5G+工业互联网行业现场网应用场景及需求

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中国移动通信集团有限公司

华为技术有限公司,锐捷网络股份有限公司,新华三技术有限公司

目的： 推动5G与行业现场网络融合，满足垂直行业迫切的剪辫子、一网收编的整体需求，同时满足行业各类应用场景差异化服务能力，助力5G深入行业应用，加速垂直行业数字化转型发展。 意义： 行业现场网技术的发展，需要考虑行业现场现有系统和设备的“利旧”性。在现有的行业现场，设备之间通过工业以太网、现场总线、WLAN、蓝牙等方式进行网络通信，传统的工业设备专用程度高、网络化改造成本大，行业对投入产出效益较为敏感，不可能完全舍弃现在系统和技术，现场网技术的演进必须基于现有技术进行逐步改良。 5G与行业现场网融合可形成优势互补，针对行业现场对低时延、高可靠性、高精度定位、低功耗、抗干扰等功能的极致需求，用5G桥接各类行业现场的异构网络，促进多网并存，提升异构工业网络互通能力和网络的高效运维能力，降低网络无线化改造门槛，从而更好的满足垂直行业各类应用的需求。 必要性： 2020年12月工信部《工业互联网创新发展行动计划（2021-2023年）》明确指出需推动IT网络与OT网络融合，加速工业设备网络化改造，实现跨协议融合，且加速高性能、高可靠、高灵活的网络服务构建。到目前为止，垂直行业剪辫子、设备利旧、低成本低功耗设备连接等需求尚不能很好满足；同时，行业现有传输方式，如现场总线、工业以太等协议繁多且相互独立，无法实现数据互联和系统互通；且由于工业无线产业及技术不成熟，无法满足垂直行业高可靠、确定性数据传输、精准时钟同步、工业级D2D通信等需求。制定5G+行业现场网关键场景及需求标准可推动5G与行业现有通信方式融合，减少改造成本，同时满足垂直行业低成本、低功耗设备连接、工业级D2D通信、确定性数据传输等需求，加速5G规模化落地应用，指导5G在工业现场的落地实施。

本标准从通信与行业融合视角挖掘与以下方面有关的5G+行业现场网的场景及需求： -行业现场网定义 -5G+行业现场网范围、架构 -5G+行业现场网关键应用场景及业务需求（如资产管理、D2D通信、确定性数据传输、高精度定位等） 针对行业核心场景进行提炼总结，优先考虑基于现有技术进行优化，包括场景的普遍程度及5G+行业现场网需求程度进行提炼总结，包括： 1）行业现场网典型应用场景及业务需求 -面向低功耗、低成本的5G+行业现场网应用场景分析，包括设备利旧、行业资产盘点、管理及定位、人员管理及定位等；以典型应用场景的实际应用需求对5G+行业现场网的性能需求、数据采集需求、工作环境需求、软硬件需求； -面向高可靠、低时延的5G+行业现场网应用场景分析，包括AGV协同通信、多频协同通信、车载通信等；以典型应用场景的实际应用需求对5G+行业现场网的性能需求、数据采集需求、工作环境需求、软硬件需求； -面向精准时钟同步、确定性数据传输的5G+行业现场网应用场景分析，包括多路冗余传输、设备远程控制、故障情况紧急通信等；以典型应用场景的实际应用需求对5G+行业现场网的性能需求、数据采集需求、工作环境需求、软硬件需求； -面向高精度定位的5G+行业现场网应用场景分析，包括电子围栏、危险环境工作人员定位、自动驾驶车辆定位等；以典型应用场景的实际应用需求对5G+行业现场网的性能需求、数据采集需求、工作环境需求、软硬件需求； 2）5G与行业现场网连接的性能及业务需求 -5G+行业现场网连接设备的性能需求、工作环境要求、软硬件需求，如5G工业网关、与行业现场网融合的特殊站型等 3）5G支持行业现场网典型业务场景的性能及业务需求 -5G边缘及云能力性能需求、接口需求等 -硬件安全及通信安全需求 （以上应用场景对5G+行业现场网的需求将与现有标准及研究课题密切协同）

1.国内外对该技术研究情况简要说明： 国际上以欧洲企业为领先的工业OT厂商（如西门子、倍福等）已经对5G进入工业生产环节进行了探索，如西门子已经提出了Industrial 5G的理念。目前我国在工业5G领域着眼于外围环节，如视频采集、图像识别、数据采集等。本项目通过深入分析工业生产环节5G场景，将有利于突破5G进入工业生产环节的发展瓶颈。 2.项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑： 当前国际上虽然已经对生产制造环节提供了5G网络需求，如3GPP、5G ACIA等，但相对笼统，没有考虑行业现有网络制式，无细化场景，且提出的需求相对极端。本项目将结合国内行业生产及管理不同场景对通信的差异化需求，分析5G+行业现场网的典型应用场景及需求，可加速5G与OT网络的融合，促进5G+工业互联网体系发展； 3.与国内相关标准间的关系： 目前国内标准对于5G+工业互联网的场景及需求标准较多，但缺乏针对5G+行业现场网融合的应用场景及需求的深入分析； 4.指出是否发现有知识产权的问题； 无