智能電網(wǎng)邂逅5G網(wǎng)絡(luò)切片，相見恨晚

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

智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)場景

智能電網(wǎng)覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電5個關(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)直接實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控，安全I(xiàn)I區(qū)業(yè)務(wù)只檢測，無控制；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)安全可靠的運行，因此有別于公眾網(wǎng)應(yīng)用，對安全隔離、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)的對網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延、抖動、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)上切分成多個端到端的邏輯網(wǎng)絡(luò)，滿足電網(wǎng)高帶寬、高安全、低時延、超高可靠的應(yīng)用場景，提供智能電網(wǎng)通信的最佳解決方案�？梢酝ㄟ^如下維度或原則，對智能電網(wǎng)的切片進(jìn)行設(shè)計：

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，比如無線采用PRB資源預(yù)留或者獨立的頻譜、傳輸采用不同的FlexE、核心網(wǎng)采用獨立的服務(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個切片才用軟隔離技術(shù)，實現(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)置一個切片，再通過QoS+DNN進(jìn)行隔離。其次，對于電網(wǎng)本地閉環(huán)的業(yè)務(wù)，如變電站、小水電廠，可以部署一個局域?qū)＞W(wǎng)切片。

圖1 智能電網(wǎng)切片的劃分

對于用戶面網(wǎng)元，需要物理隔離的生產(chǎn)區(qū)的切片，核心網(wǎng)可以部署獨立的專U，傳輸可以建設(shè)獨立的FlexE通道，無線可以采用資源預(yù)留等隔離方式。對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立的VLAN、獨立的地址池、帶寬或用戶數(shù)接納控制等；承載可以采用VPN技術(shù)；無線可以采用切片+5QI進(jìn)行優(yōu)先級調(diào)度。

對于控制面網(wǎng)元，需要根據(jù)電網(wǎng)行業(yè)用戶的需求和運營商的建網(wǎng)原則選擇共享，還是獨享。通常行客戶要求有獨立的控制面網(wǎng)元，而運營商期望與現(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。

低時延，高帶寬需求：

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

智能電網(wǎng)可運營可管理需求：

5G切片網(wǎng)絡(luò)具備能力開放及更高效靈活的運營管理能力，可實現(xiàn)電網(wǎng)業(yè)務(wù)的可視、可管、可控。電力企業(yè)可利用運營商提供的各種切片能力開放接口，實現(xiàn)切片或新業(yè)務(wù)的線上快速開通（分鐘級）；利用切片運行監(jiān)控能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源實時監(jiān)控及故障定位； 通過簽約接口，實現(xiàn)對終端的在線管理，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、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。