《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算》課件-模塊4 基于5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)傳輸

——工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算——模塊4基于5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)傳輸目錄CONTENTS分析5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成任務(wù)4.1面向行業(yè)應(yīng)用的區(qū)域化5G專網(wǎng)解析任務(wù)4.25G邊緣計(jì)算在OT網(wǎng)絡(luò)的部署任務(wù)4.35G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與規(guī)劃任務(wù)4.45G邊緣計(jì)算端側(cè)傳輸部署任務(wù)4.55G混合專網(wǎng)部署任務(wù)4.6章節(jié)簡(jiǎn)介本模塊通過對(duì)接入網(wǎng)+承載網(wǎng)+核心網(wǎng)的架構(gòu)梳理，使學(xué)生對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)初步了解。著重對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行分析，確定其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸為導(dǎo)向，對(duì)5G專網(wǎng)、5G邊緣計(jì)算在OT網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行探討。使學(xué)生掌握工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的傳輸模式，串聯(lián)前面所學(xué)內(nèi)容并為后續(xù)項(xiàng)目的具體實(shí)施奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)1）了解5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成。2）了解5G行業(yè)專網(wǎng)的3種模式。3）理解5G邊緣計(jì)算在OT網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式。4）理解5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸模式。5）掌握5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。2.技能目標(biāo)1）具備理解企業(yè)項(xiàng)目背景，選擇和規(guī)劃5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的能力。2）具備端側(cè)傳輸部署的能力。3）具備部署5G混合專網(wǎng)的能力。3.素質(zhì)目標(biāo)1）具有良好的科技文獻(xiàn)信息檢索和技術(shù)文檔閱讀的能力。2）具有整合和綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力。3）具有較強(qiáng)的集體意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作的能力。4）具有觸類旁通、舉一反三的能力。學(xué)習(xí)導(dǎo)圖任務(wù)4.1分析5G傳輸網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成導(dǎo)入4.1.1運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的分類1．無線側(cè)用戶手機(jī)和一些無線設(shè)備通過通信基站接入到無線接入網(wǎng)，在接入網(wǎng)側(cè)可以通過RTN（Real-timeNetwork，實(shí)時(shí)音視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)）或者IPRAN（IPRadioAccessNetwork）或者PTN（PacketTransportNetwork，分組傳送網(wǎng)）解決方案來解決，將信號(hào)傳遞給BSC/RNC（BaseStationController/RadioNetworkController，基站控制器/無線網(wǎng)絡(luò)控制器），即常說的通信基站。最后，將信號(hào)傳遞給核心網(wǎng)，其中核心網(wǎng)內(nèi)部的網(wǎng)元通過IP承載網(wǎng)來承載。其中，IPRAN中的IP指的是互聯(lián)協(xié)議，RAN指的是RadioAccessNetwork，相對(duì)于傳統(tǒng)的SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步數(shù)字體系）傳送網(wǎng)，IPRAN是基于IP的傳送網(wǎng)的。IPRAN常被人稱為：“無線接入網(wǎng)IP化”。4.1.1運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的分類2．固網(wǎng)側(cè)固網(wǎng)側(cè)是指終端用戶設(shè)備通過有線方式和無線方式接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備接入的部分網(wǎng)絡(luò)稱為接入網(wǎng)。接入網(wǎng)主要是GPON（gigabitpassiveopticalnetwork，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)），包括ONT（Opticalnetworkterminal，光網(wǎng)絡(luò)終端）、ODN（OpticalDistributionNetwork，光分配網(wǎng)）、OLT（opticallineterminal，光線路終端）。用戶信號(hào)從接入網(wǎng)接入，然后通過承載網(wǎng)送入核心網(wǎng)，核心網(wǎng)絡(luò)一般是由各運(yùn)行商來負(fù)責(zé)建設(shè)和管理的。核心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)往往又可以分為接入層、匯聚層和核心層三層結(jié)構(gòu)。核心網(wǎng)接口服務(wù)器一般采用BRAS（BroadbandRemoteAccessServer，寬帶接入服務(wù)器），其主要是實(shí)現(xiàn)認(rèn)證、鑒定和計(jì)費(fèi)功能。各核心網(wǎng)絡(luò)又通過承載網(wǎng)絡(luò)與骨干網(wǎng)絡(luò)相連，骨干網(wǎng)絡(luò)由國(guó)家出資建設(shè)，主要作用是連接不同運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于骨干網(wǎng)架構(gòu)又可以分為接入層和核心層兩個(gè)層次。4.1.1運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的分類固網(wǎng)側(cè)和無線側(cè)之間可以通過光纖進(jìn)行傳遞，其中，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的傳遞主要由波分設(shè)備來承擔(dān)，波分設(shè)備主要是通過WDM（WavelengthDivisionMultiplexing，波分復(fù)用）技術(shù)和SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步數(shù)字體系）來實(shí)現(xiàn)對(duì)大量信號(hào)的承載，通過OTN（opticaltransportnetwork，光傳送網(wǎng)）來封裝，以此來實(shí)現(xiàn)在波分系統(tǒng)中更好的傳遞。4.1.2部署接入網(wǎng)企業(yè)中往往采用無線側(cè)的方式，使用第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5thGenerationMobileCommunicationTechnology，5G）來實(shí)現(xiàn)終端采集設(shè)備和工業(yè)設(shè)備接入到無線接入設(shè)備中，通過通信基站進(jìn)行信號(hào)的接收，然后傳遞給核心網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息的傳輸。接下來針對(duì)接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)的部署，來進(jìn)行任務(wù)實(shí)施。如圖所示為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的簡(jiǎn)化版示意圖。通過無線接入網(wǎng)（RadioAccessNetwork）把所有的用戶移動(dòng)端接入到通信網(wǎng)絡(luò)中。通信基站在接入網(wǎng)絡(luò)中起到了至關(guān)重要的作用，它的主要功能是提供無線覆蓋，即實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)與無線終端之間的無線信號(hào)傳輸。導(dǎo)入移動(dòng)通信是進(jìn)行無線通信的現(xiàn)代化技術(shù)，這種技術(shù)是電子計(jì)算機(jī)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要成果之一。移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)過第一代1G到第四代技術(shù)4G的發(fā)展，目前，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)普遍使用的第五代移動(dòng)通信技術(shù)5G，這也是目前改變世界的幾種主要技術(shù)之一。4.1.2部署接入網(wǎng)與前幾代技術(shù)相比，5G網(wǎng)絡(luò)作為新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)具有高速率、低時(shí)延和萬(wàn)物互聯(lián)的優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。1.5G的網(wǎng)絡(luò)速率是4G網(wǎng)絡(luò)速度的10倍以上，可以達(dá)到500Mbps~2GMbps。2.5G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)每平方公里至少載100萬(wàn)臺(tái)終端設(shè)備。遍布各個(gè)角落的基站設(shè)置將滿足海量用戶的通信要求，并保障數(shù)以億計(jì)的設(shè)備安全接入網(wǎng)絡(luò)，即便在最遙遠(yuǎn)偏僻的地方也不例外。簡(jiǎn)而言之，5G將可以實(shí)現(xiàn)“隨時(shí)隨地萬(wàn)物接入”。1G到4G網(wǎng)絡(luò)主要解決的是人與人之間的通信，而5G則側(cè)重解決人與物、物與物之間的通信，可以實(shí)現(xiàn)真正的“萬(wàn)物互聯(lián)”。3.5G網(wǎng)絡(luò)在把數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)一端傳送到另一端所需要的時(shí)間，即時(shí)延上也大大的降低了，典型的端到端的時(shí)延為5-10ms左右，低時(shí)性延為萬(wàn)物互聯(lián)提供了可能。1.5G技術(shù)以及移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展4.1.2部署接入網(wǎng)盡管5G網(wǎng)絡(luò)在很多方面有了大幅度的提升，但其通信網(wǎng)絡(luò)的邏輯架構(gòu)相比4G網(wǎng)絡(luò)并沒有發(fā)生太大的變化，通信網(wǎng)絡(luò)依然采用接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)三個(gè)模塊，如圖所示用戶通信數(shù)據(jù)在接入網(wǎng)、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)。1.5G技術(shù)以及移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展4.1.2部署接入網(wǎng)對(duì)于接入網(wǎng)最重要的核心組件是通信基站，如圖所示通信基站。通信基站通常包括BBU（BuildingBasebandunit，室內(nèi)基帶處理單元）和RRU（RadioRemoteUnit，射頻拉遠(yuǎn)單元），BBU和RRU之間使用光纖連接，傳輸基帶數(shù)字信號(hào)，一個(gè)BBU可以支持多個(gè)RRU。1.5G技術(shù)以及移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展4.1.2部署接入網(wǎng)其中，BBU主要負(fù)責(zé)信號(hào)編碼、復(fù)用、調(diào)制和擴(kuò)頻，即對(duì)信號(hào)的處理功能。如圖所示。RRU通過饋線連接天線，主要包括4個(gè)模塊：中頻模塊、收發(fā)信機(jī)模塊、功放模塊和濾波模塊。中頻模塊用于光傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)、數(shù)字上下變頻、模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)（A/D）轉(zhuǎn)換等，收發(fā)信機(jī)模塊用來完成中頻信號(hào)到射頻信號(hào)的變換，再經(jīng)過功放模塊和濾波模塊，將射頻信號(hào)通過天線口發(fā)射出去。這里要說明的是中頻信號(hào)是高頻信號(hào)經(jīng)過變頻而獲得的一種信號(hào)，為了使放大器能夠穩(wěn)定的工作和減小干擾，一般的接收機(jī)都要將高頻信號(hào)變?yōu)橹蓄l信號(hào)。1.5G技術(shù)以及移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展4.1.2部署接入網(wǎng)在移動(dòng)通信發(fā)展過程中，基站的租賃費(fèi)用以及保證基站正常運(yùn)行的電費(fèi)與維護(hù)費(fèi)用是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在接入網(wǎng)的主要成本支出。移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商出于對(duì)運(yùn)營(yíng)成本與設(shè)備運(yùn)行環(huán)境要求綜合考量，不斷改善接入網(wǎng)設(shè)備的部署方式，發(fā)展至今，基站部署的發(fā)展歷程大體經(jīng)歷了5個(gè)階段。2.基站部署的發(fā)展歷程4.1.2部署接入網(wǎng)（1）第一階段：設(shè)備集成度高，集中部署管理。BBU、RRU和供電單元等設(shè)備，集成在一起放在專門建成的機(jī)房的機(jī)柜中，為保障設(shè)備的正常運(yùn)行，基站建設(shè)的環(huán)境要參照計(jì)算機(jī)機(jī)房建設(shè)，如對(duì)靜電、噪聲、照亮、無線電干擾場(chǎng)強(qiáng)、磁場(chǎng)干擾、地板振動(dòng)加速值、溫度濕度、電阻、污染物等指標(biāo)都有一定的要求。因此，建設(shè)成本與后期運(yùn)行維護(hù)成本較高。如圖所示BBU、RRU集成部署。2.基站部署的發(fā)展歷程4.1.2部署接入網(wǎng)（2）第二階段：拆分BBU與RRU，設(shè)備分散放置。設(shè)備RRU和BBU硬件上不再放在一起，RRU通常會(huì)掛在機(jī)房的墻上。BBU有時(shí)候掛墻，不過大部分時(shí)候是在機(jī)柜里。設(shè)備的拆分降低了設(shè)備功耗，減少了設(shè)備發(fā)熱。分散放置改善了設(shè)備與設(shè)備間通風(fēng)環(huán)境，降低設(shè)備環(huán)境需求，不再需要空調(diào)降溫即可保證設(shè)備正常運(yùn)行。如圖所示BBU與RRU分散放置。2.基站部署的發(fā)展歷程4.1.2部署接入網(wǎng)（3）第三階段：RRU不再放在室內(nèi)，而是被搬到了天線的身邊，抱桿掛在塔桿上，業(yè)內(nèi)稱之為“RRU拉遠(yuǎn)”。此時(shí)無線接入網(wǎng)RAN根據(jù)設(shè)備的部署分布情況演變成了D-RAN（Distributed-RAN，分布式無線接入網(wǎng)）。采用D-RAN的方式一方面，大大縮短了RRU和天線之間饋線的長(zhǎng)度，減少了信號(hào)損耗，同時(shí)也降低了饋線的成本；另一方面，可以讓網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃更加靈活。畢竟RRU和天線的體積都比較小，想怎么放置，就怎么放置。但是，此階段仍然需要建設(shè)室內(nèi)機(jī)房或者方艙來存放BBU、電源等設(shè)備。如圖所示為“RRU拉遠(yuǎn)”模式部署。2.基站部署的發(fā)展歷程4.1.2部署接入網(wǎng)（4）第四階段：除了RRU拉遠(yuǎn)之外，把BBU全部都集成存放在中心機(jī)房（CO，CentralOffice）形成一個(gè)BBU基帶池。此時(shí)分布式無線接入網(wǎng)D-RAN演變成了C-RAN（Centralized-RAN，集中化無線接入網(wǎng)）。采用C-RAN的方式一方面可以極大減少基站機(jī)房的數(shù)量，減少配套設(shè)備，便于統(tǒng)一管理，資源調(diào)配更加靈活；另一方面拉遠(yuǎn)之后的RRU搭配天線部署使用，可以安裝在離用戶更近距離的位置，降低網(wǎng)絡(luò)功耗。在C-RAN模式下，基站實(shí)際上是對(duì)于用戶來說“不見了”，所有的實(shí)體基站變成了虛擬基站，這樣就省去了基站的建設(shè)、租賃和維護(hù)費(fèi)用。如圖所示為BBU集中管理。2.基站部署的發(fā)展歷程4.1.2部署接入網(wǎng)（5）第五階段：5G時(shí)代為了滿足增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（EnhancedMobileBroadband，eMBB）、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（MassiveMachineTypeCommunication，mMTC）和低時(shí)延高可靠通信（Ultra-ReliableLow-LatencyCommunications，uRLLC）三大要求，并提高資源利用率，將基站結(jié)構(gòu)做了一定的改變，重構(gòu)為3個(gè)功能實(shí)體：BBU被拆分為CU（Centreunit控制單元）、DU（Distributedunit分布單元），即將高層協(xié)議處理（分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議/無線資源控制協(xié)議，PDCP/RRC）分離出來成為獨(dú)立的邏輯單元集中由CU處理，底層協(xié)議處理（訪問控制層/物理層，MAC/PHY）仍保留在在站點(diǎn)分部處理，該架構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)多連接、高低頻協(xié)作、簡(jiǎn)化切換流程、利于平臺(tái)開放；天線和RRU被集成在一個(gè)AAU（ActiveAntennaUnit，有源天線單元）中，完成信號(hào)收發(fā)、縮放、濾波、光電轉(zhuǎn)換等工作。如圖所示為重構(gòu)后的接入網(wǎng)。2.基站部署的發(fā)展歷程CU：原來BBU的非實(shí)時(shí)處理功能部分將分割出來，重新定義為CU，負(fù)責(zé)處理非實(shí)時(shí)協(xié)議和服務(wù)。DU：BBU的剩余功能重新定義為DU，負(fù)責(zé)處理物理層協(xié)議和實(shí)時(shí)服務(wù)。AAU：BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合并為AAU。4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)5G承載網(wǎng)是指基站與基站之間、基站與核心網(wǎng)之間的連接系統(tǒng)，承擔(dān)著數(shù)據(jù)的傳輸功能。承載網(wǎng)做為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕A(chǔ)資源，必須先于接入網(wǎng)首先部署完成，這就是業(yè)界常說的“承載先行”。5G承載網(wǎng)的部署主要分為：前傳，即有源天線AAU到分布單元DU之間的部署；中傳，即分布單元DU到控制單元CU之間的部署；回傳，即控制單元CU到核心網(wǎng)之間的部署。接下來針對(duì)這三個(gè)部分來看一下具體的部署。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)1．承載網(wǎng)前傳的部署：前傳的部署方式由AAU站點(diǎn)與DU站點(diǎn)之間的連接方式?jīng)Q定的。根據(jù)二者之間的不同連接方式，主要有分為三種方式：（1）光纖直連部署方式（2）無源WDM（WavelengthDivisionMultiplexing，波分復(fù)用）部署方式（3）有源WDM/OTN（波分復(fù)用/光傳送網(wǎng)）部署方式1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)（1）光纖直連部署方式。每個(gè)AAU與DU之間全部采用光纖點(diǎn)到點(diǎn)直連的組網(wǎng)方式。采用光纖直連的實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，傳輸信號(hào)穩(wěn)定、速度快。對(duì)信息傳輸質(zhì)量要求高的區(qū)域或者光纖資源豐富的區(qū)域可以采用此方案。其方式存在的問題主要體現(xiàn)在，隨著5G通信基站、載頻數(shù)量的急劇增加，對(duì)光纖的使用量也隨著激增。因?yàn)楣饫w的鋪設(shè)成本高，因此該方案的造價(jià)成本高。如圖所示采用光纖直連的方式。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)（2）無源WDM（WavelengthDivisionMultiplexing，波分復(fù)用）部署方式。WDM光復(fù)用傳輸鏈路中的光電轉(zhuǎn)換器，也稱為WDM波分光模塊。是利用不同光波承載不同業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)在同一根光纖中同時(shí)傳輸多種業(yè)務(wù)的技術(shù)。將WDM模塊安裝到AAU和DU上，通過無源設(shè)備完成WDM功能，利用一對(duì)或者一根光纖提供多個(gè)AAU到DU的連接。這樣可以大大節(jié)省光纖的開銷。如圖所示采用無源WDM部署方式。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)為了更好的理解WDM波分復(fù)用，利用不同光波承載不同業(yè)務(wù)的技術(shù)，下面通過一個(gè)比喻來講解。如果將光纖比喻為高速公路，在WDM系統(tǒng)中用于傳輸不同業(yè)務(wù)的光波走不同的車道，不同的業(yè)務(wù)對(duì)應(yīng)不同的貨車，微博、視頻、微信等不同傳輸業(yè)務(wù)就相當(dāng)于待運(yùn)輸?shù)陌?，這些包裹直接放到不同貨車上。如果不分車道，這些貨車都想進(jìn)入光纖傳輸，那么一擁而入會(huì)造成整條高速公路車流混亂無序，影響傳輸效率。有了WDM，就可以實(shí)現(xiàn)在同一根光纖上同時(shí)傳輸，相當(dāng)于在高速公路上為不同車輛劃分車道，讓不同車輛在不同車道上同時(shí)跑起來，提高了傳輸效率。如圖所示，用高速公路比喻光纖，不同光波走不同的車道，不同的業(yè)務(wù)在不同的貨車上。采用無源WDM部署方式，雖然節(jié)約了光纖資源，但是也存在著運(yùn)維困難，不易管理等問題，同時(shí)，當(dāng)產(chǎn)生故障的時(shí)候，故障定位點(diǎn)較難確認(rèn)。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)（3）有源WDM/OTN（波分復(fù)用/光傳送網(wǎng)）部署方式。在AAU站點(diǎn)和DU機(jī)房中配置相應(yīng)的WDM/OTN設(shè)備，OTN（OpticalTransportNetwork，光傳送網(wǎng)）。WDM技術(shù)最大優(yōu)勢(shì)是很好利用光纖資源，可以提供大容量的傳輸數(shù)據(jù)能力。但是WDM還有以下明顯缺點(diǎn)：如果WDM車輛上的業(yè)務(wù)“包裹”在運(yùn)輸過程中出錯(cuò)了，沒辦法識(shí)別。即WDM系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)的監(jiān)控管理運(yùn)維能力弱。如果某業(yè)務(wù)在WDM系統(tǒng)指定波道傳輸后，該波道不能再給其他業(yè)務(wù)使用，會(huì)造成資源浪費(fèi)。就好比，在高速公路上，每種車輛走的車道是固定，如果該車道空閑，其他類型車輛也是不可以走此車道的。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量急速激增，因此，需要繼續(xù)開發(fā)WDM的潛力，改善WDM的能力，OTN光傳送網(wǎng)技術(shù)由此誕生了。如果說WDM系統(tǒng)類似高速公路交通系統(tǒng)，OTN則是升級(jí)版高速公路交通系統(tǒng)，如圖所示。1.部署5G承載網(wǎng)WDM/OTN方式其升級(jí)功能主要表現(xiàn)在下面兩方面：4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)增加運(yùn)維規(guī)則，具體措施是增加了幀結(jié)構(gòu)，提升業(yè)務(wù)的監(jiān)控管理運(yùn)維能力。1.部署5G承載網(wǎng)在WDM系統(tǒng)中，僅是將進(jìn)入WDM系統(tǒng)的無波長(zhǎng)信息的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成有波長(zhǎng)信息業(yè)務(wù)，放到WDM系統(tǒng)傳輸。也就是說，WDM系統(tǒng)對(duì)所傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)沒監(jiān)督機(jī)制，只保證業(yè)務(wù)可以傳輸?shù)浇邮斩?。在OTN系統(tǒng)中，提供了一套業(yè)務(wù)放到OTN系統(tǒng)的規(guī)則，也就是所說的幀結(jié)構(gòu)要求。進(jìn)入OTN系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，會(huì)先根據(jù)OTN幀結(jié)構(gòu)要求打包，即加入監(jiān)控管理運(yùn)維的信息，然后再轉(zhuǎn)換成帶波長(zhǎng)信息的業(yè)務(wù)放到OTN系統(tǒng)傳輸。4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)增加電交叉功能，使得OTN系統(tǒng)可以分別處理客戶業(yè)務(wù)信號(hào)和波分信號(hào)。1.部署5G承載網(wǎng)WDM系統(tǒng)在傳輸客戶業(yè)務(wù)時(shí)，首先需要將客戶業(yè)務(wù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成波分信號(hào)，傳統(tǒng)的WDM系統(tǒng)在處理此功能時(shí)，是直接通過同一塊單板實(shí)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)每種客戶業(yè)務(wù)均需要占用一個(gè)光波承載。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的客戶業(yè)務(wù)類型越來越多的時(shí)候，為了這些業(yè)務(wù)可以在WDM系統(tǒng)傳輸，一方面需要開發(fā)承載這些業(yè)務(wù)的新單板，會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本；另一方面這些業(yè)務(wù)也會(huì)占用更多光波，導(dǎo)致資源緊張。因此，OTN系統(tǒng)引入了電交叉功能，這功能好比在傳統(tǒng)WDM運(yùn)輸系統(tǒng)增加了貨物調(diào)度中心。貨物調(diào)度中心將進(jìn)入OTN運(yùn)輸系統(tǒng)的不同貨物（即不同業(yè)務(wù)），打包并調(diào)度放到不同車輛（即用不同光波來承載）。4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)總之，WDM/OTN技術(shù)在信息數(shù)據(jù)量高速膨脹的今天，充當(dāng)著數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大容量運(yùn)輸系統(tǒng)，不斷以更高可靠性、更高靈活調(diào)度能力、更高資源利用率傳送著這些信息數(shù)據(jù)“貨物”。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)2．承載網(wǎng)中傳與回傳的部署：即部署分布單元DU與集中單元CU之間的連接以及集中單元CU到核心網(wǎng)之間的連接。由于中傳與回傳對(duì)于承載網(wǎng)在帶寬、組網(wǎng)靈活性、網(wǎng)絡(luò)切片等方面需求是基本一致的，所以可以使用統(tǒng)一的連接部署方案。主要有以下兩種方式：（1）分組增強(qiáng)型OTN+IPRAN（光傳送網(wǎng)+無線IP網(wǎng)）部署方式（2）端到端分組增強(qiáng)型OTN（光傳送網(wǎng)）部署方式1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)（1）分組增強(qiáng)型OTN+IPRAN（光傳送網(wǎng)+無線IP網(wǎng)）部署方式利用分組增強(qiáng)型光傳送網(wǎng)設(shè)備組建中傳網(wǎng)絡(luò)，回傳部分繼續(xù)使用現(xiàn)有無線IP網(wǎng)架構(gòu)。如圖所示為分組增強(qiáng)型OTN+IPRAN部署方式。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)（2）端到端分組增強(qiáng)型OTN（光傳送網(wǎng)）部署方式全程采用增強(qiáng)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能的分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備實(shí)現(xiàn)，即中傳與回傳網(wǎng)絡(luò)全部使用分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)。如圖所示為端到端分組增強(qiáng)型OTN部署方式。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)與分組增強(qiáng)型OTN+IPRAN方案相比，端到端分組增強(qiáng)型OTN方案可以避免分組增強(qiáng)型OTN與IPRAN的互聯(lián)互通和跨專業(yè)協(xié)調(diào)的問題，從而更好地發(fā)揮分組增強(qiáng)型OTN強(qiáng)大的組網(wǎng)能力和端到端的維護(hù)管理能力。1.部署5G承載網(wǎng)4.1.3部署5G承載網(wǎng)與核心網(wǎng)5G核心網(wǎng)的部署和維護(hù)主要由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來組織實(shí)施。從2G系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)到5G系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)不僅其硬件平臺(tái)變化巨大，其網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)也發(fā)生了徹底改變。如圖所示2G到5G網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的演變。5G核心網(wǎng)，采用基于服務(wù)的架構(gòu)（ServiceBasedArchitecture，SBA）。其演變思路有兩個(gè)。一個(gè)是分離，具體來說，就是網(wǎng)元設(shè)備的功能開始細(xì)化，不再是一個(gè)設(shè)備集成多個(gè)功能，而是進(jìn)行拆分，各司其事就；另外一個(gè)是軟件化，5G通過架構(gòu)和功能擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)了軟件定義網(wǎng)絡(luò)功能（SDN），也就是更多的通過軟件來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。在將來，核心網(wǎng)的硬件和IT行業(yè)的硬件一樣，而軟件就演變?yōu)轭愃朴谑謾C(jī)上的APP，易于用戶使用。由于5G核心網(wǎng)的部署維護(hù)主要由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商來組織實(shí)施，因此，本教材不做細(xì)節(jié)討論。2.部署5G核心網(wǎng)任務(wù)4.2面向行業(yè)應(yīng)用的區(qū)域化5G專網(wǎng)解析導(dǎo)入5G專網(wǎng)是相對(duì)于5G公網(wǎng)而言的。公網(wǎng)是面向全體用戶提供普遍服務(wù)的公共通信網(wǎng)絡(luò)，平時(shí)打電話、上網(wǎng)等用的都是公網(wǎng)。這時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)資源為所有用戶共享，用戶間權(quán)益平等。而所謂專網(wǎng)，是指在特定區(qū)域?yàn)樘囟ㄐ袠I(yè)或企業(yè)用戶提供的專用通信網(wǎng)絡(luò)。相較于公網(wǎng)，專網(wǎng)性能更強(qiáng)、可靠性更高，安全性更好，且可隨用戶需求進(jìn)行專門的定制。面向行業(yè)應(yīng)用的區(qū)域化5G專網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)需求個(gè)性化、行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景化等特點(diǎn)。所謂區(qū)域化，是指5G專網(wǎng)服務(wù)的部署范圍可根據(jù)區(qū)域設(shè)計(jì)，可面向封閉式的使用場(chǎng)景，如制造業(yè)園區(qū)、港口、礦山等；5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)需求個(gè)性化，是指對(duì)時(shí)延要求嚴(yán)苛、可靠性要求高、上行速率需求高、數(shù)據(jù)安全和隔離要求嚴(yán)格等；行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景化，是指5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將為不同的行業(yè)場(chǎng)景就近部署算力并提供能力開放。邏輯上，5G專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包含接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)三個(gè)模塊。按其實(shí)現(xiàn)功能又可分為三個(gè)功能平面，分別為接入平面、控制平面和用戶平面。接入平面負(fù)責(zé)整個(gè)末端設(shè)備的接入，控制平面負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制層面的數(shù)據(jù)信令等消息的傳輸承載，用戶平面主要負(fù)責(zé)接入以及核心數(shù)據(jù)的路由尋址，流量轉(zhuǎn)發(fā)，在中間起到接續(xù)的作用。5G專網(wǎng)可與現(xiàn)有IT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容互通，網(wǎng)絡(luò)能力、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也將不斷演進(jìn)升級(jí)。最后，對(duì)于多數(shù)企業(yè)重要的一點(diǎn)是，5G公網(wǎng)與專網(wǎng)的融合部署可縮短建設(shè)周期，進(jìn)而大大降低成本。5G專網(wǎng)服務(wù)不僅僅是一張通信網(wǎng)絡(luò)，更是一種融合網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、應(yīng)用平臺(tái)全面定制的綜合解決方案。5G專網(wǎng)按其不同用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用方式，分為三種類型：5G虛擬專網(wǎng)、5G混合專網(wǎng)以及5G獨(dú)立專網(wǎng)。4.2.15G虛擬專網(wǎng)解析5G虛擬專網(wǎng)模式中，企業(yè)專網(wǎng)用戶和企業(yè)內(nèi)公眾用戶，共享5G基站、5G承載網(wǎng)、5G核心網(wǎng)（控制面和用戶面）。如圖所示為5G虛擬專用示意圖。企業(yè)專網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)流，從企業(yè)專網(wǎng)用戶終端，經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商在園區(qū)里共享基站，5G承載網(wǎng)，到公網(wǎng)用戶面（UPF），再通過專線傳回企業(yè)云。企業(yè)用戶數(shù)據(jù)一般都會(huì)出園區(qū)。園區(qū)里面普通用戶數(shù)據(jù)流，通過運(yùn)營(yíng)商在園區(qū)里共享基站，經(jīng)過5G移動(dòng)承載網(wǎng)傳到公網(wǎng)用戶面（UPF）。流程和園區(qū)外普通用戶的業(yè)務(wù)流一樣。由運(yùn)營(yíng)商保證基站到公網(wǎng)用戶面（UPF）通信性能和數(shù)據(jù)安全。4.2.25G獨(dú)立專網(wǎng)解析5G獨(dú)立專網(wǎng)模式中，為企業(yè)專網(wǎng)用戶和企業(yè)內(nèi)公眾用戶分別建設(shè)獨(dú)立的5G網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)專網(wǎng)用戶有獨(dú)立的無線頻段、獨(dú)立的基站和獨(dú)立的5G核心網(wǎng)（獨(dú)立的控制面和用戶面），所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都在園區(qū)里，通過園區(qū)網(wǎng)絡(luò)互連。5G企業(yè)獨(dú)立專網(wǎng)可以由運(yùn)營(yíng)商來建設(shè)，也可以是企業(yè)自建。如圖所示為5G獨(dú)立專網(wǎng)示意圖。運(yùn)營(yíng)商同時(shí)在企業(yè)園區(qū)里部署5G公網(wǎng)，和園區(qū)外部署方案一致，提供普通用戶的5G業(yè)務(wù)。企業(yè)專網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)流，從企業(yè)專網(wǎng)用戶終端，經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商在園區(qū)里的獨(dú)立基站，直接到園區(qū)5GMEC服務(wù)器的UPF，最后通過園區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)連接企業(yè)云，企業(yè)用戶數(shù)據(jù)不出園區(qū)；園區(qū)里面普通用戶數(shù)據(jù)流，通過運(yùn)營(yíng)商在園區(qū)里共享基站，經(jīng)過5G移動(dòng)承載網(wǎng)傳到公網(wǎng)UPF。其流程和園區(qū)外普通用戶的業(yè)務(wù)流一樣。其中，用戶面UPF的實(shí)現(xiàn)方式是在靠近MEC的位置部署，在5G核心網(wǎng)的控制下，使用UPF對(duì)終端要訪問的業(yè)務(wù)進(jìn)行分流，即UPF需要識(shí)別出哪些業(yè)務(wù)流是訪問MEC的業(yè)務(wù)流，如果UPF檢測(cè)到MEC業(yè)務(wù)流，就把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到MEC上，如果不是MEC業(yè)務(wù)流則轉(zhuǎn)發(fā)到企業(yè)云上。4.2.35G混合專網(wǎng)解析5G混合專網(wǎng)模式中，企業(yè)專網(wǎng)用戶和企業(yè)內(nèi)公眾用戶，共享5G基站和5G核心網(wǎng)控制面。企業(yè)專網(wǎng)用戶有獨(dú)立的、部署在企業(yè)園區(qū)里的5GMEC服務(wù)器（包括獨(dú)立的用戶面），5GMEC服務(wù)器在園區(qū)里面和企業(yè)云互連。如圖所示為5G混合專網(wǎng)示意圖。企業(yè)專網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)流，從企業(yè)專網(wǎng)用戶終端，經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商在園區(qū)里的共享基站，直接到園區(qū)5GMEC服務(wù)器的UPF，最后通過園區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)連接企業(yè)云。企業(yè)用戶數(shù)據(jù)不出園區(qū)，但5G用戶的控制信息會(huì)出園區(qū)，被發(fā)送到運(yùn)營(yíng)商的5G核心網(wǎng)控制面；園區(qū)里面普通用戶數(shù)據(jù)流，通過運(yùn)營(yíng)商在園區(qū)里共享基站，經(jīng)5G移動(dòng)承載網(wǎng)傳到公網(wǎng)UPF。其流程和園區(qū)外普通用戶的業(yè)務(wù)流一樣。采用運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)來建設(shè)專網(wǎng)，具有成本低、建設(shè)速度快、專業(yè)建設(shè)和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，大多數(shù)企業(yè)采用的是5G混合專網(wǎng)模式?？偨Y(jié)對(duì)比5G虛擬專網(wǎng)5G混合專網(wǎng)5G獨(dú)立專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)共享共享基站、5G移動(dòng)承載網(wǎng)、5G核心網(wǎng)共享基站、5G核心網(wǎng)的控制面系統(tǒng)無共享數(shù)據(jù)是否出園區(qū)出園區(qū)不出園區(qū)不出園區(qū)MEC位置比較高，在運(yùn)營(yíng)商機(jī)房下移到園區(qū)下移到園區(qū)低延遲中高高數(shù)據(jù)傳輸安全比較高（可以用切片）很高最高靈活自服務(wù)低中高成本低中高客戶對(duì)象對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和邊緣計(jì)算要求不高，對(duì)成本比較敏感的中小企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能尤其是時(shí)延要求高，同時(shí)對(duì)本企業(yè)數(shù)據(jù)管控有較高要求的客戶，如工業(yè)視覺檢測(cè)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、云化PLC、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、移動(dòng)診療車、AGV調(diào)度與導(dǎo)航、機(jī)器人巡檢等對(duì)安全、性能、自管理要求苛刻的行業(yè)客戶，如礦山（礦山井下采礦、礦車無人駕駛）、港口（吊車遠(yuǎn)控、自動(dòng)集卡）大型工廠、電網(wǎng)等任務(wù)4.35G邊緣計(jì)算在OT網(wǎng)絡(luò)的部署導(dǎo)入德國(guó)的“工業(yè)4.0”、美國(guó)的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和我國(guó)的“中國(guó)制造2025”都致力于實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)（IT）與運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）的共同發(fā)展。邊緣計(jì)算能夠提高數(shù)據(jù)處理效率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)篩選，從而滿足工業(yè)企業(yè)的實(shí)時(shí)性、海量連接等方面的需求。作為新一代數(shù)字技術(shù)，5G為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了新的手段，也為運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入行業(yè)數(shù)字化市場(chǎng)帶來新的機(jī)遇。企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求從IT向OT發(fā)展。運(yùn)營(yíng)商提供的產(chǎn)品和服務(wù)也不僅局限于企業(yè)寬帶、專線等連接服務(wù)，不僅僅是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（InternetDataCenter，IDC）、服務(wù)器等IT資源，也包括移動(dòng)辦公、視頻服務(wù)等通用業(yè)務(wù)和深入企業(yè)OT的信息化解決方案。5G與邊緣計(jì)算的結(jié)合在企業(yè)網(wǎng)，特別是OT網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來了新的通信應(yīng)用能力和應(yīng)用模式。導(dǎo)入運(yùn)營(yíng)技術(shù)OT是使用硬件和軟件來控制工業(yè)設(shè)備的實(shí)踐方法。是通過軟、硬件結(jié)合的方式來進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，通過直接控制工業(yè)設(shè)備和企業(yè)的一些事件來檢測(cè)整個(gè)過程中是否發(fā)生了任何變化，提高了工業(yè)設(shè)備的可用性和可靠性。OT系統(tǒng)通過持續(xù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的軟、硬件來確保工業(yè)運(yùn)營(yíng)的安全，還有助于支持基礎(chǔ)設(shè)施，如制造、國(guó)防公用事業(yè)等。OT網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)層面工作，面向企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件，以處理任何組織的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。如圖所示為工業(yè)企業(yè)OT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，OT網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備和應(yīng)用一般分為5層，即設(shè)備層、邊緣控制器層、邊緣網(wǎng)關(guān)層、邊緣云層和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)層。傳統(tǒng)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)OT網(wǎng)絡(luò)是有線網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備和邊緣控制器之間一般采用簡(jiǎn)單的、實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。邊緣控制器和邊緣網(wǎng)關(guān)之間一般采用工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)建車間級(jí)網(wǎng)絡(luò)。5G邊緣計(jì)算在OT網(wǎng)絡(luò)中的部署一般采用5G混合專網(wǎng)模式，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了移動(dòng)和低延遲通信能力。5G邊緣計(jì)算在OT網(wǎng)絡(luò)中，主要有“低延遲無線通信”和“無線通信+邊緣計(jì)算”兩種部署方式。4.3.1“低延遲無線通信”模式部署“低延遲無線通信”模式提供低延遲無線通信連接，為設(shè)備層、邊緣控制層和邊緣網(wǎng)關(guān)層間提供5G通信連接，對(duì)應(yīng)原來有線通信時(shí)，用現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)通信連接設(shè)備層、邊緣控制層和邊緣網(wǎng)關(guān)層。大部分情況只需要用戶面（UPF）來提供5G通信連接，不需要提供邊緣計(jì)算應(yīng)用。由于設(shè)備層、邊緣控制層和邊緣網(wǎng)關(guān)層設(shè)備間都采用L2二層網(wǎng)絡(luò)接口，當(dāng)工業(yè)設(shè)備商和企業(yè)不希望重新改造相關(guān)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信接口和協(xié)議，因此5GLAN（LocalAreaNetwork，局域網(wǎng)）和5GTSN（Time-SensitiveNetwork，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)）被用來提供二層通信連接，組建一個(gè)端到端的L2業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。4.3.1“低延遲無線通信”模式部署如圖所示為傳統(tǒng)二層OT有線網(wǎng)絡(luò)和5G“低延遲無線通信”組網(wǎng)模式的對(duì)比示意圖，在傳統(tǒng)的OT有線網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備通過L2有線網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)）連接到控制器。5G“低延遲無線通信”模式組網(wǎng)是由5G基站、CSG（CellSiteGateway，基站側(cè)網(wǎng)關(guān)）、5GMEC系統(tǒng)（一般不需要提供邊緣計(jì)算應(yīng)用）組成，通過防火墻和企業(yè)OT網(wǎng)絡(luò)連接；5GMEC中的UPF和無線基站一起提供5G通信連接；設(shè)備可以通過5G模組或5GCPE（CustomerPremiseEquipment，客戶終端設(shè)備）來上5G網(wǎng)絡(luò)。4.3.1“低延遲無線通信”模式部署5G網(wǎng)絡(luò)從基站到UPF之間，通過GTP（GPRSTunnelingProtocol，GPRS隧道協(xié)議）封裝來傳輸L2數(shù)據(jù)幀（如以太網(wǎng)幀），這個(gè)傳輸過程要經(jīng)過運(yùn)營(yíng)商的IPRAN網(wǎng)絡(luò)和MEC網(wǎng)關(guān)路由器。L2幀在UPF被從GTP解封裝出，再通過數(shù)通網(wǎng)絡(luò)的L2VPN（二層虛擬專用網(wǎng)）傳輸?shù)娇刂破?，中間要穿越MEC防火墻和企業(yè)防火墻，以及MEC網(wǎng)關(guān)路由器和企業(yè)園區(qū)網(wǎng)。5G“低延遲無線通信”模式網(wǎng)絡(luò)的低延遲和高可靠性通信的能力，是其取代傳統(tǒng)OT有線網(wǎng)絡(luò)的必要前提。在5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景中，eMBB：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶，是針對(duì)大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)；mMTC：大連接物聯(lián)網(wǎng)，針對(duì)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)；URLLC：超高可靠超低時(shí)延通信，例如無人駕駛等業(yè)務(wù)就是面向這個(gè)網(wǎng)絡(luò)模式和應(yīng)用。4.3.2“無線通信+邊緣計(jì)算”模式部署“無線通信+邊緣計(jì)算”模式為設(shè)備側(cè)、邊緣控制器層和邊緣網(wǎng)關(guān)層提供到邊緣云的通信連接，相較與“低延遲無線通信”模式，提供了到邊緣云的連接。一般是提供三層（IP層）通信連接，相較于提供二層（L2層）通信連接的“低延遲無線通信”模式部署，延遲要求一般會(huì)略低。MEP（MessageExchangePattern，消息交換模式）平臺(tái)及應(yīng)用可以部署在5GMEC中，提供前端實(shí)時(shí)智能應(yīng)用，并且能調(diào)用5G的開放通信能力，來編寫有5G特色的智能應(yīng)用。4.3.2“無線通信+邊緣計(jì)算”模式部署如圖所示為傳統(tǒng)三層OT有線網(wǎng)絡(luò)和5G“無線通信+邊緣計(jì)算”組網(wǎng)模式的對(duì)比示意圖，在傳統(tǒng)的三層OT有線網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備通過工廠有線網(wǎng)絡(luò)，把現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)、車間網(wǎng)、廠間網(wǎng)，連接到邊緣云，一些遠(yuǎn)程控制應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)跨廠區(qū)的作業(yè)。5G“無線通信+邊緣計(jì)算”模式組網(wǎng)是由5G基站，CSG（CellSiteGateway，基站側(cè)網(wǎng)關(guān)），5GMEC系統(tǒng)（能提供邊緣計(jì)算應(yīng)用）組成，通過防火墻和企業(yè)OT網(wǎng)絡(luò)連接；5GMEC中的UPF和無線基站一起提供5G通信連接，MEP支持邊緣計(jì)算應(yīng)用；設(shè)備可以通過5G模組或5GCPE來上5G網(wǎng)絡(luò)。4.3.2“無線通信+邊緣計(jì)算”模式部署5G“無線通信+邊緣計(jì)算”模式，不僅提供5G實(shí)時(shí)連接，而且提供實(shí)時(shí)邊緣計(jì)算應(yīng)用，比如工業(yè)視覺檢測(cè)。5GMEC中的邊緣計(jì)算，可以看作園區(qū)邊緣云應(yīng)用的下移。5G通信能力開放包括無線網(wǎng)絡(luò)位置服務(wù)（提供基于無線基站定位的用戶位置信息），和無線網(wǎng)絡(luò)帶寬及服務(wù)器質(zhì)量（QualityofService，QoS）管理等。用戶應(yīng)用如需要對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)上下行帶寬進(jìn)行差異化控制，由MEP和無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)工業(yè)應(yīng)用直接部署在5GMEC的MEP平臺(tái)中，完成實(shí)時(shí)邊緣計(jì)算，直接把計(jì)算結(jié)果反饋給相關(guān)設(shè)備。比如，工業(yè)攝像機(jī)把產(chǎn)品檢測(cè)信息發(fā)到5GMEC，部署在MEP中的工業(yè)視覺應(yīng)用進(jìn)行邊緣計(jì)算，挑出不合格的產(chǎn)品，并將計(jì)算結(jié)果反饋給生產(chǎn)線上的控制設(shè)備，把不合格的產(chǎn)品挑出來。這樣，生產(chǎn)信息傳輸路徑短而且可以被實(shí)時(shí)處理，不需要傳輸回園區(qū)的邊緣云；同時(shí)實(shí)時(shí)工業(yè)應(yīng)用還可以利用MEP平臺(tái)提供的5G開放通信能力來優(yōu)化應(yīng)用。5GMEC和園區(qū)邊緣云間，需要保持通信連接，5GMEC需要將相關(guān)信息反饋給園區(qū)邊緣云；有些邊緣計(jì)算應(yīng)用，需要后端云計(jì)算的支持。任務(wù)4.45G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與規(guī)劃導(dǎo)入本任務(wù)以邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)推進(jìn)工作組（EdgeComputingNetworkingInfrastructure，ECNI）的邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型為基礎(chǔ)，邊緣計(jì)算系統(tǒng)為中心，通過對(duì)ECA（EdgeComputingAccess，邊緣計(jì)算接入網(wǎng)絡(luò)）、ECN（EdgeComputingNetwork，邊緣計(jì)算內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)）、ECI（EdgeComputingInterconnect，邊緣計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）的學(xué)習(xí)，來建立邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模型。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)需要重點(diǎn)關(guān)注5GECA對(duì)OT網(wǎng)的協(xié)議和低延遲支持、ECN集成通信安全、ECI靈活和低延遲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指標(biāo)，完成以園區(qū)網(wǎng)絡(luò)（OT網(wǎng)絡(luò)）為核心，結(jié)合運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)和承載網(wǎng)絡(luò)組成的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的選擇和規(guī)劃。4.4.1ECNI邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為了推動(dòng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)以及邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展，邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟ECC在2019年和網(wǎng)絡(luò)5.0聯(lián)合成立了邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)合工作組（ECNI），是業(yè)界第一個(gè)聚焦邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)業(yè)組織。2019年11月，ECNI發(fā)布了“運(yùn)營(yíng)商邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書”，是業(yè)界首個(gè)有關(guān)運(yùn)營(yíng)商邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的白皮書。此白皮書提出了一個(gè)新的邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)抽象模型。如圖所示為邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。將邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)邏輯網(wǎng)段來描述：ECAECNECI4.4.1ECNI邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)ECA（EdgeComputingAccess，邊緣計(jì)算接入網(wǎng)絡(luò)）從用戶系統(tǒng)到MEC所經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施ECN（EdgeComputingNetwork，邊緣計(jì)算內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)）MEC內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施ECI（EdgeComputingInterconnect，邊緣計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）從MEC到云計(jì)算系統(tǒng)（如公有云、私有云、通信云、用戶自建云等）、其它MEC、各類數(shù)據(jù)中心所經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。MEC（內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施）在物理網(wǎng)絡(luò)中的部署位置不同，ECA和ECI在物理網(wǎng)絡(luò)中的映射也不一樣；ECI可能跨多個(gè)網(wǎng)絡(luò)域。因此，ECA/ECN/ECI網(wǎng)絡(luò)模式能更好地描述復(fù)雜的MEC網(wǎng)絡(luò)和多樣性物理網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)系，此模塊會(huì)用這套網(wǎng)絡(luò)模式來描述工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。4.4.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)參照ECNI邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)模型，以邊緣計(jì)算系統(tǒng)為中心，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)劃分為ECA、ECN和ECI三部分用于連接邊緣計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要涉及的三個(gè)實(shí)體：前端設(shè)備、邊緣設(shè)備和云中心。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算架構(gòu)是指這三個(gè)實(shí)體是通過怎樣的軟硬件方式有效組織起來協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)的，包括硬件架構(gòu)和軟件架構(gòu)。這里主要討論其硬件架構(gòu)，研究其網(wǎng)絡(luò)組織形式。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖所示。4.4.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)1．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算接入網(wǎng)（ECA）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的端側(cè)設(shè)備可以通過有線和無線方式，接入邊緣計(jì)算系統(tǒng)。如果采用運(yùn)營(yíng)商5G接入，ECA包括運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)承載網(wǎng)IPRAN。2．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（ECN）5GMEC是一個(gè)小型邊緣云，通過一對(duì)ECN網(wǎng)關(guān)路由器和外網(wǎng)互連，內(nèi)部連接UPF一體機(jī)和邊緣計(jì)算服務(wù)器。3．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)（ECI）ECI網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)部分，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)互連部分和企業(yè)網(wǎng)互連部分。ECI的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部分，提供以下通信連接服務(wù)：5GMEC的UPF和5G核心網(wǎng)控制面及相關(guān)5G業(yè)務(wù)運(yùn)維系統(tǒng)互通；運(yùn)營(yíng)商可以從自己的云計(jì)算平臺(tái)推送應(yīng)用到MEC的MEP上；第三方為MEC提供應(yīng)用業(yè)務(wù)。ECI的企業(yè)網(wǎng)部分，提供以下通信連接服務(wù)：MEC通過OT網(wǎng)絡(luò)和工廠的邊緣云互通；MEC通過園區(qū)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)互通；遠(yuǎn)程控制等應(yīng)用可以跨園區(qū)和MEC互通。4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（1）5GECA對(duì)OT網(wǎng)的協(xié)議和低延遲支持在5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到OT網(wǎng)絡(luò)中，需要5G網(wǎng)絡(luò)支持TSN等L2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，滿足設(shè)備間通信協(xié)議的匹配需求。同時(shí)，要簡(jiǎn)化端到端網(wǎng)絡(luò)來降低網(wǎng)絡(luò)延遲來滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的通信性能要求。1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型規(guī)劃要點(diǎn)4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（2）5GECA最短路徑規(guī)劃5G混合專網(wǎng)模式是當(dāng)前被工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最多的通信模式，從基站到MEC的UPF，應(yīng)該采用最短路徑連接，在園區(qū)里應(yīng)該通過在園區(qū)里的路由器直接連接到MEC，而不應(yīng)該在運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中繞行。業(yè)務(wù)流無繞行的需求，一方面是為了低延遲和節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，另一方面是為了保證企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不出園區(qū)，如圖所示通過工作在OSI不同層次接入設(shè)備連接基站與MEC的UPF。這要求MEC接入點(diǎn)路由器能就近轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)文，因此邊緣接入網(wǎng)設(shè)備具有路由能力，在5G傳送網(wǎng)中接入層、匯聚層、核心層均采用SR隧道和L3VPN，端到端部署IGP協(xié)議（L3到邊緣），是支持業(yè)務(wù)流無繞行傳輸?shù)囊粋€(gè)基本要求。1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型規(guī)劃要點(diǎn)4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（3）ECN集成通信安全小微型MEC是當(dāng)前5GMEC的主流模式，因?yàn)槌杀竞屯ㄐ判枨?，ECN一般采用一層集成網(wǎng)絡(luò)模型，如圖所示ECN參考模型。這就要求ECN的路由器提供MEC中各物理設(shè)備間以及VM間的L2和L3可靠連接，完成MEC和外部IP網(wǎng)絡(luò)（IPRAN）的路由互通和可靠通信，以及邊云協(xié)調(diào)通信。一個(gè)UPF可以運(yùn)行多個(gè)VM來提高性能和可靠性，ECN要提供多路ECMP（Equal-CostMultipathRouting，等價(jià)路由）負(fù)載均衡。1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型規(guī)劃要點(diǎn)4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃5G邊緣計(jì)算系統(tǒng)對(duì)運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)來講都不是安全域，這就帶來了新的網(wǎng)絡(luò)安全隱患，如圖所示運(yùn)營(yíng)商邊緣計(jì)算系統(tǒng)和企業(yè)網(wǎng)安全示意圖。運(yùn)營(yíng)商角度，5G邊緣計(jì)算里面有非運(yùn)營(yíng)商的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)連接，如邊緣計(jì)算系統(tǒng)直接和企業(yè)網(wǎng)互通，不是電信安全域；同時(shí)邊緣計(jì)算改變了原來移動(dòng)承載網(wǎng)IPRAN的業(yè)務(wù)承載封閉性。企業(yè)角度，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)應(yīng)用經(jīng)過外網(wǎng)和外部IT系統(tǒng)，即經(jīng)過了企業(yè)非安全區(qū)，并且企業(yè)網(wǎng)增加了和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)點(diǎn)，如5GMEC經(jīng)常是接在企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部，而不是企業(yè)網(wǎng)出口處。現(xiàn)在邊緣計(jì)算項(xiàng)目中都采用以防火墻為主的網(wǎng)絡(luò)安全方案，運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)分別部署防火墻在兩網(wǎng)互通的通道上，來保證網(wǎng)絡(luò)安全。1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型規(guī)劃要點(diǎn)4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（4）ECI靈活和低延遲網(wǎng)絡(luò)ECI網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的邏輯網(wǎng)絡(luò)，從圖4-28所示工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析。一方面是通過運(yùn)營(yíng)商WAN網(wǎng)絡(luò)連接5G核心網(wǎng)，運(yùn)營(yíng)商云應(yīng)用和第三方云應(yīng)用。ECI映射到運(yùn)營(yíng)商的物理網(wǎng)絡(luò)上，可能會(huì)跨越城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)等多個(gè)網(wǎng)段。為了支持應(yīng)用在邊緣計(jì)算里面的動(dòng)態(tài)部署，網(wǎng)絡(luò)需要能盡快地提供ECI網(wǎng)絡(luò)連接，比如按需實(shí)時(shí)建立到某個(gè)第三方云的VPN通道；為了自動(dòng)化部署和管理，提供網(wǎng)絡(luò)SDN管控和API接口等。1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型規(guī)劃要點(diǎn)4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（1）支持業(yè)務(wù)通過固網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)的多接入需求工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，需要接入多種終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、控制等，由于業(yè)務(wù)的固定或移動(dòng)特定，決定了設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的方式必然是多樣的，需要網(wǎng)絡(luò)支持業(yè)務(wù)通過固網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)的多接入需求。（2）支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的可靠連接性需求網(wǎng)絡(luò)能夠在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)發(fā)生故障時(shí)，不再往異常邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)做業(yè)務(wù)分發(fā)，能夠快速切換至其他節(jié)點(diǎn)，降低故障影響面。（3）支持云邊協(xié)同/跨域邊云協(xié)同在智能巡檢、AGV應(yīng)用、園區(qū)設(shè)施管理以及C2C控制等場(chǎng)景中都對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)以及云中心的協(xié)同有要求，如通過云平臺(tái)接收來自邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)聚合的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模型訓(xùn)練，并將更新模型推送到邊緣端，完成數(shù)據(jù)的分析和處理等，需要網(wǎng)絡(luò)支持云邊協(xié)同/跨域邊云協(xié)同。2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景對(duì)5G邊緣計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)需求4.4.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（4）滿足運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和園區(qū)網(wǎng)融合的互聯(lián)互通互操作、以及安全互信需求園區(qū)網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)融合是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中常見的場(chǎng)景之一。園區(qū)網(wǎng)為行業(yè)客戶在園區(qū)范圍內(nèi)提供網(wǎng)絡(luò)連接，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)為行業(yè)客戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入和分流管道。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)或園區(qū)網(wǎng)可部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)等業(yè)務(wù)。（5）滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)確定性時(shí)延/低時(shí)延、高帶寬、高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)需求在時(shí)延方面，工業(yè)自動(dòng)化控制通常分為運(yùn)動(dòng)控制和過程控制，運(yùn)動(dòng)控制通常要求時(shí)延在1ms級(jí)別，過程控制要求時(shí)延在10ms~100ms級(jí)別；同時(shí)，確定性時(shí)延不僅要求低時(shí)延，還要求時(shí)延的抖動(dòng)控制在一定范圍內(nèi)，通常為納秒級(jí)；帶寬方面，對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的采集，要求在100kbps，對(duì)于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的采集，例如視頻等，要求在100mpbs以上；同時(shí)需要支持大量終端設(shè)備的高并發(fā)。因此，需要網(wǎng)絡(luò)滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的確定性時(shí)延/低時(shí)延、高帶寬、高并發(fā)網(wǎng)絡(luò)需求。（6）支持現(xiàn)場(chǎng)異構(gòu)接入網(wǎng)絡(luò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)需要面對(duì)多種多樣的設(shè)備，5G邊緣計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)需要向下支持多種類的設(shè)備接入。2.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景對(duì)5G邊緣計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)需求任務(wù)4.55G邊緣計(jì)算端側(cè)傳輸部署導(dǎo)入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G邊緣計(jì)算端側(cè)傳輸設(shè)備包括交換機(jī)、5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)、5G邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)等，目前企業(yè)中最常用的是5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)。通過5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，可以采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電表、水表、氣表、PLC、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、工業(yè)相機(jī)、AR/VR等設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡髽I(yè)內(nèi)的MEC邊緣計(jì)算平臺(tái)，使數(shù)據(jù)在邊緣計(jì)算平臺(tái)上進(jìn)行算法分析，將結(jié)果通過5G網(wǎng)絡(luò)回傳到5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和預(yù)警等功能。宏電5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)是目前工業(yè)中比較常用的5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，通過部署宏電5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，學(xué)習(xí)5G邊緣計(jì)算端側(cè)傳輸部署配置流程。4.5.1認(rèn)識(shí)5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)規(guī)格名稱規(guī)格說明備注產(chǎn)品名稱工業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)制式5G根據(jù)用戶需求選用不同模塊，可支持不同網(wǎng)絡(luò)制式前面板接口1個(gè)7PIN端子接口、2個(gè)千兆網(wǎng)口、1個(gè)RESET按鍵、1個(gè)接地螺柱后面板接口1個(gè)TF卡接口、2個(gè)SIM卡接口5個(gè)天線接口（SMA-K母頭）供電電源工作電壓+9V～24VDC工作功耗平均功耗約600mA@12VDC其他尺寸（不含電源線接口及支架）127.0×83.0×24.0(長(zhǎng)×寬×高：mm)工作環(huán)境溫度-30～+70oC儲(chǔ)存溫度-40～+85oC相對(duì)濕度＜95%（無凝結(jié)）4.5.1認(rèn)識(shí)5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)4.5.1認(rèn)識(shí)5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)序號(hào)說明序號(hào)說明1WiFi天線接口5指示燈22個(gè)固定式SIM卡槽62個(gè)千兆網(wǎng)口3TF卡接口7RESET按鍵45G天線接口（4根）81個(gè)7pin端子4.5.1認(rèn)識(shí)5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)4.5.1認(rèn)識(shí)5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)引腳數(shù)PIN1PIN2PIN3PIN4PIN5PIN6PIN71xRS232、1xRS485ABGNDTXRXVin-Vin+2xRS485ABGNDA2B2Vin-Vin+2xRS232TXRXGNDTX2RX2Vin-Vin+4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置1．給網(wǎng)關(guān)安裝天線，宏電工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)支持雙SIM卡，在正常安裝使用過程中需要分別為兩個(gè)SIM卡槽安裝SIM卡，安裝時(shí)，SIM卡芯片朝向下方插入SIM卡槽中靠上方的卡槽即可。（注意：在SIM卡安裝時(shí)需保持網(wǎng)關(guān)處于斷電裝填）2．使用RJ-45類型接頭的以太網(wǎng)線將配置電腦與宏電工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的LAN口中的任何一個(gè)直接連接，如圖所示。3．設(shè)備上電，宏電工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品使用+9V～+24V直流供電。安裝并準(zhǔn)備上電前，查看一下SIM卡，檢查卡有沒有插緊。插上電后檢查網(wǎng)關(guān)工作狀態(tài)指示燈，在插上電的一瞬間所有燈都會(huì)亮起，接下來，SYS燈會(huì)亮，過一段時(shí)間，連接PC的LAN燈會(huì)亮起，表示系統(tǒng)已經(jīng)啟動(dòng)并和PC建立了連接。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置4．配置電腦的以太網(wǎng)IP地址，單擊“開始>控制面板>網(wǎng)絡(luò)和Internet>網(wǎng)絡(luò)共享中心”，如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置5．單擊“本地連接”，打開“本地連接狀態(tài)”窗口，如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置6．在“本地連接狀態(tài)”窗口中單擊“屬性”，打開“本地連接屬性”窗口，如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置7．在“本地連接屬性”窗口中雙擊“Internet協(xié)議（TCP/IPV4）”，打開Internet協(xié)議（TCP/IP）屬性窗口。在“常規(guī)”選項(xiàng)卡中修改常規(guī)網(wǎng)絡(luò)配置。如圖所示。由于宏電工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)出廠默認(rèn)參數(shù)中，IP地址：，子網(wǎng)掩碼：，因此“Internet協(xié)議（TCP/IP）屬性”窗口中，“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”和“子網(wǎng)掩碼”配置為宏電工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)出廠默認(rèn)值，IP地址可以配置為~54均可。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置8．完成網(wǎng)線連接，并配置電腦IP完成以后，打開電腦瀏覽器，在地址欄輸入，如圖所示。按下回車鍵，瀏覽器會(huì)跳轉(zhuǎn)到宏電網(wǎng)關(guān)的登錄界面，圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置9．如圖所示，在登錄界面輸入網(wǎng)關(guān)的初始登錄帳號(hào)密碼，默認(rèn)初始帳號(hào)：admin，默認(rèn)初始密碼：admin。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置10．單擊登錄按鈕，登錄到宏電工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的首頁(yè)以后，可以看到右側(cè)功能欄有運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、應(yīng)用設(shè)置、運(yùn)維管理、平臺(tái)管理、系統(tǒng)管理六大功能，如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置11．單擊右側(cè)功能列表中網(wǎng)絡(luò)設(shè)置>移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)功能，如果移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)顯示未啟用，則單擊啟用按鈕如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置12．單擊啟用按鈕右側(cè)的編輯按鈕，進(jìn)入APN配置界面，如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置13．協(xié)議類型選擇IPV4；網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)出根據(jù)運(yùn)營(yíng)商提供的接入點(diǎn)名稱，輸入網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，此處為5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商根據(jù)該區(qū)域所使用的5G專網(wǎng)提供；網(wǎng)絡(luò)類型選擇為5G,網(wǎng)絡(luò)頻段選擇auto，鑒權(quán)類型選擇chap+chap；然后單擊右上角保存按鈕，保存當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)配置，如圖所示。4.5.25G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與5G專網(wǎng)的傳輸配置14．單擊右側(cè)功能列表的運(yùn)行狀態(tài)，看以看到路由器與互聯(lián)網(wǎng)之間存在數(shù)據(jù)通信，說明該網(wǎng)關(guān)與5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸已經(jīng)配置完成，可以正常連上5G專網(wǎng)。如圖檢查5G網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。任務(wù)4.65G混合專網(wǎng)部署導(dǎo)入5G混合專網(wǎng)的組網(wǎng)特點(diǎn)更適用于各種局域開放園區(qū)，包括工業(yè)制造，交通物流、港口碼頭、高端景區(qū)、城市安防等，是當(dāng)前企業(yè)主要的組網(wǎng)方式。通過5G混合專網(wǎng)的部署流程搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過5G工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)與終端之間的傳輸配置實(shí)例了解5G混合專網(wǎng)的部署。4.6.15G混合專網(wǎng)部署流程1．5G邊緣計(jì)算終端設(shè)備，包括PLC，工業(yè)機(jī)器人，AGV，工業(yè)相機(jī)，攝像頭，水、電、氣表等通過TCP，UDP，RS232，RS485等通訊接口協(xié)議，將采集的工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?G通信模組，包括邊緣物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、5GCPE及其他5G模組。2．