Page 16 - 网络电信2021年5月刊下
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图 5 基于容器技术的 ONU 架构 算，满足业务多样性需求，同时支持多种接入方式、网络功能
微服务化、运营编排智能化等能力。
3.2 工业5G网络关键技术
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（1）UPF下沉到工厂，实现5G MEC能力 ，满足企业低时
延业务需求。UPF是核心网的重要网元设备，目前都是集中部
署在运营商机房里，保障网络运行的质量和安全性，但在工业
场景下针对时延要求极高的业务、用户感知较为敏感的业务和
企业本地分流部署的业务，通过把UPF下沉至企业园区/工厂机
房，可通过N4接口和SMF通信，为保证核心网安全，UPF出口位
置设置防火墙，在SMF入口位置设置防火墙。
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（2）在工厂场景下使用5G切片技术 ，实现承载工厂业
务的网络切片逻辑隔离，满足工厂不同业务对网络性能要求不
同的需求。切片技术是将一个物理网络分成多个虚拟的逻辑网
析形成协同。 络，每一个虚拟网络对应不同的应用场景，针对工业场景中不
（4）基于容器技术的集成工业数据采集能力的ONU。如图 同业务对网络的需求不同，规划和定制不同的切片，保障各切
5所示，PON接入网关（ONU）设备与现有的工业数据采集网关为 片间资源隔离且功能按需定制。每个切片是端到端网络，包括
独立的两套系统，造成数据采集和网络承载分离。同时，由于 RAN，传输网和核心网，需要跨域的切片管理系统。切片需要实
工业现场总线的国际标准繁多，协议互不兼容，工业领域缺乏 现资源隔离，安全隔离和OAM隔离，不同域可以采用不同的技
一套能够兼容、转换多种协议和数据建模分析的综合性解决方 术，如CN采用虚拟化技术。
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案，无法低成本灵活实现对传统工业设备的信息化改造 。 （3）针对工业需求，将5G服务能力提供出来与工业业务深
工业PON ONU支持多种嵌入式数据采集功能，包括OPC数据 度融合，让工厂对5G网络拥有更多的自主权，能够灵活、按需
采集、数据处理等，支持网关与PLC、生产管理系统、生产装备 使用。5G网络赋能工业，除了提供高质量、高性能的网络连接
的通信。工业PON ONU支持集成开源或者客户开定制的工业应 能力，还在于向工业应用提供所需的网络能力。5G网络中由多
用，进行个性化工业数据采集和转换处理，可与工业云平台进 个网元所能提供的网络能力，包括用户位置信息、网元负载信
行交互。 息、网络状态信息和运营商组网资源等。在工业场景下，网络
3. 工业5G网络及关键技术 能力开放让工业企业能够便捷地、动态地、接口化地使用网络
3.1 工业5G网络架构 能力，管理监测切片虚拟专网运行状态等，提升工业企业申请
IMT-2020发布的《5G网络架构设计白皮书》中定义了5G网 网络能力、使用网络能力的效率，节省人力成本。
络架构设计。提出了三朵云的概念，认为5G网络逻辑视图由3个 4. 工厂网络上云关键技术
功能平面构成，如图6所示，以三朵云为基础，在工业场景中的 “数据不出厂”是工业企业保障安全的一个重要需求，
目标网络架构是以虚拟化技术为基础，实现控制面和用户面分 因此工业企业数据更多的是存放在企业机房中，由企业自行管
离，核心网控制面（5GC）集中部署在省会城市或者主要城市， 理，更容易形成“数据孤岛”的现象。而工业互联网的实施正
核心网用户面转发节点根据业务需求部署在靠近工业用户侧位 是面向未来，在工业企业信息化、数字化和智慧化驱动下，工
置，甚至直接下沉至工业厂区，以便于引入网络切片和边缘计 业数据需要产生更大的价值，同时也需要大量的工业应用能力
图 6 工业 5G 部署架构
网络电信 二零二一年五月 17
