數(shù)字化轉(zhuǎn)型是指將數(shù)字化技術應用于企業(yè)生產(chǎn)、業(yè)務運營或企業(yè)管理中。在5G時代,運營商面向醫(yī)療、交通、工業(yè)、能源、市政、教育、視頻等領域,對各種典型的業(yè)務場景進行應用示范,推動5G技術在垂直行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應用。
行業(yè)應用數(shù)字化轉(zhuǎn)型的場景及需求
表1 典型行業(yè)應用場景示例
在眾多垂直行業(yè)轉(zhuǎn)型中,運營商將重點聚焦“智能電網(wǎng)、智能制造、車聯(lián)網(wǎng)”,這也是國家“網(wǎng)絡強國”和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展的重大戰(zhàn)略方向。
在智能電網(wǎng)中,通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型覆蓋“發(fā)電、輸電、變電、配電、用電”5大環(huán)節(jié)的電網(wǎng)通信業(yè)務,通過5G解決當前存在光纖鋪設成本高,新業(yè)務發(fā)展受限等問題。
在智能制造中,如飛機制造,通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型實現(xiàn)萬物互聯(lián)、生產(chǎn)全流程數(shù)字化。通過數(shù)字換轉(zhuǎn)型提升生產(chǎn)可靠性、提升生產(chǎn)/裝配效率、降低(生產(chǎn)、運營)成本,打造一流的工業(yè)智能制造系統(tǒng)。
在車聯(lián)網(wǎng)中,通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供V2V,V2I、V2P的低時延業(yè)務,實現(xiàn)自動駕駛、車輛編隊、車輛防撞等;提供V2N高帶寬業(yè)務,實現(xiàn)高清地圖下載、車載娛樂等。
基于5G切片的行業(yè)應用數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案
在行業(yè)應用的數(shù)字轉(zhuǎn)型中,各種業(yè)務的時延、帶寬、安全等需求差異較大,單一的網(wǎng)絡很難滿足要求。中興通訊5G網(wǎng)絡切片可以提供靈活的組網(wǎng)、切片在線遷移、切片能力開放、5G LAN/TSN等關鍵技術及解決方案,再結合MEC,可以支撐和滿足行業(yè)應用數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的各種需求。
靈活的5G切片部署場景,滿足不同行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的組網(wǎng)需求:根據(jù)行業(yè)應用不同的覆蓋范圍和安全隔離需求,中興提供封閉場景、半封閉場景和開放場景等切片部署解決方案。封閉場景,如工業(yè)園區(qū)、生產(chǎn)車間等;開放場景,如車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等;半封閉場景,例如同一個終端可能同時接入園區(qū)內(nèi)部或者外部的切片。針對不同場景特性,通過5G切片提供靈活的組網(wǎng)。
例如封閉場景,在工業(yè)園區(qū)內(nèi)部署整個5GC,包含AMF、SMF、UPF、UDM等,同時園區(qū)內(nèi),可以根據(jù)業(yè)務需要構建不同的小微切片進行連接,如eMBB場景下的視頻監(jiān)控領域、mMTC場景下的傳感器領域、URLLC場景下的柔性制造領域。對于切片管理系統(tǒng),可以部署在工業(yè)園區(qū),企業(yè)可自行對切片進行運維,或者部署在運營商數(shù)據(jù)中心,此時園區(qū)切片可由運營商代運維。
圖1 封閉場景下網(wǎng)絡切片部署方案
5G LAN/TSN支持行業(yè)應用中點對點,點對多點的通信需求: 中興通訊提供構建基于5G LAN的切片(如電網(wǎng)差動保護的URLLC切片),通過UPF實現(xiàn)UE to UE通信,進行數(shù)據(jù)交互、業(yè)務卸載,降低傳輸時延。提供5G局域網(wǎng)終端組管理技術,自適應行業(yè)控制終端拓撲結構的變化。通過該技術不僅可以支撐電網(wǎng)中業(yè)務終端的直接通信,也可以支撐制造行業(yè)中機器人間的協(xié)同,以及辦公區(qū)域打印機、筆記本電腦等設備的快速互聯(lián)、辦公無線化。
圖2 終端到終端直接通信
切片在線遷移,支撐垂直行業(yè)差異化運營: 中興提供切片在線遷移解決方案,使行業(yè)應用可以讓用戶動態(tài)地加入或者退出自己的切片,或者從一個切片遷移到另一個切片。通過切片遷移技術,行業(yè)應用可以很好地開展在線游戲、高清影院等差異化經(jīng)營,或者VIP權益經(jīng)營。對于同一種業(yè)務,可以運行在不同SLA等級的切片上,例如普通切片、高質(zhì)量切片(如超低時延切片或高帶寬切片)。對于普通用戶缺省通過普通切片訪問業(yè)務,高端行業(yè)用戶可以通過掌上商城或者行業(yè)應用Portal,在線購買加速包,從而動態(tài)遷移到高質(zhì)量切片,獲得更好的業(yè)務體驗。
切片的能力開放,實現(xiàn)行業(yè)應用切片的可視可控:切片能力開放解決方案,支持對切片的可視、可控及業(yè)務定制,從而支持切片中用戶終端管理、QoS控制和切片監(jiān)控等。
1) 終端管理:通過能力開放獲取切片內(nèi)的終端(如機器人、傳感器等)的狀態(tài)、終端位置等,從實現(xiàn)新業(yè)務、新功能的開發(fā),例如車輛的編隊管理、電網(wǎng)終端的可用性檢測等。
2) QoS控制:通過PCF開放的能力修改切片中用戶的QoS套餐,從而提升用戶的體驗,如對于王者游戲的VIP用戶,可以訂購加速包;對于電網(wǎng)的差動保護,修改時延策略。
3) 切片監(jiān)控:通過能力開放獲取切片的狀態(tài),檢測切片實際運行的時延、帶寬等,是否滿足切片訂購時提交的SLA需求。
5G切片+MEC,支撐行業(yè)應用新業(yè)務的開展: 在智能制造等行業(yè)中,存在大量的圖像識別、視頻分析、VR渲染等海量存儲和高性能計算業(yè)務。其特點是數(shù)據(jù)量大,而且不出園區(qū)。MEC提供邊緣計算,靠近用戶側(cè),同時具有軟件加速(DPDK)和硬件加速( 如GPU、FPGA)技術。中興通訊提供融合MEC高性能計算與切片低時延特性的解決方案,將助力許多行業(yè)應用的開展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型,例如:
1) VR透明工廠: 通過5G eMBB切片+MEC實現(xiàn)VR低時延、高帶寬通信。通過切片本地分流,及MEC的GPU加速,圖像渲染,實現(xiàn)裝配過程全部數(shù)字化,打造數(shù)字孿生,VR沉浸式用戶體驗。
2) 無人機質(zhì)檢: 如飛機制造中的無人機,需要對飛機的表面進行噴漆的檢測,尤其飛機頂部監(jiān)測,視頻實時回傳,通過5G eMBB切片+MEC解決飛機全方位大量視頻/圖片拍攝、回傳、分析等問題。
5G切片作為5G重要的數(shù)字化技術之一,融合了云化/虛擬化、安全隔離、自動化、人工智能、軟硬件加速等先進技術。隨著5G的推進,5G切片技術將逐步應用于智能制造、智能電網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng),以及智慧城市、智慧園區(qū)、智慧校園、智慧醫(yī)療等各行各業(yè),助力垂直行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,全面推動信息社會的發(fā)展。