深圳网站制作公司招聘,做企业官网需要做什么,wordpress网页没有了,中国铁建平台登录摘 要 随着5G正式商用以及新基建对5G应用的大力推进#xff0c;5G正快速融入工业、能源、医疗等各行各业#xff0c;成为推动实体经济数字化、网络化、智能化转型升级的关键驱动。主要研究5G专网在发电站领域的部署方案#xff0c;探讨如何将5G技术应用于电站生产、运维各环… 摘 要 随着5G正式商用以及新基建对5G应用的大力推进5G正快速融入工业、能源、医疗等各行各业成为推动实体经济数字化、网络化、智能化转型升级的关键驱动。主要研究5G专网在发电站领域的部署方案探讨如何将5G技术应用于电站生产、运维各环节助力智慧电站建设。 引 言 随着“云、大、物、移、智”等先进技术迅猛发展电站运行、维护、检修、安防、监测等工作均向着智能化发展电站各业务场景对无线网络覆盖需求迫切对无线网络质量、时延、带宽、数据保密性、网络控制权等提出了更高要求。5G技术作为新一代通信技术其大带宽、低时延、大连接特征契合了电站的通信需求。运营商可根据行业用户的特定需求提供定制化的5G专网服务在业务安全、数据隔离、网络覆盖、传输带宽与时延等方面为行业用户提供网络保障。当前5G专网已成为行业数字化转型新引擎部署5G专网成为企业拓展生产效能、提速数字化转型的必要手段。 0 1 需求分析 电站5G专网建设应满足业务需求在安全管理上5G专网应满足电站专属专用提供可靠的业务隔离和业务质量保障能在接入安全、数据传输安全、数据防泄露安全、恶意攻击抵御等方面提供全方位的防护能力在网络运营上电站对5G专网有一定的自配置、自管理能力在网络可靠性上5G专网应具备容灾安全保障具备硬件备份、链路容灾及网元级容灾等不同程度的网络容灾保障在网络单点故障情况下保障业务连续性。针对水电站高湿环境基站设备需采用防潮防水措施。 如图1所示智慧电站5G典型应用场景涉及生产控制、智能巡检、智能运维和安全应急4大类。针对不同的业务场景5G专网需提供差异化的网络能力例如在视频监控类场景下需要保障高带宽、高吞吐量智能移动巡检场景下的网络需要有较强的移动切换能力数据采集类场景下需提供海量设备连接的能力控制类场景要求的网络时延可达到毫秒级别。 图1 智慧电站基于5G典型应用场景 0 2 电站5G专网建设方案 2.1 5G专网建设内容 如图2所示5G专网建设涉及的网元主要包含5G基站、传送网、核心网控制面转发设备和核心网数据面转发设备4个信令的传输存在于各网元之间确保网络安全、可靠、稳定地运行数据的传输存在于基站、传送设备和核心网-数据面UPF之间是传送终端和园区内网之间应用数据传输的高速公路。 图2 5G专网建设内容 在5G网络中各个网元的主要功能如下。 a核心网-控制面。包括AMF、SMF等网元是5G网络的指挥枢纽通过信令的交互完成终端接入鉴权、安全管理、移动性管理、会话管理、用户数据管理和策略管理等确保网络安全、可靠、稳定地运行。 b核心网-数据面。主要是指UPF网元是5G网络对外的数据出口所有基站上的5G数据通过GTPU隧道送到UPF在UPF上进行转发。UPF的部署位置决定了数据的出口位置如部署在园区内部则可确保应用数据不出园区在园区内部闭环。 c传送网。连接5G基站和核心网的传输设备内部通过切片方式确保数据之间的隔离。 d5G基站。5G无线信号收发设备辐射5G无线信号实现数据的无线传输同时将空口接收的数据通过GTP隧道发送到UPF5G基站与UPF之间可采用IPSec进行加密5G基站不对数据进行任何解析。 2.2 5G专网组网模式 根据国家政策现阶段企业不具备自建5G专网条件5G专网由运营商为企业提供。运营商推出的5G专网模式有公网公用模式、公网专用模式和专网专用模式3种其在不同运营商的名称虽然不同但网络技术实质没有差别。各通信运营商专网名称见表1。 表1 通信运营商5G专网模式分析 a公网公用模式。基于运营商提供的面向公众的无线资源通过QoS、切片等手段实现业务隔离为企业提供逻辑专用网络。可满足企业对特定网络速率、时延及可靠性的优先保障需求。此模式下企业只需提出高优先级QoS或切片需求无需进行网络建设。 b公网专用模式。运营商提供专用无线网络通过边缘计算技术实现本地业务处理满足业务数据本地卸载、超低时延、高可靠性等需求。该模式下核心网用户面网元UPF为企业专用部署无线基站和传输网可采用企业专用部署或共享运营商公网资源2种方式核心网控制面网元复用运营商2B核心网控制面。 c专网专用模式。从无线基站、传输网到核心网用户面与控制面均专用部署与公网完全隔离公网业务的变化不会影响专网数据传输质量形成物理上高度封闭的行业应用专网。该模式下网络建设成本最高。 2.3 电站5G专网方案 结合电站需求、网络建设成本以及运营商提供的专网模式电站5G专网优先采用混合专网模式。如图3所示在电站内部署专用的核心网用户面网元MECUPFMEP、无线基站及传输网核心网控制面网元复用运营商核心网控制面。通过边缘计算等技术进行业务本地分流实现业务数据不出企业内网满足业务数据在本地卸载、超低时延、高可靠性等需求。基站与MEC之间的数据通过新建的传输网连接所有经过MEC的业务数据经防火墙后进入电站内的核心交换设备进而访问企业内网业务。 a核心网建设方案。基于5GMEC的组网架构图3电站5G专网网络架构在电站内部署1套用户数据网元MECUPFMEP。MEC部署在电站核心机房内吞吐能力及会话处理能力根据实际需求配置建设初期可按吞吐能力20 Gbit/s、会话处理能力5万PDU进行建设后续随着业务增长进行扩容。若有网元级容灾要求可在电站内异地部署2套MEC互为备份正常情况下2套MEC双活运行基于负荷分担的方式选择本站点其中1套MEC访问业务。如果其中1套MEC设备故障选择使用本站内另外1套MEC访问业务。 图3 电站5G专网网络架构示意图 b无线网建设方案。通过专用5G基站建设对电站各区域进行5G专用网络信号覆盖。5G无线接入网采用运营商主流5G频段针对不同的覆盖场景5G基站可采用5G宏站、5G数字化室分、小站等设备5G宏站主要用于广覆盖场景5G数字化室分主要用于室内密集场景。 c承载网建设方案。5G 专网数据承载网采用“核心汇聚接入”的简化架构实现业务综合承载目标混合专网模式下电站内数据承载网建设只涉及汇聚和接入2层。接入、汇聚上联应采用口字型组网成环环网容量根据实际业务需求进行规划建设初期接入环容量不低于20GE接入设备具备平滑升级能力。 d5G Wi-Fi建设方案。考虑当前终端产业链及5G支持情况为解决非5G终端接入5G专网通信需求在5G专网覆盖区域按需部署CPE将5G专网信号转换为Wi-Fi信号非5G终端通过Wi-Fi信号接入5G专网。 2.4 业务数据流 在混合专网模式下电站内终端划分为专网终端和公网终端2种通过规划配置终端专网标识对专网终端进行识别。专网终端在专网覆盖范围内可正常搜索到专网信号并发起接入注册流程基站根据终端上报的专网标识选择核心网AMFAMF负责对用户进行接入认证和鉴权UDM配合认证成功后建立会话用户可正常进行数据业务。专网基站专用模式下公网终端在电站可正常搜索到专网无线信号但在发起注册过程中核心网经过判断其未上报专网标识拒绝用户接入用户接入失败。专网终端只能在专网覆盖范围内使用不能接入公网图4给出了专网业务数据流示意。 图4 专网业务数据流示意图 a专网终端业务数据流。专网终端→专网基站/5G CPE→专网UPF/MEC→企业内部应用。员工公网终端在电站内不能通过专网基站访问5G专网若有访问企业内网的需求可通过CPE转换的Wi-Fi接入企业内网。 b公网终端访问专网业务数据流。公网终端→5G CPE→专网基站→专网UPF/MEC→企业内部应用。 2.5 专网安全方案 5G专网安全可分为5个部分包括终端接入安全、数据传输安全、MEC边缘安全、企业内外网安全和安全管理。 2.5.1 终端接入安全 终端分为2大类分别是5G终端如5G CPE、5GDongle和5G摄像头和其他非5G终端。针对5G终端的接入安全主要采用身份合法认证和访问控制限制2种方案对于非5G终端接入5G CPE主要通过在5G CPE上进行相关配置支持白名单认证、启用Wi-Fi鉴权加密和启用CPE防火墙3种安全防护方案。 2.5.2 数据传输安全 5G终端通过空口传输业务和信令数据通过3GPP空口信令面和用户面加密完保实现安全基站与MEC/UPF之间的业务数据通过GTP-U隧道传输可采用BBU到MEC之间的IPSec加密方案MEC与企业内网之间的业务数据可以采用IPSec加密保护以MEC侧的防火墙作为起点终结在企业内网网关IPSec密钥由企业掌握。 2.5.3 数据不出园 实现业务数据不出电站可采用3种方案一是利用防火墙控制UPF和大网5GC之间仅有信令和网管流量通过可通过配置基于N4接口的策略控制实现二是在MEC/UPF不设置对Internet的出口N6口的业务流量导入到防火墙由电站进行流向策略控制确保数据不出园三是在N4防火墙上启用网络流量分析NTA功能监控防火墙到5GC的通信以周期报表的形式呈现给客户进行确认和审计确保没有业务数据流出。 2.5.4 MEC安全 将边缘MEC内部划分为运营商安全域含网元子域UPF、平台子域MEP及自有APP和工厂应用安全域包括机器视觉、AI检测等VM及应用如图5所示。安全域之间采用防火墙实现通信隔离MEC组网层面上管理平面、信令平面、业务平面和企业APP运维平面4个平面之间通过VLAN逻辑平面隔离MEC分区采用由外向内的分层隔离与防护FW1实现外部攻击防护FW2实现内部领域隔离。FW1和FW2可以通过MEC的DC-GW旁挂1对物理防火墙统一实现。 图5 MEC安全域划分示意图 在MEC平台的安全防护方面MEC服务器基于硬件根安全启动和安全运行保证设备启动链的完整性防止被植入后门MEC主机安全加固启用MEC平台API安全能力包括API认证鉴权、API流控、API调用TLS加密等防止通过APP攻击MEC平台和5GCMEP/UPF与APP之间启用防火墙策略防止APP通过N6/Mp1接口发起对UPF/MEP的流量攻击等。 2.5.5 边界安全保护 5G专网边界包括MEC与5GC控制面边界、UPF与APP边界以及MEC与企业内网边界MEC与5GC边界采用防火墙进行隔离通过设置信令面仅N2、N4接口允许PFCP UDP信令流通过业务面禁止流量通过防止业务数据出园UPF与企业APP间部署防火墙隔离UPF与园区网络MEC与企业内网边界采用防火墙隔离设置隔离区隔离企业内网和MEC。 0 3 基于5G的应用赋能 随着人工智能技术与5G技术的应用发展智慧电站的建设理念不断成熟电站建设向自动化、无人化、智能化方向发展。作为新一代移动通信技术5G技术契合了电站智能化、数字化转型对无线网络的应用需求能够满足工业环境下设备互联和远程交互。一方面利用高可靠性网络连续覆盖满足企业各种差异化业务需求实现随时随地的信息共享推动安全高质量生产。另一方面5G技术可应用在设备的远程监测、识别、诊断、维护等方面大大提高生产运行效率。企业可以通过“5G应用”建设实现远程智能监测、智能诊断和远程维护助力生产、维护模式升级。当前基于5G的高清远程监视、无人机巡检、远程管理控制、远程机器人排查、AR/VR等应用已广泛应用于多个行业可优先在电站应用部署。 0 4 结束语 本文分析了智慧电站建设对无线网络功能、业务场景等方面的需求研究了三大运营商为行业用户提供的5G专网服务模式。基于需求和5G专网服务模式提出了电站5G专网建设方案。从目前5G的发展情况来看很多垂直行业应用仍旧处于探索阶段。想要真正成为赋能千行百业数字化转型的关键技术还需各方深入合作逐步探索具体应用场景结合人工智能、物联网等技术构建一个智慧互联的电站。 参 考 文 献 1 姜春起. 5G网络技术研究现状和发展趋势J. 电子技术与软件工程2018228. 作者简介 张强毕业于重庆邮电大学高级工程师硕士主要从事5G网络技术研究及规划设计、5G网络部署及行业应用等工作 梁职业毕业于重庆邮电大学高级工程师主要从事无线网络规划设计、5G专网及MEC相关解决方案等研究工作 刘建华毕业于电子科技大学工程师主要研究方向为5G专网、行业解决方案等。
