5G 智慧园区 组网方案与案例

独立分层演进工业通信协议，从根本上解决了工控领域的封闭、垄断等问题。 5 解决方案架构 第2章 解决方案架构 摘要 本章主要介绍高品质高可靠工业园区网络解决方案的总体架构，描述 了目标网络组网架构，并结合业务需求解读方案价值。 2.1 方案简介 高品质高可靠工业园区网络架构需要具备“设备网联化”、“联接宽带化”、“网络智能 化”以及“网安一体化”的先进特征，解决工业现场信息互联互通问题，保证网络传 在企业园区内部，光纤资源易于获取，覆盖距离一般为数百米到数公里，网络的拓扑 适合树形组网。 工业园区生产网络的典型物理架构如图 2-3 所示，分为骨干网络层和现场接入层。 ⚫ 骨干网络层：采用双归树形组网，主要用于连接园区内部各条产线、各个厂房之 间的生产网络。建议采用双节点堆叠或者双节点 M-LAG 技术，提升网络可靠性。 ⚫ 现场接入层：有线网络以双归树形组网为主，主要用于连接产线内部的各类生产 装备如机台、工业机器人等，以及无线接入的 装备如机台、工业机器人等，以及无线接入的 AGV、PAD 等终端。基于实际的 线缆铺设条件和业务需求，也可以采用环形组网。不建议采用链形组网，链形组 网可靠性低，容易因中间节点或链路故障导致终端业务中断。 10 解决方案架构 图2-3 工业园网络物理架构 泛工业生产网络适用于线状区域的工业生产场景。线状区域主要包括隧道、城市 道路、管廊、金属矿、煤矿等场景。在这些场景中，各类生产终端一般都是沿着

5G网络为一汽工业园区各生产线的智能化生产提供强有力的 网络支撑，探讨通过边缘云（MEC）建设为其打造一个安全、稳定、可靠的 5G 虚 拟企业专网。探讨了 MEC 网络建设方案、工业边缘云平台建设方案和 5G 无线 专网组网及承载网支撑方案，讨论了如何利用 5G 的低时延、高带宽特性结合 MEC 对远程控制指令、设备数据采集、视频监控码流的近端处理等进行支撑、 赋能工业互联网。 Abstract： It expounds c）结合 5G 的低时延、高带宽特性和 MEC 平台的 分流功能，可实现企业生产和管理数据的本地分流， 保障企业数据的低时延和安全私密性。5G+MEC构建 虚拟企业专网组网如图1所示。 图1 5G+MEC构建虚拟企业专网组网图 公有云 行业云 5G核心网 回传 5G NR 服务注册 ME-ICT-IaaS融合资源池 分流策略 DNS/NAT 安全管理 API网关 转译适配器 服务注册 b）企业不同类型、不同隔离要求的业务流，如视 频类、工控类、办公类等业务可以划分为不同切片，享 受虚拟专网不同等级、带宽的承载服务，在不同的逻 辑管道进行隔离承载。 5G+MEC+切片构建虚拟企业专网组网如图 2 所 示。 综合考虑项目建设进度要求、技术成熟度等因 素，在一汽园区内采用“5G+MEC+切片”的方式为其构 建5G虚拟企业专网。 3 网络部署方案 3.1 MEC建设方案 3

园区的应用架构、技术架构与物理架构，提出高品质 万兆 AI 园区应该具备自智网络、万兆超宽、泛在接入、确定体验、绿色节能、全域安全六大特征；并从教育、政府、 金融、医疗等行业阐述了高品质万兆 AI 园区建设的组网架构及行业应用。以期对参与园区数字化转型、园区网 络基础设施建设的相关部门、建设运营企业、研究机构等从业人员提供有益参考，对各企业数字化转型有所借 鉴和启发。 本白皮书参编单位有中国勘察设计协 ................................................................................................ 推荐组网架构 ................................................................................................ ................................................................................................ 推荐组网架构 ................................................................................................

..................................18 3.3.2 大中型室内场景及办公区域无线组网................................................................21 3.3.3 小型室内场景无线组网.......................................................... ............................22 3.3.4 室外型区域覆盖及远距离传输无线组网............................................................23 3.3.5 景区车载及站台无线组网.................................................................. IP 摄像机远程供电，并将办公数据、无线数据和视频监控数据传输至区域内的汇聚交换机， 汇聚交换机将数据包汇聚后，通过光纤上传至内部网络。 汇聚层为全光纤链路，可以选择传统的交换组网模式或较为新颖的 xPON 组网，两者组网模 式都支持从全千兆网络平滑过渡至全万兆网络。网络中所有的无线接入点均由无线控制器进行管 理，并接受无线管理器下发的策略和配置。 核心层需考虑冗余设计，实现设备和链路的冗余，保障

靠性为50 ms@99.9%。 2.3.3 组网方案 目前港口场桥等港机设备采用 L2/L3 协议混传 （控制信号采用 Profinet/S7等协议，视频信号采用 TCP/ UDP/IP 协议），采用 5G 专网来承载远控信号时，需要 在 5G 接入的 CPE 前端新增 AR 路由器建立层二或层 三隧道。同时还需从信号传输、时延以及可靠性等维 度来考虑组网方案。 a）信号传输考虑：为降低控制信号时延，避免影 a）信号传输考虑：为降低控制信号时延，避免影 响港机远控效果，组网方案中监控视频和控制信号通 过不同的隧道进行分离传输。 b）时延考虑：5G 场吊远控方案通过 UPF 下沉到 港区进行部署，降低 PLC 控制信号端到端时延。同 时 ，无 线 空 口 采 用 RB（Resource Block）预 留 及 低 IBLER（Initial Block Error Rate）方案，以优化时延及提 升低时延稳定性。 c）可靠性考虑：龙门吊业务为港口核心作业流程 之一，对 5G 网络可靠性要求很高，可部署终端双发选 收方案来保证5G链路传输可靠性及低时延稳定性。 5G龙门吊远控组网方案如图4所示。 3 网络解决方案 3.1 总体组网方案 基于运营商省级集中部署的 5GC 进行 5G 核心网 信令承载，港区内远控数据通过 CPE 上联到 5G 基站， 港区下沉UPF进行港区数据就近分流卸载，通过N6接

网络和卫星互联网为基础、低空飞行器间通信和自组织网络为补充的立体协同覆盖网 络架构，研讨以高效空口传输、通信覆盖增强、卫星接入、飞行器间直接通信为代表的无 线传输技术，研讨以空地融合组网、身份接入认证、移动性管理、高效灵活的无线自组织、 低空网络节能、频谱分配与干扰管理为代表的组网与网络技术，研讨以通信与导航融合、 通信与感知融合、通信与智能融合、通信与算力融合、空域安全管控为代表的跨域融合技 术，形成空天地多层次的通导感智 飞行器间直接通信技术................................................................................21 4.5 空地融合组网技术.......................................................................................23 低空智联网场景和关键技术白皮书 频精准同步和移动性管理优化来提升可靠性，并综合利用卫星、空空直连和自组织网络等 方式实现“空-天-地”立体覆盖。 二是网络架构与组网能力不足。面向大规模低空经济发展的通信需求，传统的组网架 构和协议难以保证实时调度与稳定运行。在高密度的低空飞行环境中，需依托灵活的组网 技术，确保用户高效接入，实现基站智能调度，并实现频谱资源的精细化管理。 三是跨域融合不足。低空智联网仅依靠现有通信技术，难以支撑低空飞行器在低空场

5G-A通感一体化基站 工作方式 主要工作频段 检出率 虚警率 感知目标RCS 单站感知距离 感知精度 组网能力 无线电波反射主动探测 4.9GHz、26GHz ≥95% ≤5% ≥0.01m2 不小于1.2km 水平距离<10米、垂直距离<10米 可以实现连片组网 10 低空安防融合感知技术应用蓝皮书 05 对于低空安防的高标准和高要求，利用5G-A通感基站的主动探 业务的相关性能指标尚需更多场景验证。 单站感知范围弱于专用雷达：由于输出功率等因素，5G-A通感单站感知距离小于专用的低空雷达，仅能通过多站组网 覆盖进行弥补。 图3.5 5G-A通感基站目标识别技术 感知 数据流 非无人机 无人机 识别引擎 广覆盖：基站易组网，无低空覆盖盲区； 高感知精度：超大规模阵列，米级定位精度； 多模态融合：标准接口可结合多种设备，提供全面解决方案； 智能化：实现AI目标识别和航迹跟踪； 基本性能指标 低空监测雷达 工作方式 主要工作频段 检出率 虚警率 感知目标RCS 单站感知距离 感知精度 组网能力 无线电波反射主动探测 X波段/Ku波段 ≥90% ≥10% ≥0.01m2 ≥5km 水平距离<10米、垂直距离<10米 组网困难 11 03. 低空安防融合感知与反制主要技术及设备 无线电侦测技术是基于监测和分析无人机的无线电信号，实现对无人

光伏 空调 充电桩 零碳智慧园区能源管理 5G 信息通信 5G 信息通信 解决方案 以零碳智慧园区的虚拟电厂技术为 主要研究方向，通过做强 5G 、物 联网等技术能力，补齐虚拟电厂 5G 组网应用规范，结合 5G 大带 宽、低时延、高可靠、广连接的技 术特性赋能虚拟电厂建设，能够满 足虚拟电厂各类业务的安全性、实 时性、灵活性和可靠性要求，促进 新能源消纳，有效适应源网荷储多 制推广”完整的产业生态。  可靠通信 5G 一张 网  异构接入一底座  高效运营一平台 5G-A 赋能能源生产消费灵活组网  针对分布式能源生产、消费数据采集、控制、汇聚等技术难题，基于 5G 网络大连接、低时延、高可靠特性和网络切片 等特性，实现园区的 5G LAN 的终端组网的需求。 （ 1 ）开发 5G 业务正常通信功能以及网络切片 功能，通过 5G LAN 实现设备之间的直接通信； （对接 IP 专网 去往大区） 可靠通信 5G 一张 网 5G-A 的能源网络组网创新  采用高可靠确定性网络技术、低成本 RedCap 的 5G 原生能力，结合 TSN 等技术满足实时采集控制要求，面向零碳智 慧园区，采用“双发选收”技术，通过多路空中接口传输数据，满足数据高可靠性、高安全要求  组网灵活性方面：通过 5G LAN 实现设备之 间的直接通信，用一张网实现全园区通信，

....................................................................................... 6 1.3.1 系统组网图.................................................................................................. ..........................18 2.3.3 WiFi无线自主组网....................................................................................19 2.3.4 应急指挥车（卫星/3G）无线组网............................................ 息发布的功能。 //注释：其它周边的显示设备、扩声设备此方案暂不考虑，系统设备均具有标准的音 视频输入输出接口，可以其它的音视频设备进行对接。 1.3 系统详细设计 1.3.1 系统组网图 系统组网如下图所示： 系统拓扑图 1.3.2 系统拓扑 系统采用星型拓扑结构，将系统的核心设备应急指挥平台放置在大丰人防指挥中心 （或可托管在运营商的机房中），给应急指挥平台分配固定公网地址。系统中各个指挥终