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面向水泥行业的5G虚拟专网技术要求(2024)

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面向水泥行业的5G虚拟专网技术要求(2024)

5G应用产业方阵联盟标准 5GAIA014-2024 面向水泥行业的5G虚拟专网技术要求 5GPrivateNetworkTechnicalRequirementsforCementIndustry 2024-05-10发布2024-05-10实施 5G应用产业方阵发布 版权声明 本文件所载的材料和信息,包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议,不构成法律建议,也不应替代律师意见。本文件所有材料或内容的知识产权归5G应用产业方阵所有(注明是引自其他地方的内容除外),并受法律保护。如需转载,需联系本方阵并获得授权许可,任何单位和个人未经许可,不得进行技术文件的纸质和电子等任何形式的复制、印刷、出版、翻译、传播、发行、合订和宣贯等,也不得未经允许采用其具体内容编制方阵以外各类标准和技术文件。如有上述需求请与方阵秘书处联系。违反上述声明者,本方阵将追究其相关法律责任。 邮箱:5gaia@5gaia.org电话:010-62300464 目次 前言1 引言2 1范围3 2规范性引用文件3 3术语和定义3 3.1........................................................................3端到端时延End-to-Endlatency..............................................33.2........................................................................3 带宽bandwidth3 3.3........................................................................3 可靠性reliability4 4缩略语4 5水泥行业5G业务场景及需求5 5.1概述5 5.2典型场景及需求5 5.2.1矿山区典型场景5 5.2.2工厂区典型场景7 5.2.3港口货运区典型场景8 6水泥行业5G虚拟专网架构9 7水泥行业5G虚拟专网技术要求10 7.1网络通用技术要求10 7.2业务隔离及资源保护技术要求11 7.3网络切片规划要求11 7.4覆盖质量要求12 7.5RedCap技术要求13 7.6端到端网络要求13 7.6.1通用网络要求13 7.6.2典型场景网络要求14 85G共管共维平台部署建设要求15 8.15G共管共维平台架构要求15 8.2共管共维平台技术要求16 8.2.1通用技术要求16 8.2.25G虚拟专网资源监控技术要求17 8.2.3MEC管理技术要求17 8.2.4终端定位技术要求18 8.2.5网络仿真技术要求18 8.2.6地理位置信息呈现技术要求18 8.3共管共维平台安全要求18 9附录A19 (资料性附录)RedCap终端典型业务场景指标19 前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 本文件主要制定了面向水泥行业的5G虚拟专网技术要求。本文件参考国内和国际相关标准,并结合国内网络的实际情况制定。本文件对水泥行业典型业务需求进行梳理,对水泥行业5G虚拟专网网络系统架构、网络技术要求、共管共维平台部署建设技术要求进行规范,促进水泥行业5G虚拟专网的网络规划设计、运行管理和产业发展。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由5G应用产业方阵提出并归口。 本文件起草单位:中国联合网络通信集团有限公司、华润建材科技有限公司、中国信息通信研究院、中国电信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司、华为技术有限公司、北京紫光展锐通信技术有限公司。 本部分主要起草人:陈丹、安权、杜加懂、卞易翔、方亮、俞晓东、王琦、肖羽、齐飞、曹怡永、赵慧杰、赵孝武、张亮、张伟强、李维汉、邢安有、安岗、柏松、曹恒、盛明哲、董石磊、李燕、宋丽雄、陈定云。 引言 目前,中国水泥行业已经进入了产业发展的深水区。面对传统制造业转型发展、柔性制造和智能制造的需求,水泥行业须重新思考生产设备的管理方式,如何从中获取最大的价值。与此同时,水泥企业需要提升数字化制造能力以应对挑战。5G、边缘计算、云计算、大数据、人工智能、工业互联网、工业APP等新一代信息技术极大地加速了水泥企业智能化进程,使得智慧水泥在生产、经营等应用领域不断深化,并向工艺过程智能化、产线管控智能化、生产经营智能化方向发展。通过推动生产作业环节及时精准地获取数据、传递信息,建模和分析数据,最终实现科学决策、实时管控。 水泥行业从“制造”向“智造”转型离不开工业互联网、5G、大数据、云计算、人工智能的技术和平台支撑,以此实现基础设备的全连接、作业过程的自动控制、生产管理的信息共享、产供销的协同联动、市场投放的动态调节。通过构建数字化应用解决方案,提供智能装备、工厂、系统的数字化水泥基地的转型。 面向水泥行业的5G虚拟专网技术要求 1范围 本文件面向水泥行业5G业务需求,规定了水泥行业5G虚拟专网网络架构、网络技术要求、共管共维平台部署建设要求等。 本文件适用于承载水泥业务的5G网络建设及部署,供水泥行业和电信运营商使用。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 ITU-TG.8310Architectureofthemetrotransportnetwork 3GPPTS 22.104 Servicerequirementsforcyber-physicalcontrolapplications invertical domains 3GPPTS 22.261 Servicerequirementsforthe5Gsystem 3GPPTS 23.501 Systemarchitectureforthe5GSystem(5GS) 3GPPTS 23.502 Proceduresforthe5GSystem 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3GPPTS22.104、3GPPTS22.261界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 端到端时延End-to-Endlatency 将给定的信息从源地传输到目的地所需的时间,在应用级别上测量时,可测量从源地发出的时刻到目的地接收的时刻作为时延时间。 [来源:3GPPTS22.261,3.1] 注:时延是指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间,本文件中使用的时延分为空口时延、传输时延和终端到终端时延,其中空口时延是指5GUE和基站之间的时延,传输时延是指5GUE和UPF之间的时延,终端到终端时延是指5GUE和5GUE之间的时延。 3.2 带宽bandwidth 获得足够质量体验的最小数据速率,广播类业务的情况除外(其给定的值应是所需的最大值)。 [来源:3GPPTS22.261,3.1] 3.3 可靠性reliability 网络在给定条件下和规定时间内,完成规定网络业务的能力。[来源:3GPPTS22.104,3.1] 注1:给定条件将包括影响可靠性的方面,如:操作模式、压力水平和环境条件。 注2:可靠性可以使用适当的度量方法来量化,例如平均故障间隔时间,或在指定的时间段内不发生故障的概率。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 5QI:5GQoS特性标识(5GQoSIdentifier) AAA:认证、授权和计费(Authentication、AuthorizationandAccounting)ACL:访问控制列表(AccessControlLists) AMF:接入和移动性管理功能(AccessandMobilityManagementFunction)AR:增强现实(AugmentedReality) CMP:连接管理平台(ConnectivityManagementPlatform) D-MIMO:分布式多进多出(DistributedMultiInputMultiOutput)DMP:数据管理平台(DataManagementPlatform) DMZ:隔离区(DemilitarizedZone)DNN:数据网络名称(DataNetworkName)FlexE:灵活以太网(FlexibleEthernet) GBR:保证比特速率(GuaranteedBitRate) HARQ:混合自动重复请求(HybridAutomaticRepeatRequest)IPSec:互联网安全协议(InternetProtocolSecurity)LDAR:泄漏检测与修复(LeakDetectionandRepair) MAR:移动接入路由器(MobileAccessRouter)MCR:城域网核心路由器(MetroCoreRouter) MCS:调制与编码策略(ModulationandCodingScheme)MEC:多接入边缘计算(Multi-accessEdgeComputing)MER:城域网边缘路由器(MetroEdgeRouter) MTN:城域传送网络(MetroTransportNetwork)PDU:分组数据单元(PacketDataUnit) QoS:服务质量(QualityofService) RLC:无线链路层控制(RadioLinkControl) RSRP:参考信号接收功率(ReferenceSignalReceivingPower) SINR:信号与干扰加噪声比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)SLA:服务等级协议(ServiceLevelAgreement) SMF:会话管理功能(SessionManagementFunction)SUL:补充上行(SupplementaryUplink) TCP:传输控制协议(TransmissionControlProtocol)UDM:用户数据管理(UserDataManagement) UE:用户设备(UserEquipment)ULCL:上行分流(UplinkClassifier) UPF:用户面功能(UserPlaneFunction) URLLC:超可靠低时延通信(Ultra-ReliableLowLatencyCommunication)VPN:虚拟专用网络(VirtualPrivateNetwork) VR:虚拟现实(VirtualReality) 5水泥行业5G业务场景及需求 5.1概述 根据水泥行业通用业务流程,将水泥行业的应用场景细分为矿山区、工厂区、港口货运区三个区域: a)矿山区,通过爆破等手段去除石灰岩矿体上的浮土和围岩,将石灰岩和废石分别运到工厂来料区和排土场。 b)工厂区,从矿山侧运输过来的石灰岩等原材料在工厂区域内进行研磨等工艺加工,将原材料加工成水泥成品。 c)港口货运区,加工完成的水泥成品通过港运、货运等方式运输出去。具体场景如表1所示。 表1水泥行业场景举例 水泥行业生产区域 场景举例 矿山区 无人矿卡远程控制、采矿远控、无人机AI爆破巡检、5G+矿区移动视频布控、人/车高精度定位、矿区高清视频监控、边坡监测等 工厂区 大规模数据采集、智能巡检、设备预测性维护、5G+人员安全行为监测等 港口货运区 装船机远程辅助操控、智慧物流、智能仓储等 5.2典型场景及需求 5.2.1矿山区典型场景 5.2.1.1无人矿卡远程控制 a)场景介绍 水泥原料开采矿区作业环境比较恶劣,冬夏温差较大,且尘土飞扬,存在安全隐患。矿区生产人员流动频繁,从业人员年龄普遍不高,不但增加了生产事故概率,且增加了用工成本。这都对矿卡自动驾驶、协同作业和远程控制提出了要求。 无人矿