中国移动率先发布基于5G+TSN确定性网络的智慧仓储和绿色电网使能方案
产业动态 | 2021/9/29 22:55:56
近日,在2021中国(北京)国际信息通信展上,中国移动联合华为、中兴、固高科技、南瑞继保等合作伙伴联合发布业界首个端到端5G+TSN确定性网络在仓储物流、智能电力领域的应用方案并进行演示,为推动工业互联网的数字化、智能化升级和发展迈出坚实的一步。
中国移动设计了横跨终端设备、核心网、边缘平台的5G+TSN解决方案和实施路径,提升了5G网络的确定性数据处理能力,满足了工业OT域生产网所需的时间同步、有界时延、有界抖动的诉求。使能5G一张网完成对于工业生产所需的机器、人、物料、信息系统等设备统一接入和管理,助力工业互联网的实施。
在仓储物流领域,由于仓储物流系统涉及到大量设备协同,所以精确到每个节点的动作均需在非常确定的时间内完成,否则可能造成产线停工,甚至发生安全生产事故;此外,现有工业OT生产网由于布线复杂,产线扩容、改造成本高,无法满足柔性生产需求。为应对上述两大问题,中国移动携手华为和固高科技采用5G+TSN技术设计定制化解决方案,通过将UPF下沉到企业机房,并对网络侧的UPF和终端侧的CPE分别增加DS-TT/NW-TT功能模块,实现了5G网络内生时钟同步,并引入了包括流分类、流资源管理、流控制等TSN技术,将端到端时延稳定控制在10ms,提供有界时延保障,大幅提升了整个工业OT生产网络的确定性,在利用5G实现OT生产网剪辫子的同时,有效保障了设备间的精准协同。
在电力领域,电网差动保护场景对通信网络的确定性要求非常高,当网络不稳定、抖动大、无法满足传输的确定性指标时,会造成差动保护闭锁退出,若此时发生电网故障,可能会导致越级跳闸事故,扩大停电范围,甚至烧毁变压器和用电设备,严重影响电网的正常生产;同时,随着国家对绿色能源的大力推广,太阳能,风能等绿色能源正在加速部署,而此类新型能源通常采用分布式部署,增加了网络部署的复杂度,导致有线方式成本过高。针对上述两大问题,5G+TSN正是当前最有效的解决办法。中国移动联合中兴通讯和南瑞继保护共同打造面向电网差动保护场景的端到端5G TSN确定性解决方案,通过引入TSN确定性转发技术,实时流识别和转发、流量整形以及高精度时钟同步,确保在大流量下,时延、抖动和时间同步满足差动保护装置采样数据的同步需求,并与切片等技术相结合,从根本上保障电网的确定性,同时通过无线双链路、端到端FRER、网络双隧道等技术,满足电网的超高可靠性要求。
未来,中国移动将携手行业伙伴,持续推动5G通过“网络对接模式”与“技术内生模式”逐步与TSN网络的融合,基于时间同步、确定性调度、超可靠低延迟等技术最终实现一张5G网络覆盖多种工业场景,使5G真正进入工业核心领域,为工业互联网的发展注入新动能并辐射带动工业互联网全链条发展,循序渐进打造多层次工业互联网体系,为中国工业腾飞保驾护航。
中国移动设计了横跨终端设备、核心网、边缘平台的5G+TSN解决方案和实施路径,提升了5G网络的确定性数据处理能力,满足了工业OT域生产网所需的时间同步、有界时延、有界抖动的诉求。使能5G一张网完成对于工业生产所需的机器、人、物料、信息系统等设备统一接入和管理,助力工业互联网的实施。
在仓储物流领域,由于仓储物流系统涉及到大量设备协同,所以精确到每个节点的动作均需在非常确定的时间内完成,否则可能造成产线停工,甚至发生安全生产事故;此外,现有工业OT生产网由于布线复杂,产线扩容、改造成本高,无法满足柔性生产需求。为应对上述两大问题,中国移动携手华为和固高科技采用5G+TSN技术设计定制化解决方案,通过将UPF下沉到企业机房,并对网络侧的UPF和终端侧的CPE分别增加DS-TT/NW-TT功能模块,实现了5G网络内生时钟同步,并引入了包括流分类、流资源管理、流控制等TSN技术,将端到端时延稳定控制在10ms,提供有界时延保障,大幅提升了整个工业OT生产网络的确定性,在利用5G实现OT生产网剪辫子的同时,有效保障了设备间的精准协同。
在电力领域,电网差动保护场景对通信网络的确定性要求非常高,当网络不稳定、抖动大、无法满足传输的确定性指标时,会造成差动保护闭锁退出,若此时发生电网故障,可能会导致越级跳闸事故,扩大停电范围,甚至烧毁变压器和用电设备,严重影响电网的正常生产;同时,随着国家对绿色能源的大力推广,太阳能,风能等绿色能源正在加速部署,而此类新型能源通常采用分布式部署,增加了网络部署的复杂度,导致有线方式成本过高。针对上述两大问题,5G+TSN正是当前最有效的解决办法。中国移动联合中兴通讯和南瑞继保护共同打造面向电网差动保护场景的端到端5G TSN确定性解决方案,通过引入TSN确定性转发技术,实时流识别和转发、流量整形以及高精度时钟同步,确保在大流量下,时延、抖动和时间同步满足差动保护装置采样数据的同步需求,并与切片等技术相结合,从根本上保障电网的确定性,同时通过无线双链路、端到端FRER、网络双隧道等技术,满足电网的超高可靠性要求。
未来,中国移动将携手行业伙伴,持续推动5G通过“网络对接模式”与“技术内生模式”逐步与TSN网络的融合,基于时间同步、确定性调度、超可靠低延迟等技术最终实现一张5G网络覆盖多种工业场景,使5G真正进入工业核心领域,为工业互联网的发展注入新动能并辐射带动工业互联网全链条发展,循序渐进打造多层次工业互联网体系,为中国工业腾飞保驾护航。
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