5G定制网应急通信保障解决方案.pdf

信息通信5G定制网应急通信保障解决方案邓涛，张晓军,贾昆，李琦龙（中国电信有限公司湖北传输局，湖北武汉430 0 0 0）摘要：5G定制网是中国电信为行业客户打造的一体化定制融合服务，是一种可实现“云网一体、按需定制”的综合解决方案；是基于垂直领域行业对5G和应用的需求；是5G赋能数字产业化、应用使能千行百业的重要手段。应急通信作为中国电信的关键保障力量，势必要深度参与5G定制网建设，承担起5G定制网的应急通信保障。目前中国电信5G定制网包含“致远、比邻、如翼”三种模式。文章通过各种车载网元的灵活搭配与组网模式，探讨了5G定制网应急通信保障组网方式，为行业客户提供安全可信、自主控制、云网一体、按需定制的数字化综合解决方案。关键词：5G定制网；应急；灵活中图分类号：TN929.5Customised network emergency communication security solutions(China Telecom Corporation Limited Hubei Transmission Bureau,Wuhan 430000,China)Abstract:5G Customized Network is an integrated customization and convergence service created by China Telecom for in-dustrial customers,which is a comprehensive solution that can realize cloud-network integration and on-demand customiza-tion;it is based on the demand for 5G and applications in vertical industries;it is an important means for 5G to empower digitalindustrialization and applications to enable thousands of industries.As a key protection force of China Telecom,emergency com-munication is bound to be deeply involved in the construction of the 5G custom network and take up the emergency communi-cation protection of the 5G custom network.At present,China Telecoms 5G custom network consists of three modes,namely Zhiyuan,Bijin and Ruyi This paper explores the 5G custom network emergency communication guarantee networking methodthrough the flexible collocation and networking mode of various vehicle network elements,providing industry customers witha digital integrated solution that is secure and trustworthy,autonomously controlled,cloud-network integrated and customizedon demand.Key words:5G Bespoke network;emergency response;flexible1背景介绍我国“十四五”规划提出加快数字化发展、建设数字中国，构建基于5G的应用场景和产业生态。随着5G技术的不断成熟、网络覆盖不断完善，5G赋能数字产业化、应用使能千行百业的目标正在成为现实。基于垂直领域行业对5G和应用的需求，中国电信为行业客户打造了一体化定制融合服务、可实现“云网一体、按需定制”的综合解决方案一一中国电信5G定制网。中国电信5G定制网涉及无线、承载、5G核心网、云，以及客户内网等多个网段。根据主要应用场景和关键定制组件的不同，中国电信将定制网划分为“致远、比邻、如翼”三种模式。其应用场景都对网络安全提出了很高的要求，同时面对众多中小企业用户，又必须严格控制成本，如何在灾害、事故、突发等临时场景下，提升5G定制网的网络安全性、健壮性，达到电信级高可靠性要求，是5G定制网应急通信保障的一个重要研究课题。25G定制网应急通信的需求定制网用户、行业用户相对于普通移动网客户来说，对网络的安全性、可靠性、实时性要求更高，为匹配工业、金融、卫健、交通、物流、居民服务等领域差异化的网络需求，中国电信收稿日期：2 0 2 3-0 1-16作者简介：邓涛（19 7 9-），男，湖北襄阳人，硕士，主要研究方向：电子与通信工程；张晓军（19 7 4-)，男，陕西大荔人，硕士，主要研究方向：信息与通信工程；贾昆（19 7 7-)，男，湖北襄阳人，硕士，主要研究方向：电子与通信工程；李琦龙（2 0 0 0-），男，湖北襄阳人，本科，主要研究方向：电子与通信工程。2112023年第0 5期(总第2 45期)文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-9 7 59(2 0 2 3)0 5-0 2 11-0 4DENG Tao,ZHANG Xiaojun,JIA Kun,LI Qilong应急通信通过集成融合的方式，将5GC、U PF、M E C、5G 基站等定制网相关网元统一部署于应急通信车上，面向2 B垂直行业领域，制定了一套按需灵活、机动的应急保障方案。应对定制网客户现阶段高频、难点需求：上行大带宽、低时延高可靠、高可用、高安全及高精定位等场景，我们梳理了定制网需求与网络技术能力的对应关系如下。随着产业成熟度的提高以及新型技术的提出，两者的涵盖范围和对应关系还将不断丰富。表1定制网相关参数表定制网需求及指标技术手段双连接、上行载波聚合、专属上行、超上行大带宽：Gbps业务级上行等低时延高可靠：16 ms99.99%边缘计算、UPF下沉、时隙聚合等主备模式：包括用户接入号卡、接入高可用：系统0 中断专线、单板级备份A1，网络节点级备份A2以及网络级互备A3等PRB预留、网络切片、核心网定制、网隔离和安全：PRB硬切片络安全机制等高精定位：亚米级 5G融合定位UTDOA，融合定位技术等专用频段、免调度接入、专用小区接移动性：优于WIFI6的移动性支持入控制等Changjiang Information&Communications考虑到投资效益和运维需求，在满足基本业务性能的前提下，应急通信5G定制网的设计和部署应综合考虑，选择适配的车载定制网网元及架构，设定最合理的业务目标及实现手段。35G定制网应急通信技术实现方式3.1应急响应方式5G定制网应急通信响应方式依照各客户签约服务等级及容灾级别进行快速响应。5G定制网应急通信车可按照用户需求，以及“致远、比邻、如翼”的签约模式，提供微型5GC、U PF、MEC、5G 超级基站、KA卫星电路、高宽带微波等多业务组合的个性化服务，为行业客户的业务快速恢复提供有力保障。3.2上行大带宽5G定制网应急通信车的超级基站同时具备：LTE800M、LTE1800M、N R 2.1G、N R 3.5G 等现阶段电信所有移动业务通信能力，拥有丰富的设备资源和载频资源，可按定制为客户提供超级上行、专属上行、上行多载波聚合等增强技术，确保客户的专属上行业务保障。3.3低时延、高可靠应急通信车载的5GC、U PF、M E C设备可按客户签约服务级别下沉至所属地区或企业园区/机房，缩短5G承载网的通信距离和中间传输节点跳数。利用车载MEC为行业客户提供边缘计算服务，降低整个端到端网络时延；应急通信车5G超级基站为客户分配独立GBR类型5QI，保障业务调度优先级以及最小速率；利用切片级的RB预留功能，提升移动网络空口拥塞时的可靠性保障。3.4高安全隔离一是基于切片的隔离。将5G空口、承载网、核心网分割多个虚拟通道支撑不同的业务，各切片网络之间相互隔离。二是基于用户面数据的隔离。利用应急通信车载UPF下沉至保障用户的园区或机房，定制网用户的数据业务不用绕回到核心网，直接通过应急通信车载UPF将用户数据送达到园区内部，实现用户面数据隔离。这种方式适用于需要在安全隔离需求和成本之间平衡的行业应用客户。三是基于数据和控制面完全隔离。利用应急通信车车载微型5GC+UPF+MEC+5G超级基站的完全独立组网方式，用于超高安全隔离性、成本不是首要考虑条件的特需行业。3.5高精度融合定位应急车载超级基站融合UWB、蓝牙AOA等室内定位解3.5GNRA车载5G超级基站2.10NRA-行业用户园区、节点机房公众用户3.5GNRA车载5G超级基站210RA车载边缘UPF/MEC-行业用户邓涛等：5G定制网应急通信保障解决方案决方案，为UWB/蓝牙AOA定位基站连接5G智能的级联口，提供定位基站设备的供电与数据回传。车载MEC部署定位解算服务，通过下沉UPF将信息反馈给各业务终端。3.6全网级移动性基于应急通信车车载的属性，可按照服务等级为行业用户提供更丰富更灵活的专网服务，如电竞、体育赛事提供临时的专属网络及定制服务、园区搬迁或硬件升级改造的临时机房容灾保障、利用车载应急超级基站+KA高通量动中通卫星系统，为行业用户提供行进中的高带宽业务保障等等。45G定制网应急通信组网方案根据主要应用场景和关键定制组件的不同，中国电信将定制网划分为“致远、比邻、如翼”三种模式。致远模式以广域接入、云网一体为亮点，比邻模式侧重本地处理、云边协同，如翼模式致力于打造区域专属，提供高度安全可信的定制网络。应急通信结合三种模式通过各种车载网元的灵活搭配与组网，为行业客户提供如下三种按需定制的数字化综合解决方案。4.1致远模式组网致远模式特点是所有网络资源共享、广域覆盖、开通快速，主要面向广域优先型客户，在致远模式下，应急通信车载5G超级基站，通过超级上行、QOS、D N N、V PD N、切片等技术，实现客户所需的端到端的差异化保障、行业应用等服务。4.2比邻模式组网（部分网元专用）比邻模式基于边缘UPF的数据分流能力，可对特定用户及业务实施本地分流。5G定制网应急通信车在比邻模式下将边缘UPF及MEC平台部署于靠近企业园区甚至企业园区内部，根据客户的需求和业务特征，选择独享或与其他客户共享UPF，实施本地分流保障用户终端和应用之间最短路径的连接。保障的企业数据不出园区，时延低、安全性高的行业应用。通过边缘MEC下沉算力，使得需要大带宽、时延敏感的计算工作在边缘完成，提升效率。4.3如翼模式组网（专网专用）在如翼模式下，5G定制网应急通信车通过专用微型5GC+UPF+5G基站等网络设备及网络资源，为企业客户提供一张隔离的、端到端高性能的专用接入网络，提供按需定制的MEC与行业应用支撑服务。主要面向对安全高度敏感、有传统无线专网应用经验，在性能、自管理方面要求非常严格的客户。用户专用网络设备和接入，保障企业生产和业务数据的安全。5GCSTNUPFAMFA设备A/B设备城域网图1致远模式组网图企业专线私有云-园区、边缘机房、节点机房图2 比邻模式组网图天翼云AUSFUDMSMFPCF省核心网5GCSTNUPFA/B设备AMF-城域网企业私有云天翼云AUSFUDMSMFPCF省核心网212Changjiang Information&Communications邓涛等：5G定制网应急通信保障解决方案天翼云3.5GNRA车载5G超级基站2.10RA园区行业终端5应用案例5.1项目概况荆州是美的集团重要的生产基地之一，主要产品为冰箱