1.1 引言/導(dǎo)讀
江蘇亨通光電股份有限公司成立于 1993 年，于2003年8月在上海證券交易所掛牌上市（SH.600487）,總部位于中國(guó)蘇州, 全國(guó)布局13個(gè)省市，擁有海外10大產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地，在俄羅斯、中東、南非、南美、東南亞等30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)設(shè)立營(yíng)銷和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)，業(yè)務(wù)范圍覆蓋150個(gè)國(guó)家和地區(qū)。亨通光電擁有完整的光電線纜產(chǎn)業(yè)群：自主產(chǎn)權(quán)的“光棒-光纖-光纜”光通信產(chǎn)業(yè)鏈及全系列“FTTX”的ODN研發(fā)與制造，引領(lǐng)光網(wǎng)城市的全系列產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)群；海底光電復(fù)合纜及海底光纜、海底超高壓電力纜、全系列的電力電纜產(chǎn)業(yè)群；機(jī)車、軌道交通、海洋工程、新能源等領(lǐng)域用電氣裝備電纜產(chǎn)業(yè)群等。此外，在2019年中國(guó)企業(yè)500強(qiáng)中，亨通排名第187位，在中國(guó)民營(yíng)企業(yè)500強(qiáng)排名更是達(dá)到了54位。
對(duì)于傳統(tǒng)的工業(yè)園區(qū)進(jìn)行智能化改造，網(wǎng)絡(luò)部署是基礎(chǔ)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的部署相對(duì)于有線光纖光纜的部署是最經(jīng)濟(jì)有效的手段， 5G技術(shù)較好的契合了工業(yè)應(yīng)用對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需求，工業(yè)企業(yè)引入5G網(wǎng)絡(luò)部署是未來(lái)發(fā)展的必然方向。亨通光電“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智慧園區(qū)通過(guò)鋪設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，并有效結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的建設(shè)，開展“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新應(yīng)用，為國(guó)內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)制造業(yè)企業(yè)的建設(shè)及應(yīng)用的普及，樹立示范、試點(diǎn)的標(biāo)桿。
此次項(xiàng)目的業(yè)務(wù)創(chuàng)新性：
（1）率先在通信線纜行業(yè)建設(shè)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智慧園區(qū)
亨通光電率先建立通信線纜行業(yè)基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”智慧園區(qū)。通過(guò)5G技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的融合應(yīng)用，利用5G的高速率、低延時(shí)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通信產(chǎn)業(yè)鏈的上下游整合，積累大量的APP、機(jī)理模型、微服務(wù)等。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)與邊緣計(jì)算及人工智能等技術(shù)的融合應(yīng)用，能夠整合亨通光纖園區(qū)內(nèi)各個(gè)生產(chǎn)車間、運(yùn)行模塊的資源，提升企業(yè)安防級(jí)別及其他園區(qū)內(nèi)公共服務(wù)，打造數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化以及可復(fù)制的智慧園區(qū)。
（2）自研3款5G工業(yè)終端
自主研發(fā)了三款工業(yè)級(jí)5G智能網(wǎng)關(guān)：5G低速智能網(wǎng)關(guān)、5G高速智能網(wǎng)關(guān)以及5G智慧型智能網(wǎng)關(guān)。
5G低速工業(yè)互聯(lián)智能網(wǎng)關(guān)是專為取代LTE智能網(wǎng)關(guān)而研發(fā)。主要用于平時(shí)數(shù)據(jù)量不大，實(shí)時(shí)性要求也不高。但是在出現(xiàn)緊急情況時(shí)能夠滿足一段時(shí)間內(nèi)大數(shù)據(jù)量的傳輸要求。
5G高速工業(yè)互聯(lián)智能網(wǎng)關(guān)主要為傳輸數(shù)據(jù)量大，延時(shí)要求高場(chǎng)景而開發(fā)。5G高速工業(yè)互聯(lián)智能網(wǎng)關(guān)具有Wi-Fi6接口、以太網(wǎng)接口、語(yǔ)音接口并具有5G上聯(lián)和10GPON上聯(lián)功能的綜合性網(wǎng)關(guān)。為智能工廠提供高達(dá)10G以上的高速數(shù)據(jù)接入互聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)Wi-Fi6為企業(yè)局域網(wǎng)高速互通提供技術(shù)保障。Wi-Fi Mesh功能為智能工廠采用靈活的無(wú)線組網(wǎng)提供了可能。另外5G和10GPON主備份鏈路設(shè)計(jì)為智能工廠上行鏈路保持通暢提供了保障。
5G智慧型工業(yè)互聯(lián)智能網(wǎng)關(guān)是專為人工智能機(jī)器人設(shè)計(jì)的專業(yè)性網(wǎng)關(guān)。5G物聯(lián)網(wǎng)型網(wǎng)關(guān)具有雙CPU，擁有豐富的物聯(lián)網(wǎng)接口。不僅具有網(wǎng)關(guān)AP的功能，而且能給智能設(shè)備提供相應(yīng)的語(yǔ)音輸入、測(cè)距、定位等輔助性功能。另外強(qiáng)大的FPGA處理能力還能給智能設(shè)備提供前端決策能力。
（3）5G超低時(shí)延PLC控制應(yīng)用實(shí)現(xiàn)5G工業(yè)典型應(yīng)用場(chǎng)景的落地實(shí)施
在5G+工業(yè)安防、5G+移動(dòng)生產(chǎn)管理、5G+智慧協(xié)同、5G+工廠數(shù)據(jù)集成、5G+物資、車輛定位、調(diào)度、5G+能耗管理、5G+智慧倉(cāng)儲(chǔ)物流、智能桁架、機(jī)器人等方面打造典型應(yīng)用場(chǎng)景，覆蓋核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)，相關(guān)典型應(yīng)用具備可復(fù)制可推廣條件。
1.2 關(guān)鍵詞
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，5G超低延時(shí)，PLC控制
1.3 測(cè)試床項(xiàng)目承接主體
1.3.1 發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
江蘇亨通光電股份有限公司 軒傳吳 15722617890
中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司蘇州分公司 盛忠 13912720901
1.3.2 合作公司
中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司蘇州分公司
1.4 測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)
重點(diǎn)驗(yàn)證5G網(wǎng)絡(luò)中低時(shí)延低抖動(dòng)在工廠生產(chǎn)實(shí)際PLC控制應(yīng)用。為滿足工廠柔性化生產(chǎn)需求，往往需根據(jù)生產(chǎn)訂單量、訂單產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，自由調(diào)整產(chǎn)線設(shè)備數(shù)量、產(chǎn)線設(shè)備位置及整線產(chǎn)線內(nèi)部各部件，各部件作為獨(dú)立終端接入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行設(shè)備集中傳控，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延提出了很高的要求。其他移動(dòng)類設(shè)備，如智能倉(cāng)儲(chǔ)傳輸、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)械臂等根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和移動(dòng)速度，也同樣需要網(wǎng)絡(luò)滿足超低時(shí)延傳輸。傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)掃描時(shí)間約10ms左右，因此整體網(wǎng)絡(luò)時(shí)延如果能達(dá)到10ms，就能大規(guī)模應(yīng)用在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，使5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造。
本測(cè)試床項(xiàng)目目標(biāo)是在實(shí)際工廠生產(chǎn)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)生產(chǎn)設(shè)備5G控制、智能桁架5G控制等實(shí)際5G工業(yè)應(yīng)用中PLC通過(guò)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)延達(dá)到10ms級(jí)，波動(dòng)小于3ms的確定性網(wǎng)絡(luò)。
1.5 測(cè)試床方案架構(gòu)
1.5.1 測(cè)試床應(yīng)用場(chǎng)景
1．靈活組網(wǎng)
一方面可以解決目前車間改造過(guò)程中布線不方便或者無(wú)法布線的困難；另一方面，也可以替代現(xiàn)有的WiFi等無(wú)線或有線連接方式，簡(jiǎn)化傳輸環(huán)境。
2．智能化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)
實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)5G工業(yè)互聯(lián)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景、5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋和移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）等能力，在5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基礎(chǔ)上，通過(guò)平臺(tái)搭建、終端硬件敷設(shè)、應(yīng)用開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)廠區(qū)安防智能化、生產(chǎn)過(guò)程協(xié)同制造、表面缺陷實(shí)時(shí)分析、生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)集中控制、車輛物資調(diào)度、能耗智能管理、立庫(kù)平臺(tái)化調(diào)用。通過(guò)5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)客戶需求從大規(guī)模制造向小批量、多品種的個(gè)性化需求轉(zhuǎn)型。
1.5.2 測(cè)試床架構(gòu)
測(cè)試床遵循 AII 總體架構(gòu)進(jìn)行搭建，重點(diǎn)測(cè)試 5G低時(shí)延低抖動(dòng)在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)PLC控制應(yīng)用
1.5.3 測(cè)試床方案
主要涵蓋5G+協(xié)同制造、智能制造，并在產(chǎn)品保障體系的基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)集成，在5G低時(shí)延低抖動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上構(gòu)建工廠智能制造與5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的集成應(yīng)用整體解決方案。如下圖1所示為生產(chǎn)制造工廠框圖，圖2為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D。
圖：生產(chǎn)制造工廠框圖
圖：網(wǎng)絡(luò)部署方案
1．無(wú)線部署方案：
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：為了支持增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）、超高可靠與低延遲（uRLLC）、大規(guī)模機(jī)器類通信（mMTC）等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)引入NR新空口和新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以提升峰速率、延時(shí)、容量等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，并具備更大的組網(wǎng)靈活性和可擴(kuò)展性，以滿足多樣化的業(yè)務(wù)需求。如下圖所示。
5G無(wú)線接入網(wǎng)（NG-RAN）由多個(gè)5G基站（gNB）組成。gNB箱UE提供NR空口協(xié)議的終結(jié)，并通過(guò)NG接口連接到AMF/UPF等5G核心網(wǎng)（5GC）網(wǎng)元，gNB之間通過(guò)Xn接口實(shí)現(xiàn)相互連接。
圖：無(wú)線部署方案
5G基站通過(guò)OTN/PTN本地網(wǎng)接入地市PTN，通過(guò)省干專線接入南京數(shù)據(jù)中心PTN，各個(gè)廠家核心網(wǎng)統(tǒng)一建設(shè)在南京數(shù)據(jù)中心，包含SA和NSA。如下圖4所示。
圖：5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
2. 傳輸部署方案：基于SPN的傳輸方案
搭建端到端SPN目標(biāo)網(wǎng)，5G站接入SPN設(shè)備，通過(guò)接入、普通匯聚、骨干匯聚到蘇州園區(qū)核心；
N2接口（基站到AMF）路徑：基站——城域SPN——IP承載網(wǎng)——南京大區(qū)5GC核心網(wǎng)，端到端L3網(wǎng)絡(luò)，不同網(wǎng)絡(luò)間采用物理口字型雙歸對(duì)接；
N3接口（基站到UPF）路徑：基站——SPN（就近接入）——智慧園區(qū) MEC（UPF），廠區(qū)A流量就近轉(zhuǎn)發(fā)，廠區(qū)B流量繞行至普通匯聚節(jié)點(diǎn)再到MEC；
N4&OM接口（UPF到SMF）路徑：MEC（UPF）——城域SPN——IP承載網(wǎng)——南京大區(qū)5GC核心網(wǎng)，端到端L3網(wǎng)絡(luò)，不同網(wǎng)絡(luò)間采用物理口字型雙歸對(duì)接；
N6接口（UPF到智慧園區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心）路徑：MEC（UPF）——網(wǎng)絡(luò)直連；
UPF部署在智慧園區(qū)機(jī)房，用戶訪問(wèn)自身服務(wù)器流量（N3&N6）全部在內(nèi)部完成，符合信息安全需求，業(yè)務(wù)路徑時(shí)延最小；端到端全部為SPN設(shè)備，可采用獨(dú)立轉(zhuǎn)發(fā)分片，同現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)隔離，設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延最小；蘇州到南京N4通過(guò)落地設(shè)備，由IP承載網(wǎng)傳送至5GC機(jī)房。如下圖所示。
圖：基于SPN的傳輸方案
3．核心網(wǎng)部署方案
企業(yè)用戶通過(guò)園區(qū)基站接入：普通企業(yè)用戶可訪問(wèn)園區(qū)專網(wǎng)和Internet外部網(wǎng)絡(luò)；特殊終端如巡檢設(shè)備或攝像頭可設(shè)置僅可訪問(wèn)園區(qū)專網(wǎng)；企業(yè)用戶移動(dòng)到非園區(qū)區(qū)域：不可訪問(wèn)園區(qū)專網(wǎng)業(yè)務(wù)，可正常訪問(wèn)Internet外部網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示：
圖：核心網(wǎng)部署方案
4．工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)5G車間覆蓋
基于亨通承建接入的宏站5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，采用中國(guó)移動(dòng)ipSite組網(wǎng)，進(jìn)行私有化部署。采用MEC共享部署模式，應(yīng)用數(shù)據(jù)不落地原則，優(yōu)先在工業(yè)控制系統(tǒng)中落地實(shí)施，室內(nèi)采用pRRU、RHUB、BBU進(jìn)行5G組網(wǎng)。采用工業(yè)級(jí)5G 網(wǎng)關(guān)，部署于車間工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)匯聚交換機(jī)后端，對(duì)5G信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使車間工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)可以連入5G網(wǎng)絡(luò)。5G宏站采用中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)。
圖：工廠網(wǎng)絡(luò)融合部署方案
基于以上5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及技術(shù)可行性驗(yàn)證基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)以下具體功能：
1．5G移動(dòng)生產(chǎn)
建立5G及毫米波通信傳輸為基礎(chǔ)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，將生產(chǎn)車間所有可移動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備接入5G網(wǎng)絡(luò)，利用5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的特性，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)傳控。滿足公司柔性化生產(chǎn)需求，根據(jù)生產(chǎn)訂單量、訂單產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，自由調(diào)整產(chǎn)線設(shè)備數(shù)量、產(chǎn)線設(shè)備位置及產(chǎn)線設(shè)備功能，同時(shí)保證生產(chǎn)實(shí)時(shí)、可靠正常運(yùn)行，提升了企業(yè)設(shè)備利用率及生產(chǎn)效率。
2．基于5G網(wǎng)絡(luò)的工廠集中控制分析系統(tǒng)
基于5G構(gòu)建工業(yè)邊緣側(cè)網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)連接生產(chǎn)產(chǎn)線整線主控PLC，利用5G 低時(shí)延、高可靠等特性保障工廠生產(chǎn)過(guò)程所有生產(chǎn)線開完工、升降速等傳控指令下達(dá)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)整線的集中化智能管理。
3．基于5G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備部件柔性化調(diào)度
光纜生產(chǎn)整線通常由多個(gè)設(shè)備部件構(gòu)成，設(shè)備部件按功能劃分通常具有獨(dú)立PLC，如成纜工序的絞臺(tái)、扎紗機(jī)，護(hù)套工序的收線裝置、放線裝置、儲(chǔ)線裝置。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于產(chǎn)能、產(chǎn)品技術(shù)要求、廠區(qū)空間調(diào)整的需要，工廠產(chǎn)線內(nèi)部控制部件也需要靈活部署和移動(dòng)調(diào)整。通過(guò)將產(chǎn)線內(nèi)部控制設(shè)備部件連入5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線內(nèi)部設(shè)備部件的靈活部署和可靠性控制，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能工廠的柔性化生產(chǎn)。
4．5G+智慧倉(cāng)儲(chǔ)物流、智能桁架
5G通信網(wǎng)絡(luò)作為智慧倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械臂、智能桁架傳控?cái)?shù)據(jù)通道，是智慧倉(cāng)儲(chǔ)、傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)、快速運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵。通過(guò)工廠實(shí)際智能倉(cāng)儲(chǔ)傳輸系統(tǒng)應(yīng)用需求與5G網(wǎng)絡(luò)深度融合，5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延低抖動(dòng)確定性網(wǎng)絡(luò)的研究和技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的高速倉(cāng)儲(chǔ)物流傳輸與傳控。
1.5.4 方案重點(diǎn)技術(shù)
1. 采用MEC共享部署模式，應(yīng)用數(shù)據(jù)不落地原則，優(yōu)先在工業(yè)控制系統(tǒng)中落地實(shí)施。MEC部署至吳江本地中心機(jī)房并進(jìn)行冗余備份，與工廠工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)三層核心相連，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及智能網(wǎng)關(guān)相互配合，降低時(shí)延，提升網(wǎng)絡(luò)確定性
2．采用自研5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，支持IPsec、OpenVPN 、L2tp等常規(guī)VPN組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸，采用自主開發(fā)的私網(wǎng)穿透協(xié)議，在不改變?cè)械木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒Y(jié)構(gòu)情況下，對(duì)5G網(wǎng)關(guān)下掛的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行透明轉(zhuǎn)發(fā)，即插即用，并且轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)均走硬件加速通道，保證極低的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延。
3．應(yīng)用的5G網(wǎng)關(guān)采用OFDMA技術(shù)，允許路由器僅用一次傳輸就可以為多個(gè)終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù) （可支持8臺(tái)終端設(shè)備），而傳統(tǒng)路由器則需要先后輪流多次傳輸才可完成多終端設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送。OFDMA使得多設(shè)備同時(shí)工作的傳輸效率顯著提高，延遲明顯降低。
1.5.5 方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性
該項(xiàng)目采用合作自研5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)，支持IPsec、OpenVPN 、L2tp等常規(guī)VPN組網(wǎng)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸，采用自主開發(fā)的私網(wǎng)穿透協(xié)議，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)與工廠工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合，避免企業(yè)應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模改造本地工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的痛點(diǎn)。
該項(xiàng)目采用邊緣計(jì)算MEC下沉方案，5G核心網(wǎng)絡(luò)通過(guò)專線接入園區(qū)中心機(jī)房， MEC下沉部署至本地中心機(jī)房并進(jìn)行冗余備份，通過(guò)自研5G網(wǎng)關(guān)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證及協(xié)議優(yōu)化，并應(yīng)用于工廠實(shí)際移動(dòng)集中數(shù)采控制、智能桁架傳控等實(shí)際場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中的低時(shí)延高確定性，真正解決工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)設(shè)備傳控?zé)o線網(wǎng)絡(luò)傳輸問(wèn)題。
1.5.6 方案安全風(fēng)險(xiǎn)控制
? 防火墻框式轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延低于80us，盒式低于15us，不影響業(yè)務(wù)時(shí)延；
? MEC所有安全設(shè)備均被省中心云HiSec平臺(tái)管理，HiSec提供統(tǒng)一安全策略管理配置；
? MEC防火墻上送安全事件和關(guān)鍵流量到HiSec平臺(tái)進(jìn)行主動(dòng)的威脅檢測(cè)；
? MEC和5GC部署雙機(jī)熱備的防火墻，提供信令流量和OAM流量白名單訪問(wèn)控制，確保5GC和MEC之間只有合法流量通過(guò)；
? MEC和企業(yè)私網(wǎng)之間部署防防火墻，提供NAT和基于應(yīng)用和用戶的精細(xì)化訪問(wèn)控制側(cè)，保護(hù)MEC和企業(yè)業(yè)務(wù)安全；
? MEC部署AntiDDoS和IPS 提供本地應(yīng)用和數(shù)據(jù)保護(hù)能力；
? 雙機(jī)熱備提供會(huì)話級(jí)別實(shí)施備份，提升整個(gè)系統(tǒng)可靠性和帶寬利用率。如下圖所示
圖：網(wǎng)絡(luò)安全部署方案
1.6 測(cè)試床實(shí)施部署
1.6.1 測(cè)試床實(shí)施規(guī)劃
2021.1-2021.3 5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，5G網(wǎng)絡(luò)宏站建設(shè)
2021.3-2021.6 5G室分部署，完成5G與工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接性測(cè)試
2021.6-2021.10 5G網(wǎng)關(guān)自研私網(wǎng)穿透協(xié)議可行性驗(yàn)證，5G網(wǎng)關(guān)兼容PLC終端配合，驗(yàn)證技術(shù)可行性。
2021.11-2021.12 工廠5G智能應(yīng)用實(shí)施，進(jìn)行第二階段測(cè)試及驗(yàn)證。
1.6.2 測(cè)試床實(shí)施的技術(shù)支撐及保障措施
5G 核心網(wǎng)基于網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV（Network Function Virtualisation）技術(shù)，使其天然具備了靈活多樣的隔離能力。
首先，核心網(wǎng)5GC 包含若干網(wǎng)絡(luò)功能，整體上可按需選擇不同隔離策略。包括：全共享，即所有業(yè)務(wù)共享所有網(wǎng)絡(luò)功能，僅通過(guò)切片進(jìn)行隔離；部分共享，即部分網(wǎng)絡(luò)功能基于共享隔離，部分網(wǎng)絡(luò)功能（如網(wǎng)關(guān)）獨(dú)立建設(shè)；以及全部網(wǎng)元獨(dú)立建設(shè)，不共享任何資源。
針對(duì)單個(gè)網(wǎng)元內(nèi)不同業(yè)務(wù)的隔離，可以采取不同的主機(jī)組隔離，也可以共享主機(jī)組而采用虛擬資源以及服務(wù)隔離。前者隔離度高，但是硬件相對(duì)專用，成本高。后者采用在VNF（Virtualised Network Function 虛擬網(wǎng)絡(luò)功能）內(nèi)部邏輯隔離，資源使用效率提升。
移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)虛擬隔離技術(shù)，采用VPN（Virtual Private Network 虛擬專用網(wǎng)）+QoS 實(shí)現(xiàn)多個(gè)業(yè)務(wù)在一個(gè)物理基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的相互隔離。硬隔離一般采用FlexE（Flexible Ethernet）/MTN（Metro Transport Network 城域傳送網(wǎng)）接口隔離或MTN 交叉隔離兩種技術(shù)。FlexE/MTN 接口隔離通過(guò)時(shí)隙調(diào)度技術(shù)，將物理端口劃分為多個(gè)隔離的剛性管道。即使在重載硬塞下的調(diào)度，也會(huì)有更穩(wěn)定的時(shí)延。
OFDMA技術(shù)是相對(duì)于傳統(tǒng)路由器較為明顯的區(qū)別之一，它允許路由器僅用一次傳輸就可以為多個(gè)終端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)（多大8臺(tái)終端設(shè)備），而傳統(tǒng)路由器則需要先后輪流多次傳輸才可完成多終端設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送。OFDMA使得多設(shè)備同時(shí)工作的傳輸效率顯著提高，延遲明顯降低。
1.6.3 測(cè)試床實(shí)施的自主可控性
本測(cè)試床基于江蘇亨通光電股份有限公司良好的工控網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)共同承建5G網(wǎng)絡(luò)。該測(cè)試床由江蘇亨通光電股份有限公司和中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司蘇州分公司設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)，自主可控。
1.7 測(cè)試床預(yù)期成果
1.7.1 測(cè)試床的預(yù)期可量化實(shí)施結(jié)果
1. 在實(shí)際工廠生產(chǎn)環(huán)境下， PLC控制系統(tǒng)掃描時(shí)間約10ms左右，因此預(yù)期目標(biāo)生產(chǎn)設(shè)備5G控制、智能桁架5G控制等實(shí)際5G工業(yè)應(yīng)用中PLC通過(guò)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)延達(dá)到10ms，波動(dòng)小于3ms的確定性網(wǎng)絡(luò)。
2．探索NSA模式下5G網(wǎng)絡(luò)確定性指標(biāo)，降低應(yīng)用部署成本，實(shí)現(xiàn)區(qū)別部署。
1.7.2 測(cè)試床的商業(yè)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)效益
實(shí)現(xiàn)5G智能傳控、自我優(yōu)化，打破有線傳輸?shù)南拗疲掷m(xù)改進(jìn)的高質(zhì)量智能制造新生態(tài)。有利于打造質(zhì)量領(lǐng)先的5G專網(wǎng)承載的“互聯(lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造體系與面向出口產(chǎn)品的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的示范智慧園區(qū)。以亨通線纜產(chǎn)業(yè)園區(qū)為例預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)周期縮短30%，作業(yè)文件消除60%，產(chǎn)品質(zhì)量提升25%，數(shù)據(jù)錄入時(shí)間減少70%。單位面積產(chǎn)能增加 100%，人均產(chǎn)值提升 50%。
1.7.3 測(cè)試床的社會(huì)價(jià)值
圍繞高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，加快由智能工廠向智慧園區(qū)升級(jí)，建立5G及毫米波通信傳輸為基礎(chǔ)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。①建立園區(qū)統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施（IaaS、PaaS）、統(tǒng)一的服務(wù)管理（人員、環(huán)境、安全）；②建立園區(qū)級(jí)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（上下游企業(yè)）；③園區(qū)統(tǒng)一的安全態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)（工控、辦公網(wǎng)、信息）。
結(jié)合線纜制造特點(diǎn)，以亨通光電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)導(dǎo)入5G及毫米波技術(shù)，將園區(qū)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、價(jià)值鏈數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)進(jìn)行互通串聯(lián)，形成一個(gè)完善的園區(qū)數(shù)據(jù)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)智能分析、自我優(yōu)化，持續(xù)改進(jìn)的高質(zhì)量智能制造新生態(tài)。打造質(zhì)量領(lǐng)先的線纜出口智慧園區(qū)。
面對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)新任務(wù)，通過(guò)建設(shè)刻蝕設(shè)備協(xié)同設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造以及運(yùn)維服務(wù)的工業(yè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)用信息技術(shù)帶動(dòng)工業(yè)化生產(chǎn)，促進(jìn)管理方式的轉(zhuǎn)變，提高工業(yè)化效率和管理水平，謀求新型工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，縮小與發(fā)達(dá)地區(qū)的信息化差距，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，變挑戰(zhàn)為機(jī)遇，走出一條綠色節(jié)能、科技智能的新型工業(yè)化之路，是推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合、建設(shè)工業(yè)企業(yè)信息化監(jiān)管平臺(tái)的意義所在。
1.7.4 測(cè)試床初步推廣應(yīng)用案例
案例1：借助5G新型基礎(chǔ)設(shè)施，聯(lián)合成立5G工程應(yīng)用研究中心，在亨通光電打造5G智能制造示范車間，共同推動(dòng)5G+先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展。在亨通線纜產(chǎn)業(yè)園、亨通光通信產(chǎn)業(yè)園等實(shí)現(xiàn)5G+設(shè)備數(shù)采，利用5G工業(yè)級(jí)數(shù)采網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)設(shè)備、輔助設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)報(bào)警，并對(duì)生產(chǎn)效率進(jìn)行分析，助力實(shí)現(xiàn)透明化生產(chǎn)。
案例2：通過(guò)5G智能工廠建設(shè)實(shí)驗(yàn)方案，利用5G、邊緣計(jì)算等新一代通信技術(shù)，為亨通光（七都）3號(hào)車間、8號(hào)車間進(jìn)行5G布局，實(shí)現(xiàn)車間物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)測(cè)、儀器聯(lián)網(wǎng)等5G應(yīng)用。搭建產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)質(zhì)量數(shù)據(jù)采集與分析管理。
案例3：在3號(hào)車間5G項(xiàng)目中，依托于5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)對(duì)裝備相關(guān)數(shù)據(jù)采集，打造數(shù)字化制造模型系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的三維建模，可以對(duì)設(shè)備參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，評(píng)估設(shè)備健康狀況及產(chǎn)品質(zhì)量狀況，保證生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，比如對(duì)機(jī)器設(shè)備相關(guān)動(dòng)作前后溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行AI分析，動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)和質(zhì)量隱患預(yù)測(cè)。
1.8 測(cè)試床成果驗(yàn)證
1.8.1 測(cè)試床成果驗(yàn)證計(jì)劃
2022.1 5G組網(wǎng)設(shè)備驗(yàn)證
2022.2 基于工廠應(yīng)用場(chǎng)景的5G網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延低抖動(dòng)性能驗(yàn)證
1.8.2 測(cè)試床成果驗(yàn)證方案
對(duì)pRRU、RHUB、BBU、5G網(wǎng)關(guān)等5G組網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試與驗(yàn)證。
實(shí)現(xiàn)5G智能倉(cāng)儲(chǔ)傳輸、智能智能桁架、5G+移動(dòng)生產(chǎn)管理、5G+智慧協(xié)同、5G+工廠數(shù)據(jù)集成、5G設(shè)備部件柔性化生產(chǎn)傳控等應(yīng)用場(chǎng)景，并在各大應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行5G低時(shí)延低抖動(dòng)確定性網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)與驗(yàn)證，要求達(dá)到10ms，波動(dòng)3ms。
1.9 與已存在AII測(cè)試床的關(guān)系
該測(cè)試床項(xiàng)目與之前已審批的測(cè)試床無(wú)任何關(guān)聯(lián)
1.10 測(cè)試床成果交付
1.10.1 測(cè)試床成果交付件
測(cè)試床的交付件包括：
1) 測(cè)試床項(xiàng)目計(jì)劃書
2) 測(cè)試床部署實(shí)施方案
3) 測(cè)試床結(jié)題報(bào)告
1.10.2 測(cè)試床可復(fù)制性
本測(cè)試床可直接復(fù)制用于通信線纜工業(yè)制造。結(jié)合線纜制造特點(diǎn)，以亨通光電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)導(dǎo)入5G及毫米波技術(shù)，將園區(qū)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、價(jià)值鏈數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)進(jìn)行互通串聯(lián)，形成一個(gè)完善的園區(qū)數(shù)據(jù)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)智能分析、自我優(yōu)化，持續(xù)改進(jìn)的高質(zhì)量智能制造新生態(tài)。打造質(zhì)量領(lǐng)先的線纜出口智慧園區(qū)。
本測(cè)試床也可復(fù)用于大部分PLC控制系統(tǒng)無(wú)線應(yīng)用場(chǎng)景。面對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)新任務(wù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)用信息技術(shù)帶動(dòng)工業(yè)化生產(chǎn)，促進(jìn)管理方式的轉(zhuǎn)變，提高工業(yè)化效率和管理水平，謀求新型工業(yè)化的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，變挑戰(zhàn)為機(jī)遇，走出一條綠色節(jié)能、科技智能的新型工業(yè)化之路，是推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合、建設(shè)工業(yè)企業(yè)信息化監(jiān)管平臺(tái)的意義所在。
1.10.3 測(cè)試床開放性
本測(cè)試床低時(shí)延低抖動(dòng)的確定性5G工業(yè)控制技術(shù)具有廣泛開放性，除用于亨通光電股份有限公司外，可用于需要PLC無(wú)線控制的大部分企業(yè)。
開放應(yīng)用1：借助5G新型基礎(chǔ)設(shè)施，在東方電氣集團(tuán)打造5G智能制造示范車間，共同推動(dòng)5G+先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展。在東方汽輪機(jī)廠、東方風(fēng)機(jī)、東方研究院等實(shí)現(xiàn)5G+設(shè)備數(shù)采，利用5G工業(yè)級(jí)數(shù)采網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)獲取數(shù)控機(jī)床、焊接設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可以及時(shí)報(bào)警，并對(duì)生產(chǎn)效率進(jìn)行分析，助力實(shí)現(xiàn)透明化生產(chǎn)。
開放應(yīng)用2：通過(guò)5G智能工廠建設(shè)實(shí)驗(yàn)方案，利用5G、邊緣計(jì)算等新一代通信技術(shù)，為中國(guó)一重集團(tuán)核電車間進(jìn)行5G布局，實(shí)現(xiàn)車間物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備監(jiān)測(cè)、車床聯(lián)網(wǎng)等5G應(yīng)用。搭建盾構(gòu)施工信息化管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)數(shù)據(jù)采集與設(shè)備管理，生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)7*24h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
開放應(yīng)用3：在上海中煙機(jī)械5G智慧工廠項(xiàng)目中，依托于5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)對(duì)煙機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，打造數(shù)字孿生系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的三維建模，可以將設(shè)備通過(guò)虛擬化的手段展示，對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)生產(chǎn)動(dòng)作通過(guò)映射，仿真實(shí)時(shí)展示在數(shù)字孿生界面，管理人員可以遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備動(dòng)作、狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，評(píng)估設(shè)備健康狀況，保證生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定，比如對(duì)機(jī)器設(shè)備相關(guān)動(dòng)作前后溫度、壓力、能量、轉(zhuǎn)速等進(jìn)行AI分析，動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)。
1.11 其他信息
1.11.1 測(cè)試床使用者
該測(cè)試床是亨通光電與中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合建設(shè)的基于5G確定性網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用。第三方的企業(yè)與用戶如需參觀訪問(wèn)該測(cè)試床，可向亨通光電提出書面申請(qǐng)，亨通光電將在保障工廠安全生產(chǎn)與不影響自身 業(yè)務(wù)的前提下，酌情接洽，開展訪問(wèn)、交流事宜。
1.11.2 測(cè)試床知識(shí)產(chǎn)權(quán)說(shuō)明
該測(cè)試床由亨通光電、中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)，其過(guò)程中產(chǎn)生的開發(fā)成果及其知識(shí)產(chǎn)權(quán)，包括但不限于專利申請(qǐng)權(quán)、專利權(quán)、版權(quán)、商業(yè)秘密，均歸亨通光電和中國(guó)移動(dòng)所有。
1.11.3 測(cè)試床運(yùn)營(yíng)及訪問(wèn)使用
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)5G專網(wǎng)專線接入5G核心網(wǎng)，根據(jù)5G業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景，室外部署宏站，室內(nèi)部署數(shù)字化室內(nèi)分布系統(tǒng)，支持多種的終端訪問(wèn)接入，滿足接入終端包括工業(yè)控制邏輯單元、攝像頭、AGV、機(jī)械臂、工業(yè)機(jī)器人等場(chǎng)景終端接入及未來(lái)的接入擴(kuò)展需求。
1.11.4 測(cè)試床資金
資金預(yù)估1200萬(wàn)元，其中亨通光電自投700萬(wàn)元，移動(dòng)投入500萬(wàn)元。
1.11.5 測(cè)試床時(shí)間軸
2021.1-2021.3 5G基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，5G網(wǎng)絡(luò)宏站建設(shè)
2021.3-2021.6 5G室分部署，完成5G與工廠工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接性測(cè)試
2021.6-2021.10 5G網(wǎng)關(guān)自研私網(wǎng)穿透協(xié)議可行性驗(yàn)證，5G網(wǎng)關(guān)兼容PLC終端配合，驗(yàn)證技術(shù)可行性。
2021.11-2021.12 工廠5G智能應(yīng)用實(shí)施，進(jìn)行第二階段測(cè)試及驗(yàn)證。