基于火力发电厂的5G专网规划建设方案探讨.pdf
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1、Telecom Power Technology 140 Aug.10,2023,Vol.40 No.15 2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期通信网络技术DOI:10.19399/ki.tpt.2023.15.045基于火力发电厂的 5G 专网规划建设方案探讨魏 鑫,施 梁,陈鹏飞,迟 鹏(国能粤电台山发电有限公司,广东 江门 529200)摘要:通过总结某火力发电厂 5G 专网建设经验,探讨了基于火力发电厂场景的 5G 专网规划建设,分析了火力发电厂 5G 专网建设在网络架构设计、设备选型、安全性设计以及运维管理等方面的实际需求,最终得出基于火力发电厂的 5G 专网建设的
2、可行方案。关键词:5G 专网;组网架构;设备选型;5G 自服务;智慧电厂Discussion on the Planning and Construction of 5G Private Network Based on Thermal Power PlantsWEI Xin,SHI Liang,CHEN Pengfei,CHI Peng(Guoneng Guangdong Radio Mountain Power Generation Co.,Ltd.,Jiangmen 529200,China)Abstract:By summarizing the experience of constr
3、ucting a 5G private network in a thermal power plant,this paper explores the planning and construction of a 5G private network based on the scenario of a thermal power plant.It analyzes the actual needs of the construction of a 5G private network in terms of network architecture design,equipment sel
4、ection,security design,and operation and maintenance management.Finally,a feasible plan for the construction of a 5G private network based on a thermal power plant is obtained.Keywords:5G private networks;network architecture;equipment selection;5G self-service;smart power plant0 引 言火力发电在我国电力生产结构中占比
5、较高,对我国经济发展和人们日常生活具有重要作用。5G 技术作为新一代通信技术的代表,具有大带宽、低时延、高可靠以及广连接等优点,能够有效承载视频、设备数据、巡检机器人等业务,为火力发电厂的数字化和智能化转型提供有力支撑。某电厂与中国联合通信集团有限公司共同建设了基于移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)下沉的 5G 混合专网,实现了全厂 5G 覆盖。该电厂内生产数据由本地卸载,不流出厂区,厂内终端通过 5G 连接,实现 5G+MEC 端到端应用,并在整个 5G 专网建设过程中总结了建设 经验1。1 5G 专网建设方案1.1 5G 专网组成及其设计原则5G专网利用5G
6、组网、切片以及边缘计算等技术,为企业提供专属覆盖、网络定制、数据隔离以及质量保证的基础连接网络,实现大带宽、低时延、安全可靠的数据传输,满足企业在生产、办公、管理等方面的通信服务需求2-4。5G 专网建设包括组网架构规划设计、5G 设备选型、网络安全设计以及运行维护管理等方面。在火力发电厂的 5G 专网建设中,需要根据火力发电厂生产管理和安全管理的具体需要进行规划设计。首先,根据组网机构,5G 专网可以分为虚拟专网、混合专网及独立专网 3 种架构,需要根据火力发电厂实际生产需求选择相应的组网架构;其次,对于5G 无线网、承载网、5G 核心网等基础网络设施建设,火力发电厂需要根据需要选择合适的设
7、备;再次,5G 专网在火力发电厂建成应用时,需要考虑其网络安全,包括终端接入安全和网络信息安全,需要制定相应的安全方案;最后,5G 专网建成投入实际应用后,需要对其进行日常运行维护管理,确保其能够安 全、稳定及可靠地运行。1.2 火力发电厂 5G 专网建设设计方案1.2.1 5G 专网部署模式目前,面向企业 5G 专网的解决方案有多种部署模式,不同部署模式具有不同特点,具体如下:一是虚拟专网,其特点是网络资源全共享,主要采用网络切片技术和服务质量(Quality of Service,QoS)保障,支持业务快速上线;二是混合专网,其特点是由 5G核心网(5G Core,5GC)控制面共享大网,
8、本地用户平面功能(User Plane Function,UPF)数据不出园区,结合边缘计算,提供低时延大带宽业务体验,建设成本低;三是独立专网,其特点是 5GC 控制面和用户面独立下沉,网络资源独享,所有网络信令和数据不出园区,支持网络自主管理、个性化配置以及低时延大带宽大连接业务,网络安全隔离,建设成本高5。收稿日期:2023-05-12作者简介:魏 鑫(1998),男,广东韶关人,本科,助理工程师,主要研究方向为网络安全、内网安全。2023 年 8 月 10 日第 40 卷第 15 期 141 Telecom Power TechnologyAug.10,2023,Vol.40 No.1
9、5 魏 鑫,等:基于火力发电厂的 5G 专网规划建设方案探讨3 种不同部署方式的 5G 专网架构如图 1 所示。联通公网 核心网5G 基站公网用户专网用户互联网企业内网 数据中心公用 UPF+MEC(a)5G 虚拟专网架构公用AMF/SMF5G 公网5G 专网公网用户公用 UPF专网用户共享基站互联网企业内网 数据中心专用UPF+MEC(b)5G 混合专网架构公用AMF/SMF5G 公网5G 专网公网用户公网基站公用 UPF专网基站专网用户互联网企业内网 数据中心专用AMF/SMF专用 UPF(c)5G 独立专网架构图 1 5G 专网架构1.2.2 火力发电厂 5G 专网组网方案选择火力发电厂
10、 5G 专网建设不仅需要满足电力监控系统安全防护规定(中华人民共和国国家发展和改革委员会令第 14 号)、电力监控系统安全防护总体方案(国能安全201536 号)、信息安全技术网络安全等级保护基本要求(GB/T 222392019)相关要求,而且需要贴合火力发电厂生产的实际要求,最大限度实现降本增效的目的。根据对以上 3 种专网组网方式的分析,基于火力发电厂的生产环境、生产特性以及国家部门相关要求,某火力发电厂选择混合专网的组网方式进行 5G专网建设。采用共享运营商在电厂区域周边和厂区内已建成的 5G 基站和新建的 5G 基站,实现 5G 信号覆盖,通过在厂区部署一套主备 MEC 实现 5G
11、核心网下沉,搭建基于 5G+MEC 的 5G 混合专网,实现电厂内的 5G+MEC 端到端 5G 专网服务。电厂 5G 专网如图 2 所示。1.2.3 火力发电厂 5G 专网建设的设备选型(1)无线网设备选型。无线设备选型需要从以下方面进行考虑。一是可靠性,选择可靠性高且稳定性好的设备,以确保长期稳定运行,减少故障率和维护成本。二是覆盖范围,选择适合火力发电厂范围的5G 无线设备。宏基站采用室外分布系统,密封和信号屏蔽范围较大的生产场所采用室内分布系统,以确保覆盖满足电厂内部和周边的通信需求。在生产楼 B座、生产楼 C 座、灰控楼、制浆楼、T18 楼以及码头等区域新建基站,在生产楼 A 座、库
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