中国移动5G确定性工业生产网测试床
引言
中国移动推动5G与工业生产融合，提出从辅助生产到融入生产再到改变生产的发展路径，已在多个行业实现5G专网落地。为提供一流的确定性5G专网服务，中国移动推动确定性能力内生供给，实现轻量化部署，提供极致性能服务，保障网络可靠安全。
关键词
5G确定性、工业生产网、高精度时间同步、运动控制、智能分拣
测试床项目承接主体
- 发起公司：中国移动通信有限公司研究院
- 合作公司：中兴通讯股份有限公司、罗克韦尔自动化（中国）有限公司、三菱电机自动化（中国）有限公司等
测试床项目目标
解决5G融入生产中的痛点，如滑环通信易老化、有线方式布线成本高等问题。验证5G确定性通信技术在实时I/O通信、机器安全控制、运动控制、虚拟化PLC等工业场景中的应用效果，助力5G融入工业生产。
测试床方案架构
- 应用场景：数据采集、普通IO控制、机器安全控制、运动控制、虚拟化PLC等
- 架构：属于AII总体架构中网络互联部分
- 测试路径：
- 工业以太网over5G
- 工业控制协议Over5G+TSN
- UPF服务器虚拟化PLC控制
方案重点技术
- 5GLAN工业组网：实现工业设备通过5G实现层二组网
- 5G高精度时间同步：支持多种时间同步协议
- 5G低时延，抖动有界：优化无线空口时延和传输网络时延
- 5G可靠性保障：通过冗余传输实现网络可靠性
方案自主研发性、创新性及先进性
- 自主研发：测试需求、方案、用例由中国移动研究院主导
- 创新性：多模态时间同步协议融合部署、5GLAN组播通信
- 先进性：业界领先的测试床，多项成果获奖和展示
方案安全风险控制
- 5G网络安全：采用5G专网尊享模式
- 机器控制安全：采用安全PLC组网，实现SIL3级别
测试床实施部署
- 实施规划：
- 2022年：需求调研、架构设计、测试方案设计
- 2022-2023年：两轮组队测试、构建旋转台电子齿轮系统
- 2023-2024年：构建智能输送分拣系统、5GUPF基座虚拟化PLC部署测试系统
- 技术支撑：中国移动研究院主导，合作伙伴提供技术支撑
- 自主可控性：5G网络、终端、TSN交换机等设备由国产合作伙伴研发
测试床预期成果
- 可量化实施结果：验证5G组网架构可行性、关键产业能力和短板
- 商业价值：提高生产效率、推动智能化转型、降低网络建设和成本
- 社会价值：广泛应用在工业各行业数智化改造的5G+核心控制环节
- 初步推广应用案例：已在多个展会展出，获得行业广泛关注
测试床成果验证
- 阶段一：基础探索，已完成验证5G确定性技术的能力
- 阶段二：综合构建，已完成将测试床成果应用到综合测试平台
- 阶段三：能力开放，实施中测试床测试能力对外开放
与已存在AII测试床的关系
5G确定性端到端测试床是对现有AII测试床体系的补充，丰富了5G确定性技术在多个场景的测试验证方法。
测试床成果交付
- 交付件：测试方案和报告、测试平台、专利
- 可复制性：可在工业制造领域推广复制
- 开放性：凝聚了广泛共识，共同推动5G向工业生产核心环节渗透
其他信息
- 测试床使用者：初期仅限现有合作伙伴使用
- 知识产权说明：中国移动通信有限公司研究院拥有产权
- 运营及访问使用：部署在中国移动国际信息港，初期仅限项目参与单位
- 资金：三年总投入约200万人民币
- 时间轴：2024年继续进行5G确定性关键技术的验证和商用方案的孵化
