面向工业的5G确定性网络技术研究、研发与应用示范
成果类型:: 新技术
发布时间: 2022-10-24 11:26:51
本项目面向工业应用场景,分析电力、钢铁和智能制造等典型工业场景网络需求,建立5G确定性网络服务保障体系,突破工业专网端到端跨域协同关键技术,提出了无线空口加速、核心网用户面断链保活、工业终端统一接入和协议转换等高可靠、低时延、统一接入5G增强方案,多措并举实现面向工业的端到端5G确定性专网创新方案,满足工业生产、业务运营对网络的多维需求,据此研发了网业一体化云基站、5G工业网关等多款样机设备,并在多个工业场景开展应用验证。研究成果申报专利28项,牵头ITU和CCSA等国际国内标准10余项,发表白皮书4本,论文10余篇,形成多个工业互联网示范试点,成果丰富,效果突出。
本项目基于工业场景需求深入研究5G确定性工业专网技术。面向工业场景的高可靠和确定性需求,建立了确定性网络服务保障体系,提出了工业场景的5G端到端跨域协同技术,实现工业应用和网络能力的关联映射和协同联动,突破确定性能力的跨域融通。创新性的提出了5G空口加速和QoS保障、核心网高可靠设计方案,实现无线空口低时延、边缘UPF与大网控制面断链后用户面业务不中断“0”丢包,构建了低时延、高可靠、端到端跨域协同的5G确定性工业专网方案。基于项目研究成果,在某笔记本生产厂现场网上实现连接和计算业务的融合,保障了业务时延和QoS要求;在工业制造现场网上实现业务端到端双向时延12ms,是公开报道的最高水平,可满足诸多工业应用场景,具有很大的突破性。
针对传统工业内网架构难以支撑工业互联网业务对于差异性、低时延、移动性和确定性的需求,在国家重大科技专项的支持下,项目组在5G行业专网研究的基础上,面向工业场景的网络需求开展增强能力研究,建立5G确定性服务保障体系,突破工业网络端到端跨域协同关键技术,聚焦5G专网增强技术研究,提出5G空口低时延、核心网高可靠和工业协议识别转换技术方案,多措并举构建低时延、高可靠、端到端跨域协同的5G确定性工业专网方案,实现大带宽、低时延、高可靠的数据传输,满足工业生产运营业务的多维需求。
中国联通研究院前身源自北京市电信管理局于1997年成立的“北京电信局科学技术研究与发展中心”,2020年8月整合重组原联通研究院和原联通网络技术研究院,组建中国联通研究院。研究院作为联通集团科技创新主体,立足国家战略、公司战略和产业服务,是公司战略决策的参谋者、公司技术发展的引领者、产业发展的助推者。联通研究院内设一个综合支撑板块和智库研究、网络研究、应用技术研究三个技术研究板块,具备智库的专业咨询能力、网络技术的自主核心能力、前瞻技术的研究能力、技术与业务融合的应用能力。围绕公司市场和网络等开展基础和前瞻技术研究和应用创新,进行关键核心技术攻关和试验,为公司战略、业务和技术以及产业发展提供决策支持,在公司持续发展中发挥强大的智库支撑、技术引领和产业助推作用。拥有一个国家工程实验室,并在江西、重庆、贵州、新疆设立了分院。近年来为集团输送百余名专业技术人才。现有员工659人,其中硕士研究生以上学历559人,占比84.8%(研发中心达89.4%),博士59名、博士后10名、海外归国留学人员近110人、教授级高工20名、享受国务院政府特殊津贴专家7名。
(1) 本项目在5G专网工作基础上深入研究满足工业场景需求的5G工业专网方案及确定性保障体系,助推5G与工业互联网的技术融合和应用发展。推进江苏滨江工厂、山东诸城超卡工厂、安徽联宝工厂等试点建设,第三方在试点现场实测端到端双向时延低至12ms,是公开报道的最高水平,可满足多数工业应用需求,并具有规模复制能力,未来将在工业智能制造领域广泛推广应用。
(2) 工业是国家经济的主要支柱,是中国数字化转型中最重要的行业之一。本项目立足工业网络需求,建立5G确定性服务保障体系,突破5G低时延、高可靠关键技术,实现5G空口低时延、边缘UPF与大网控制面断链后用户面业务不中断零丢包,为公司提升工业场景网络服务能力,率先奠定网络技术基础,拓展联通5G在工业领域的市场纵深。
(3) 依托已有研究基础,项目组联合北京科技大学、中兴等公司成功申请国家重点研发计划“适配工业自动化的5G与TSN协同传输理论与关键技术”、GZWLHT项目“通感智算一体化的5G+工业互联网技术攻关、研发与应用示范”。
希望以技术合作的形式,对本成果进行成果转化。在落地过程中,也希望能保证本成果的规模化应用。如有可能,希望在本成果落地后进行持续技术深化,并且将迭代后的技术进一步进行成果转化。