销售收益预测趋势图数据来源：Frost&Sullivan、中商产业研究院，赛立信整理中国5G专网发展预测012023/11/114报告免费分享+V：R t h e 4 5目前全球的5G专网大致分为7种部署。5G专网部署模式部署方式主要特点优点缺点独立部署企业基于专网频段，部署全套5G网络，与公网完全隔离采用专频（包括专网频段），自建一张包括5G基站（gNB），用户平面功能（UPF），5G核心网控制平面（5GC CP），统一数据管理功能（UDM），多接入边缘计算（MEC）的5G专网隐私和安全性高，专网和公网形成物理隔离，数据在自有频段传输，杜绝了数字泄露的可能；具有超低延时和独立可控性。室内小基站产品趋于成熟，部署成本逐步降低并实现关键设备解耦。5.925-6.125GHz、24.75-25.15GHz许可已经于2022.11月发放给商飞，从而确定了5G专网的频段，但围绕该频段的产品生态有待加强；相对于数据网络，企业运维人才短缺，需要加强培养部分共享运营商基于公网构建的5G局域网，与公网完全隔离与第一种方案相似，主要区别是采用的频段是运营商的5G频段运营商公网频段生态比较成熟，终端接入类型丰富系统资产归运营商所有，企业无自主控制权，同时运营商公网与专网共频段，信号有交叉影响，对企业生产系统有潜在影响公网和专网之间RAN共享5G基站（gNB）与公网共享，gNB分流，属于公网的数据流量传送到公网UPF，属于专网的数据流量传送到专网UPF共享RAN（Radio Access Network），降低部署成本和维护成本数据非物理隔离，与工业环境需求的流量模型匹配性问题；企业无自主控制权公网和专网之间RAN和控制平面共享5G基站和控制面都与公网共享降低部署成本和维护成本数据非物理隔离，与工业环境需求的流量模型匹配性问题；企业无自主控制权N3 LBO（Local BreakOut）本地疏导通过MEC DP（MEC的数据面）可以将公网与专网流量分开，从而保障数据安全无需购买UPF设备数据非物理隔离，与工业环境需求的流量模型完全相反；企业完全无自主控制权F1 LBO（Local BreakOut）CU（中央单元）可采用云化部署方式，与核心网UPF和MEC融合部署完全共享公网与专网端到端共享基于5G公网，利用网络切片为5G专网切出一个“切片子网络”数据非物理隔离，与工业环境需求的流量模型完全相反；企业完全无自主控制权012023/11/1155G专网解决方案012023/11/116使用完全独立于运营商的5G频段为5925-6125MHz和24.750-25.15GHz（毫米波），该频段为工业和信息化部为中国商飞发放的企业5G专网频率许可，实质上将该频段固定为社会面独立专网频点，将来所有园区范围内均可申请使用，与运营商不会产生交叉影响。也可以租用运营商的5G频段独立建设5G专网。如目前中国移动获批的5G频段为2515-2675MHz和4800-4900MHz，中国移动可以用4800-4900MHz频段为某客户部署一张与5G公网完全隔离的5G专网（前提是当地没有公网基站工作在该频段）。中国电信的3400-3500MHz和中国联通的3500-3600MHz均大量部署于公网中，基本无法单独将5G专网部署到公网覆盖的区域。与公网完全隔离，确保企业数据绝对安全 网络低延时 大容量终端接入 高可靠性无线传输保障 网络自主可控。资源自主分配和控制，流量特征和模型完全与客户需求适配。与公网无关，即使公网发生光缆被挖断或网络拥塞，不影响专网的正常运行核心优势5G专网解决方案012023/11/117 支持各种工业协议数据采集，支持以太网、Modbus RTU/TCP、ProfiNet、OPC、PLC等 支持IPSec VPN等常规VPN组网方式，贯穿集团网络，保障数据传输安全 支持各种工业协议的转换和适配，支持以太网转换Modbus RTU/TCP，支持以太网转换ProfiNet，支持多种工业协议的组网适配 支持工业级室外防护标准，适应野外环境及多种恶劣天气5G专网解决方案-全连接工厂012023/11/118报告免费分享+V：R t h e 4 55G专网解决方案-智慧园区012023/11/119025G赋能智能制造The part two5G成为推动智能制造转型的新动力美国先进制造,工业互联网（2011）中国制造2025（2015）德国工业4.0（2013）新工业法国2013英国制造2050(2013)韩国制造业创新3.0战略日本政府发布机器人新战略(2015)Source:GE和世界银行制造业大国纷纷发布计划推进智能制造05 740353025201510存量连接数45 单位：亿18无 线有线432550.5 制造业无线连接快速增长，2022年突破27%，开始爆发 2026年制造行业无线连接渗透率预计达到58%制造行业通信连接快速增长，无线成为关键技术来源：Berg Insight022023/11/121制造业巨头依托智能制造全面提升OEEBOSCH布莱夏工业40示范工厂 5174台设备全部联网 液晶屏幕一按键，可知每一件产品的单位成本 生产数据以毫秒为单位回馈到中央系统 4年总体设备使用效率OEE 84-90%+每年的生产效率提升两成 BOSCH的目标：OEE达到100%！SAP哈雷.戴维森个性化制造 所有部件和生产线配有传感器和位置侦测仪 每辆摩托车单独订制，基于物联网的生产计划和执行 成本降低7%交付时间从21天缩短至6小时设备互联工业软件广泛应用柔性生产精益生产绿色制造实时洞察智慧工厂/智能制造的核心目标需求022023/11/122大带宽，低时延，广连接的5G网络将赋能智能制造数字化全领域，工厂模块化生产和柔性制造成为可能。智能制造全数字化最后一公里最佳实践022023/11/123园区MEC办公系统本地流量互联网流量Internet园区本地网络/边缘云传统VPN传统方式通过终端SIM设置专用VPN，在园区通过Internet访问企业内网构建虚拟专网 终端通过园区基站直接本地分流连接园区内部网，无需vpn绕经Internet本地分流 实现方案 全园区覆盖4G/5G网络；分流服务基于IP识别园区用户，将本园区用户可通过4G/5G网络访问本地业务的数据分流到本地服务 基于MEC可对园区内网络访问进行控制与分析 企业私网访问和流量不入核心网，保障办公安全稳定业务需求 企业数据内部传输 园区内外网访问限制按业务分流的企业5G专网022023/11/124利用MEC的存储基础能力，将视频存储在MEC上，园区企业 可灵活调用视频数据视频数据上传至MEC进行视频分析，视频采集设备的成本园区仿真设计，渲染，租用GPU资源场景示例边缘存储工业监控边缘IaaS边缘主机园区应用边缘AI算力(GPU）工业视觉工业设计仿真5G专网+MEC边缘计算能力，打造工业智慧园区022023/11/125应用场景 智能监控平台 AR眼镜安保14机器人巡逻无人机巡逻机器人讲解智能井盖智能垃圾桶智能照明灯智能停车管理智能烟感视觉检测劳保安全识别AR远程指导AR作业指导无人夹抱车搬运5G智慧工业园区部分应用场景022023/11/126第一阶段 eMBB典型应用场景试点视频、网络备份类业务部署第二阶段远程控制类、精准定位类规模业务部署第三阶段5G网络广覆盖、uRLLC成熟5G+云+AI智能工厂 uRLLC技术完善并规模部署，支持1ms时延，支撑大部分工业实时控制场景（10ms）需求 通过云+5G+AI能力，构建可灵活部署、泛在接入、智能分析的全云化、数字化工厂1.视觉类应用 园区不方便布线、移动场景的视频监控 无人机巡检视频回传 AR/VR远程指导维修2.云平台应用 基于5G小基站打造企业专网 部署桌面云、云通信、云协作等应用 工厂大带宽上行传输数据3.智慧物流应用 研发无人夹包车 智能AGV物料搬运车.2.精准定位 基于5G标准和产品成熟，在厂区部署 5G精准定位协同（亚米级），进行人、车、物管控、保障安全生产1.高阶自动/远程驾控 基于5G-V2X技术成熟，在复杂场景，实时性要求较高场景（20ms）应用智慧工厂5G专网部署三部曲022023/11/12703合作伙伴及客户案例The part three合作伙伴032023/11/129报告免费分享+V：R t h e 4 52023/11/130根据场景需求对5G数据流量模型深度调优元矽半导体是一家专业的5G专网服务公司，该公司与我司合作的5G专网各方面性能指标均达到并超出我们的预期，为我们提供了非常可靠的通信验证环境，其专业能力和服务态度得到团队一致认可。实验室负责人 田老师客户案例某国家级研究院5G专网巡检无人机5G 3.5G 2x40W室外大功率一体化基站5G终端5GC 专有核心网5G 2x250mW室内一体化基站5G 室外天线RF电缆5G CPE(私有SIM卡)图传系统无线波束万兆光纤交换机巡检无人机5G CPE(私有SIM卡)图传系统10G光纤10G光纤10G光纤Office LAN032023/11/131客户案例5G 3.5G 2x40W室外大功率一体化基站车载5G5GC 专有核心网5G 室外天线RF电缆无线波束万兆光纤交换机10G光纤某著名985大学车联网5G专网车载5G千兆工业交换机5G 3.5G 2x40W室外大功率一体化基站5G 室外天线无线波束RF电缆微波主传输链路2KM网桥备传输链路2KM北楼控制中心&5G车道覆盖南楼5G车道覆盖032023/11/132海平面卫星链路岸船链路5G链路5G链路事故船水下机器人水下航行器水下航行器无人保障船无人船无人船无人保障船无人船智能浮标无人保障船无人船无人船5G链路5G链路雷达站岸 站数 据 处 理 中 心客户案例某海上综合救援系统系留线缆系留线缆5G私有核心网基站无人机5G小基站无人机5G小基站自组网通信WHY元矽半导体科技元矽半导体公司总部位于上海，技术团队均来自于全球著名通信厂商阿尔卡特朗讯（现并入诺基亚Nokia）核心无线研发团队，创始人为阿朗全球无线核心研发团队CTO张建林先生，张建林曾任工信部03通信重大专项资深评审专家并参与3GPP+行业标准制定，团队有超过20年的运营商宏站产品全流程研发经验、全球顶尖运营商3G/4G/5G宏站规模化部署和优化经验，为全球运营商部署的室外宏站产品总量超过百万套。元矽半导体可以为客户提供高度定制化的5G专网部署及优化能力。公司希望可以伴随物联网、5G专网的高速发展为各行业提供高质量的最后一公里5G无线专网覆盖服务，满足客户严苛的生产环境数据传输要求和数据安全要求，助力客户数字化改造，为客户降本增效和提升综合竞争力保驾护航。032023/11/1332023中国 .上海5 G N P N S e r v i c e 元矽半导体科技中国5G专网建设和服务专家BACK UPB2023/11/135报告免费分享+V：R t h e 4 5边缘计算 网络功能云化：云原生、虚机/容器化 基础设施云化：统一、层次化企业私有云基础设施资源池 个性化定制专网网络：面向业务，快速按需部署 安全隔离：不同业务应用与数据安全隔离 用户面按需下沉：按场景部署，满足5G业务多样化需求 能力增强：提升用户体验，减轻传输压力全面云化服务化架构 网络功能设计模块化：服务重用、网络可灵活扩展 接口服务化和IT化：易于与IT网络互通融合网络切片5G专网核心网与企业公/私有云融合B2023/11/136集成的5G 专网 VS 独立的5G 专网B2023/11/137中国电信5G专网模式和特点推出5G专网致远模式、比邻模式、如翼模式，实现网随云动、云网一体。细分用户场景化的需求，形成了“五库一图”的解决方案知识库，推出“5G定制网能力魔方”，促进5G规模复制和商业闭环。目前，电信已打造了超3800个5G定制网项目，超1.3万个5G DICT项目。B2023/11/138中国移动5G专网模式和特点5G专网包括优享模式、专享模式、尊享模式。针对行业用户的多样化需求，移动建设了5G专网运营平台（OneCyber），为用户提供“自服务、自运维、自开发”的网络服务。紧接着，移动又发布“5G专网2.0”，持续深化“优专尊”的内核，推动“优享+”“专享+”“尊享+”三大产品升级，结合MEC边缘算力、5G芯片模组、5G专网运营平台等能力，打造5G+数智底座，赋能行业用户。其中5G专网包含了“BAF多量纲”基础功能和增值功能，支持按照流量、带宽、基站、速率、服务等级等多维度收费，用户可享受多量纲、多维度、多模式的计费方案。移动携手行业龙头，探索5G创新应用，目前已落地超1.5万个商用案例。B2023/11/139提出“虚拟专网、混合专网、独立专网”3种5G专网部署产品，重点结合边缘计算实现网边协同。2021年12月，中国联通发布了“5G行业专网产品体系2.0暨5G专网PLUS”，专网PLUS具有网络定制化、云边协同化、终端智能化、运营集约化、安全体系化和服务一体化的特点。联通面向行业细分应用场景，进行网络方案基线化、网络配置模板化，增强了行业定制网络切片能力、多级算力调度能力和网端协同能力，支持5G专网规模化交付。目前，中国联通已打造500多个5G“灯塔”项目、2000多个5G行业虚拟专网项目、1万多个5G规模应用的行业项目。中国联通5G专网模式和特点B2023/11/140