5G生态解决方案白皮书v1.0
5G生态解决方案白皮书V1.0 www.phytium.com.cn2023年5月 发起单位 飞腾信息技术有限公司 联合单位（排名不分先后）： 爱瑞无线科技有限公司 四川创智联恒科技有限公司浪潮通信技术有限公司 京信网络系统股份有限公司深圳震有科技股份有限公司 中移（成都）信息通信科技有限公司科东（广州）软件科技有限公司 成都坦达飞信科技有限公司中电工业互联网有限公司亚信科技控股有限公司 广州爱浦路网络技术有限公司深圳同泰怡信息技术有限公司无锡沐创集成电路设计有限公司 版权所有©飞腾信息技术有限公司2023。受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“5G生态解决方案白皮书v1.0”。违反上述声明者，将追究其相关法律责任。 商标声明 Phytium和其他飞腾商标均为飞腾信息技术有限公司的商标。本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。 特别提示 本文档仅作为使用指导，飞腾对本文档内容不做任何明示或暗示的声明或保证。本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。 2 由于产品版本升级或其他原因，本文档内容会不定期进行更新，如有变更，恕不另行通知。 3 序 党的二十大报告中指出，要建设数字中国，加快发展数字经济。5G网络是数字中国新型基础设施的重要组成，是万物互联的基石。5G与大数据、人工智能、物联网等技术结合，支撑我国行业数字化、智能化转型升级。我国已经建设了全球最大规模公共5G网络，在十四五期间，5G在深度覆盖和行业专网发展上有巨大的市场需求，需要有灵活、创新、安全的5G网络方案支持。 作为国内领先自主核心芯片提供商，飞腾一直贯彻“核心技术自主创新，产业生态开放联合”的发展理念。近年来，飞腾与运营商和众多生态伙伴积极进行联合技术攻关，逐步形成了基于飞腾通用CPU处理器的自主安全5G全栈解决方案，并构建了开放的软硬件生态体系，为国家5G基础设施建设提供了崭新的方案选择。本次携手10余家5G生态伙伴共同推出《飞腾5G生态解决方案白皮书v1.0》，展示基于飞腾平台的 5G无线网、边缘计算和核心网、专网等系统级解决方案。 此外，飞腾正在通过与运营商和生态合作伙伴的紧密合作，共同推进下一代5G专用芯片需求定义、软硬件系统协同优化等工作，为5G的广泛应用提供更加自主安全先进的解决方案。我们希望通过白皮书的联合发布为产业界带来新的思考，为客户带来新的选择，共同推进国产5G生态的繁荣和产业发展。 飞腾信息技术有限公司窦强博士首席科学家、总经理 目录 1.5G发展概述01 1.1.5G建设及商用加速，与行业应用进一步融合01 1.2.5G标准、技术进一步向5.5G演进 1.3.5G移动通信产业链安全愈发重要 02 02 2.基于飞腾5G生态的解决方案 2.1.飞腾产品及整体方案介绍 03 03 2.1.1.飞腾产品介绍04 3.1.1.基于飞腾的5G解决方案整体介绍 3.1.2.飞腾XG实验室助力5G生态发展 04 05 3.2.面向5G无线网的解决方案06 2.2.1.概述06 2.2.2.爱瑞：5G云小站及一体化站解决方案07 2.2.3.创智：5G云小站解决方案 2.2.4.浪潮：5G云小站解决方案 2.2.5.京信：5G云小站解决方案 09 11 14 3.3.面向5G核心网及边缘的解决方案17 2.3.1.概述17 2.3.2.震有：基于飞腾平台的轻量化5GC精选解决方案18 2.3.3.中移成研院：安全增强轻量5GC解决方案21 4 2.3.4.科东：5G边缘通用控制器解决方案24 3.4.面向行业专网的5G解决方案27 2.4.1.概述27 2.4.2.坦达飞信：安全专网解决方案28 2.4.3.中电互联：面向工业互联网的5G专网解决方案31 2.4.4.亚信：面向园区的5G专网运营平台解决方案34 2.4.5.爱浦路：面向教育行业的5G实训室解决方案37 3.5.面向5G的硬件解决方案42 2.5.1.概述42 2.5.2.同泰怡：定制化服务器解决方案42 2.5.3.沐创：网卡解决方案46 2.5.4.沐创：加密卡解决方案49 3.展望53 5 4.飞腾5G生态图谱54致谢55参考资料55 5G生态解决方案白皮书 015G发展概述 我国移动通信走过了2G跟随、3G突破、4G同步、5G引领的发展历程，作为“新基建”之首、数字经济支柱，5G正在改变人们的生产与生活方式，打通我国经济社会发展的信息“大动脉”，推动经济社会发展焕发出新的生机与活力。 1.15G建设及商用加速，与行业应用进一步融合 我国已经建成了规模最大、用户数最多的5G网络。根据相关报道，截至2023年3月份，我国已经建成了超过234万个5G基站，中国5G建设组网方式遵循“宏基站为主实现全面覆盖、室分跟进补盲补热”的策略，目前通过宏基站已覆盖全国所有地级市、县城城区和绝大部分的乡镇镇区，实现了“县县通5G”、“村村通宽带”。随着宏基站站址建设趋向饱和，未来室分基站将成为市场焦点，室分基站能降低部署成本，解决弱信号和盲区的网络覆盖问题，并且在工业互联网、医疗、教育等行业专网市场极具优势，相比宏基站市场由大型通信设备公司占据，室分基站将给有能力的中小通信厂商带来机遇。 各大运营商在全国建成云资源池和边缘计算资源池，实现了2C用户和2B用户的算力使用诉求。5G移动电话用户达5.1亿户，5G用户渗透率达30.3%，同时5G对直播、社交、游戏以及线上会议、学习等应用体验有很大的改善，撬动流量消费快速增长，基础运营商、互联网厂商等积极开拓5G新通话、超高清视频、XR/VR、云游戏等5G个人应用，进一步提升用户体验。 5G与千行百业进一步融合，进入规模化推广关键期。工业和信息化部等10部门联合出台的《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》进入收官之年，我国行业应用在项目数量和应用领域上全球领先。《行动计划》指出，到2023年，我国5G应用发展水平显著提升，综合实力持续增强，打造IT （信息技术）、CT（通信技术）、OT（运营技术）深度融合新生态深度融合新生态，实现重点领域5G应用深度和广度双突破，构建技术产业和标准体系双支柱，网络、平台、安全等基础能力进一步提升，5G应用“扬帆远航”的局面逐步形成，其中，面向垂直行业领域，大型工业企业的5G应用渗透率超过 35%，电力、采矿等领域5G应用实现规模化复制推广，5G+车联网试点范围进一步扩大，促进农业水 利等传统行业数字化转型升级。社会民生领域，打造一批5G+智慧教育、5G+智慧医疗、5G+文化旅游样板项目，5G+智慧城市建设水平进一步提升。每个重点行业打造100个以上5G应用标杆。 1.25G标准、技术进一步向5.5G演进 截至2022年，5G标准形成了R15、R16、R17三个演进版本。重点完成了NSA/SA组网以及 eMBB、URLLC相关技术标准制定，R16重点支持了车联网、工业互联网等低时延高可靠应用场景。R17在多天线、动态频谱共享、终端节能、5G毫米波、高精定位等关键技术领域持续增强演进；R17提出轻量化（RedCap）技术，以低功耗、低成本终端不断拓展5G应用场景；同时引入了面向NTN（非地面网络）的5GNR支持，支持终端直连卫星通信。 5G将进一步向5.5G演进。将在移动带宽增强、超高可靠低时延、海量机器类通信能力的基础上，进一步向垂直行业、智能运维等领域扩展和探索，提供泛在万兆体验和千亿连接能力。5GAdvanced包括R18、R19、R203个版本，其中R18立项已基本确定，预计于2023年底标准冻结，将实现以下性能提升：一是宽带持续增强，为XR等新业务提供更优用户体验；二是垂直行业专有场景增强，更好满足生产线监控、智慧城市管理等典型大上行物联网应用需求；三是与人工智能融合，提升网络智能化水平以及对人工智能应用的支持力度；四是通信感知融合，利用感知算法从信道信息中提取环境信息，提升网络架构和接入网技术对通感融合的支持能力。 1.35G移动通信产业链安全愈发重要 随着内外部形势的剧烈变化及企业自身发展诉求，国内企业愈发重视关键核心技术的自主可控。在国 产化发展浪潮下，国家密集出台了涵盖芯片、操作系统、整机、集成电路、数据库、云以及信息安全等领域的相关政策；市场方面，从党政信创到关键行业央企均已加大信创方向投入，以此推动关键核心技术攻关不断实现新突破，实现产业链高水平自立自强，推动信创的方案、产品也在从无到有，从能用到好用一步步迭代。 移动通信产业链具有与其他产品的产业链相比不同的特点。一是移动通信产业链很长，从芯片、天线、终端、基站、仪表、软件、网络到服务的各个环节；二是移动通信产业链技术进步快，十年一代，需要产业紧密合作；三是移动通信产品与服务关乎安全，关系到国家基础设施安全、经济社会安全、商业秘密、公民隐私。5G作为新一代移动通信技术，涉及端、边、网、云等整套信息系统，需加快打造从底层芯片到基础软件、数据库再到上层应用自主安全的移动通信产业链、供应链。 5G生态解决方案白皮书 02 基于飞腾5G生态的解决方案 2.1飞腾产品及整体方案介绍 2.1.1.飞腾产品介绍 飞腾CPU研发团队通过20余年技术积累，已形成完善的研发体系和产品线，一直有力地服务于国家各行业信息化工程。目前的产品主要包括高性能服务器CPU、高效能桌面CPU和高端嵌入式CPU三大系列，为从端到云的各型设备提供核心算力支撑。 /16 FT-2000 TBD D3000 X100 飞腾X系列套片 飞腾CPU的配套芯片，与腾云S、腾锐D等CPU搭配构成全国产化方案 E2000 -2000A/2 FT 飞腾腾珑E系列 高端嵌入式CPU 应用于嵌入式装备信息系统、工业控制等 D2000 FT-2000/4 A/4 FT-1500 飞腾腾锐D系列 高效能桌面CPU 应用于桌面整机、一体机、便携机等 S2500 +/64 FT-1500A 飞腾腾云S系列 高性能服务器CPU 应用于计算和存储服务器、数据中心等 2020年以来，飞腾对高性能服务器CPU、高效能桌面CPU、高端嵌入式CPU三条产品线进行了全面的品牌升级，凝聚核心价值、打造全新体验。高性能服务器CPU产品线将统一以飞腾腾云S系列进行命名，腾云驾数，乘风破浪，为服务器和数据中心应用提供强算力、高并发的计算能力。高效能桌面CPU产品线将统一以飞腾腾锐D系列进行命名，腾锐披坚，追风逐电，打造高性能、高安全的单用户极致体验。高端嵌入式CPU产品线将统一以飞腾腾珑E系列进行命名，腾珑灵动，烈风迅雷，提供定制化的、契合各行各业嵌入式应用的解决方案。飞腾将继续坚持核心技术自主创新，腾云、腾锐、腾珑并驾齐驱，三线齐飞。 2014201520162017201820192020202120222023 图2.1飞腾产品路线图 飞腾高性能服务器CPU最新产品是2020年量产的飞腾腾云S2500，集成64个飞腾自研FTC663核，主频2.0-2.2GHz，单芯片典型功耗150W，支持2-8路直连，依托该芯片，可以形成128核-512核的计算机系统，在大规模集群计算、高性能数据中心等应用场景下表现优异，适用于5G边缘计算、5GNFV核心网领域。 此外，2017年量产的FT-2000+/64，集成64个飞腾自研FTC662核，主频2.0-2.3GHz，典型功耗100W，峰值性能588.8Gflops，可以胜任科学计算、云数据中心应用，可应用在5GBBU、轻量5GC场景。 2020年上市的桌面端CPU腾锐D2000，集成8个飞腾自研FTC663核，TDP功耗25W，主频最高可达2.6GHz，内置密码加速引擎，集成系统级安全机制，能够满足复杂应用场景下的性能需求和安全可信需求，同时支持商业档和工业档质量等级。 在这一次新基建大潮中，飞腾将坚持“核心技术自主创新，产业生态开放联合”的发展理念，以更开放的心态与合作伙伴联合推进国产CPU的技术和
