引言/導(dǎo)讀
（一）本測試床提出背景和存在的難題、挑戰(zhàn)
工業(yè)應(yīng)用千差萬別，能否根據(jù)業(yè)務(wù)需要，對5G網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行獲取、管理，讓企業(yè)更自主，讓網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)業(yè)務(wù)深度融合。
專網(wǎng)不可視不可管：5G虛擬專網(wǎng)涉及無線基站、UPF、交換機(jī)等設(shè)備，企業(yè)無權(quán)查看、管理這些專網(wǎng)設(shè)備，不利于企業(yè)根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行設(shè)備能力維護(hù)和使用。
網(wǎng)成本較高：5G虛擬專網(wǎng)成本成為行業(yè)最為關(guān)心的問題之一，推動N4接口解耦，引入輕量化UPF是降低專網(wǎng)成本的一種可行方案。
專網(wǎng)使用便捷度有待提升：為行業(yè)構(gòu)建的5G虛擬專網(wǎng)，如何讓企業(yè)“用的好”、“用得方便”？需要打通異廠家、跨專業(yè)的接口，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)各系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)維、運(yùn)營。
（二）5G+工業(yè)網(wǎng)絡(luò)能力未來發(fā)展趨勢
工業(yè)應(yīng)用千差萬別，能否根據(jù)業(yè)務(wù)需要，對5G網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行獲取、管理，讓企業(yè)更自主，讓網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)業(yè)務(wù)深度融合。
1. 開放更多5G網(wǎng)絡(luò)自主管理權(quán)給企業(yè)
自主開戶開卡：自主開通SIM卡，自主認(rèn)證，即開即用流量自由調(diào)配：根據(jù)終端流量使用情況，在虛擬流量池中自由調(diào)配，讓企業(yè)更自主。
2. 5G虛擬專網(wǎng)可視、可管
網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)能力開放：企業(yè)可調(diào)用網(wǎng)絡(luò)信息，實(shí)時展現(xiàn)全局的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、負(fù)荷等
自主維護(hù)虛擬專網(wǎng)：基本故障可自主快速處理，復(fù)雜故障可上報運(yùn)營商協(xié)助處理
3. 5G網(wǎng)絡(luò)能力可按需調(diào)用，使用更靈活
特定業(yè)務(wù)可動態(tài)保障：由工業(yè)平臺或終端按實(shí)際需要動態(tài)調(diào)用網(wǎng)絡(luò)能力，實(shí)現(xiàn)大帶寬或低時延的質(zhì)量保障。
靈活自主配置策略：企業(yè)可根據(jù)實(shí)際需要，靈活配置虛擬專網(wǎng)策略，快速生效。
一、關(guān)鍵詞
5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)、5G虛擬專網(wǎng)自服務(wù)平臺、輕量化UPF
二、測試床項(xiàng)目承接主體
2.1.發(fā)起公司和主要聯(lián)系人聯(lián)系方式
中國電信：朱紅祿，zhuhongl@chinatelecom.cn
2.2.合作公司
天津海爾洗衣機(jī)互聯(lián)網(wǎng)工廠：提供智能工廠典型應(yīng)用場景環(huán)境，參與現(xiàn)場測試床驗(yàn)證
天翼物聯(lián)科技有限公司： 5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)典型應(yīng)用場景測試驗(yàn)證
三、測試床項(xiàng)目目標(biāo)
（一）測試床項(xiàng)目目標(biāo)
探索企業(yè)自主運(yùn)營運(yùn)維專網(wǎng)模式：探索企業(yè)可自主開戶開卡、自主監(jiān)控專網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、處置網(wǎng)絡(luò)初級告警的運(yùn)營和維護(hù)管理模式。
驗(yàn)證面向企業(yè)的運(yùn)營級虛擬專網(wǎng)技術(shù)：探索輕量化UPF部署和虛擬專網(wǎng)服務(wù)能力平臺部署，驗(yàn)證5G虛擬專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、專網(wǎng)自服務(wù)平臺相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、方案可行性。
（二）測試床計劃解決哪些問題、價值點(diǎn)
保障企業(yè)數(shù)據(jù)本地化：保障企業(yè)數(shù)據(jù)不出園區(qū)/廠區(qū)。
讓專網(wǎng)可運(yùn)維運(yùn)營：提供可自主運(yùn)維、運(yùn)營的虛擬專網(wǎng)管理手段。
降低專網(wǎng)成本：降低5G虛擬專網(wǎng)成本。
四、測試床方案架構(gòu)
4.1.測試床應(yīng)用場景
本測試床在企業(yè)本地建設(shè)輕量化UPF，構(gòu)建滿足數(shù)據(jù)不出廠的5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)，建設(shè)5G虛擬專網(wǎng)服務(wù)能力平臺，面向企業(yè)提供專網(wǎng)可視化、運(yùn)維管理、自主開戶開卡等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)5G專網(wǎng)服務(wù)能力平臺與企業(yè)系統(tǒng)動態(tài)交互，讓企業(yè)自主調(diào)用網(wǎng)絡(luò)能力，提升企業(yè)對虛擬專網(wǎng)的使用效率和自主掌控能力。
測試床適用于支撐智能工廠中的工業(yè)智能應(yīng)用場景的工廠專網(wǎng)、園區(qū)專網(wǎng)方案。
4.2.測試床架構(gòu)
1.在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的位置
本測試床在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能視圖網(wǎng)絡(luò)體系框架中的位置如下圖所示，通過無線接入、網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)5G虛擬專網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)管理、管理實(shí)現(xiàn)企業(yè)對專網(wǎng)的自主管理、自主開戶開卡。
2.在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施框架的位置
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時框架中，本測試床內(nèi)容包含設(shè)備層的工業(yè)終端（5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)模塊）、邊緣和企業(yè)層的5G無線網(wǎng)絡(luò)、本地邊緣計算（私有云）等，如下圖所示：
3.本測試床架構(gòu)
本測試床主要包括5G虛擬專網(wǎng)和專網(wǎng)自服務(wù)平臺，通過構(gòu)建5G虛擬專網(wǎng)和專網(wǎng)自服務(wù)體系，滿足企業(yè)數(shù)據(jù)本地化（數(shù)據(jù)不出廠區(qū)）和用戶控制本地化（企業(yè)自主開戶開卡、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、管理），測試床架構(gòu)如下圖所示：
4.3.測試床方案
面向智慧工廠智能應(yīng)用的5G虛擬專網(wǎng)測試床功能架構(gòu)如下圖所示：
1. 5G專網(wǎng)自服務(wù)平臺
自服務(wù)能力：企業(yè)可以自主開通5G工業(yè)卡號、自主停機(jī)復(fù)機(jī)、查詢流量、余額等。
自運(yùn)維能力：提供專網(wǎng)整體視圖和各設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)控設(shè)備告警，并提供初級處置能力和在線申請運(yùn)營商協(xié)查等。
自管理能力：企業(yè)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要，自主申請、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源、終端等級、帶寬、路由策略等。
2. 5G虛擬專網(wǎng)
數(shù)據(jù)本地化：在企業(yè)部署下沉的UPF，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)本地化。
低成本方案：通過部署輕量化UPF，實(shí)現(xiàn)異廠家核心網(wǎng)N4接口解耦，驗(yàn)證低成本虛擬專網(wǎng)方案。
分流策略探索：對公眾用戶流量、企業(yè)本地流量、企業(yè)云端流量的分流策略進(jìn)行研究探索。
面向智慧工廠智能應(yīng)用的5G虛擬專網(wǎng)測試床技術(shù)實(shí)施方案如下圖所示：
4.4.方案重點(diǎn)技術(shù)
能力開放技術(shù)：開放網(wǎng)絡(luò)管理、開通等能力，服務(wù)企業(yè)場景。
網(wǎng)絡(luò)適配技術(shù)：屏蔽網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性，降低企業(yè)使用網(wǎng)絡(luò)能力成本
邊緣計算技術(shù)：UPF設(shè)備下沉部署，保障企業(yè)數(shù)據(jù)安全。
輕量化UPF技術(shù)：N4接口解耦，引入輕量化UPF，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)低成本
1.自主運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)可視可管
建立OT（Operational Technology）與IT融合的網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理系統(tǒng)，打造可自主運(yùn)維管理的虛擬專網(wǎng)服務(wù)能力，實(shí)現(xiàn)分級、分權(quán)、分域監(jiān)測專網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，對全網(wǎng)拓?fù)?、設(shè)備、質(zhì)量、數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理和大屏展示。
通過虛擬專網(wǎng)的“數(shù)字孿生”，可以讓工業(yè)企業(yè)實(shí)時了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時處理一般性告警等，如：
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控信息：工廠專用UPF負(fù)荷監(jiān)控；MEC負(fù)荷、資源監(jiān)控；故障告警監(jiān)控；
終端監(jiān)控信息：當(dāng)前聯(lián)網(wǎng)數(shù)量、類型；終端位置及歷史軌跡；
配置管理信息：IP白名單策略配置；本地分流策略配置等。
2.自主服務(wù)，實(shí)現(xiàn)5G能力即開即用（自主開卡）
連接能力即開即用：工廠新到一批工業(yè)終端，將通過5G進(jìn)行作業(yè)，此時，由工廠IT運(yùn)維人員或則管理人員通過在線開卡開戶界面對運(yùn)營商發(fā)放的白卡進(jìn)行在線實(shí)時激活開通，甚至進(jìn)行企業(yè)流量池的流量劃撥，申請請求到運(yùn)營商IT系統(tǒng)流轉(zhuǎn)后業(yè)務(wù)自動開通，實(shí)現(xiàn)即時激活即時使用，提升工業(yè)客戶申請使用5G網(wǎng)絡(luò)的效率。
工廠可自建運(yùn)營系統(tǒng)：通過系統(tǒng)調(diào)用運(yùn)營商5G服務(wù)能力平臺接口，進(jìn)行SIM卡的實(shí)時激活、認(rèn)證、開通，或則由運(yùn)營商構(gòu)建該web系統(tǒng)，由工業(yè)企業(yè)自助使用。
3.自主管理，實(shí)時對重要設(shè)備進(jìn)行保障（QoS管理）
不作業(yè)時用普通5G連接：無人夾抱車車待機(jī)（未作業(yè)）狀態(tài)，通過5G普通連接與平臺建立心跳，實(shí)現(xiàn)?；疃取?/span>
作業(yè)時用有保障的可靠連接：無人夾抱車平臺需要叉車進(jìn)行作業(yè)時，發(fā)起網(wǎng)絡(luò)能力調(diào)用指令，通知網(wǎng)絡(luò)夾抱車即將作業(yè)。
網(wǎng)絡(luò)實(shí)時響應(yīng)應(yīng)用需求：網(wǎng)絡(luò)實(shí)時建立QoS保障專屬通道，給夾抱車的5G連接進(jìn)行提速、保障，以確保叉車視頻數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)的可靠傳輸?shù)狡脚_。
4.5.方案自主研發(fā)性、創(chuàng)新性及先進(jìn)性
技術(shù)創(chuàng)新：首次打通異廠家、異系統(tǒng)接口，讓工業(yè)企業(yè)客戶可在一個平臺實(shí)現(xiàn)對基站、UPF等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)測，用行業(yè)語言描述網(wǎng)絡(luò)管理方式，更容易管理專網(wǎng)。
模式創(chuàng)新：首創(chuàng)5G虛擬專網(wǎng)自主運(yùn)維管理模式，讓企業(yè)具備對專網(wǎng)的全局狀態(tài)監(jiān)測、性能監(jiān)測、告警基本處置等能力，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用更自主。
管理創(chuàng)新：率先面向行業(yè)提供自主開戶開卡能力，讓企業(yè)具備一定的運(yùn)營能力，企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要，自行決定開通卡號、停機(jī)復(fù)機(jī)、查詢余額流量，甚至分配流量等。
五、測試床實(shí)施部署
5.1.測試床實(shí)施規(guī)劃
本測試床實(shí)施分為三個階段：
第1階段：2020.11-2020.12
開展測試床場景梳理、可行性評估、測試床架構(gòu)設(shè)計等工作。
第2階段：2021.01-2021.06
開展測試床實(shí)施方案設(shè)計、設(shè)備選型與環(huán)境建設(shè)、5G服務(wù)平臺&輕量UPF測試等工作。
第3階段：2021.07-2021.10
開展測試床部署、5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)典型應(yīng)用場景驗(yàn)證、輸出5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)實(shí)施方案等工作。
5.2.測試床實(shí)施的技術(shù)支撐及保障措施
本測試床參與方分工協(xié)作，共同支撐與保障本測試床的實(shí)施工作：
中國電信股份有限公司研究院與天津電信共同負(fù)責(zé)5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)搭建、5G虛擬專網(wǎng)自服務(wù)平臺、測試床部署與驗(yàn)證等工作。
天津海爾洗衣機(jī)互聯(lián)工廠負(fù)責(zé)提供智能工廠典型應(yīng)用場景環(huán)境，參與現(xiàn)場測試床驗(yàn)證等工作。
天翼物聯(lián)科技有限公司負(fù)責(zé) 5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)典型應(yīng)用場景（如機(jī)械臂的數(shù)據(jù)采集與設(shè)備監(jiān)控）測試驗(yàn)證工作。
5.3.測試床實(shí)施的自主可控性
本測試床實(shí)施各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)均為自主研發(fā)，具有良好的自主可控性。
六、測試床預(yù)期成果
6.1.測試床的預(yù)期可量化實(shí)施結(jié)果
1.自主開戶開卡
實(shí)施前：如果給使用5G網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)設(shè)備開戶開卡，需要聯(lián)系運(yùn)營商并提供必要材料通過審核后，方可由運(yùn)營商完成開戶開卡操作，平均耗時5-10個工作日。
實(shí)施后：使用5G服務(wù)能力平臺進(jìn)行開戶開卡操作，上傳必要材料通過系統(tǒng)審核后，由工廠自己完成開戶開卡操作，平均耗時0.5個工作日。
2.自主管控網(wǎng)絡(luò)能力
實(shí)施前：僅知道網(wǎng)絡(luò)是否正常連接，需通過第三方測速軟件可知道當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度，需通過專業(yè)網(wǎng)絡(luò)探針軟件可知道當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的質(zhì)量。
實(shí)施后：5G服務(wù)能力平臺實(shí)時檢測網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況并采用可視化的方式進(jìn)行顯示，如：吞吐率、丟包、時延、不同區(qū)域設(shè)備接入密度、網(wǎng)絡(luò)故障告警等。
3.自主配置網(wǎng)絡(luò)能力
實(shí)施前：客戶無此功能。
實(shí)施后：使用5G服務(wù)能力平臺可對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬切片的配置，使得不同網(wǎng)絡(luò)性能的切片承載不同需求的工業(yè)應(yīng)用和工廠業(yè)務(wù)。
4.數(shù)據(jù)不出工廠
實(shí)施前：無法實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施后：通過UPF下沉到工廠，讓使用5G虛擬專網(wǎng)能力的工廠數(shù)據(jù)本地分流，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不出工廠。
6.2.測試床的商業(yè)價值、經(jīng)濟(jì)效益
全球首個具備自主運(yùn)維能力的5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)：解決行業(yè)5G落地推廣中遇到的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理等棘手問題，驗(yàn)證5G虛擬專網(wǎng)在落地過程中的各系統(tǒng)對接和應(yīng)用效果。
讓工廠用得起的5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)：自研輕量化UPF，預(yù)計解決部署成本約50%-70%。
讓工廠用得方便的5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)：實(shí)現(xiàn)企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的自主管控、靈活配置及自主開戶開卡，使用效率顯著提升。
6.3.測試床可推廣性
1.形成可推廣解決方案
可以5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)為核心，結(jié)合電信云網(wǎng)產(chǎn)品，形成面向智慧工廠的全連接解決方案：
5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)產(chǎn)品（紅框）
全連接云網(wǎng)產(chǎn)品：5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)+工業(yè)PON/其他（紅框+綠框）
IT/OT融合產(chǎn)品：5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)+工業(yè)終端（紅框+黃框）
面向智慧工廠全連接集成產(chǎn)品：端+網(wǎng)+云+管理（黃框+紅框+綠框）
2.可推廣垂直行業(yè)
以天津海爾測試床為基礎(chǔ)，向家電制造行業(yè)推廣，如空調(diào)制造、冰箱制造等。
以家電制造行業(yè)實(shí)施為基礎(chǔ)，向其他行業(yè)推廣，如鋼鐵、煤炭、冶金、電子產(chǎn)品制造、高端裝備制造等。
3. 推廣路徑
技術(shù)推廣：牽頭制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、測試床推廣、典型案例推廣
產(chǎn)品推廣：不斷豐富全連接產(chǎn)品在智慧工廠場景的實(shí)施部署
服務(wù)推廣：打造面向智慧工廠全連接培訓(xùn)/展示服務(wù)，帶動更多行業(yè)和企業(yè)部署
七、測試床成果驗(yàn)證
7.1.測試床成果驗(yàn)證計劃
本測試床部署在天津海爾洗衣機(jī)互聯(lián)工廠車間內(nèi)，在此進(jìn)行測試床成果的測試與驗(yàn)證。具體時間計劃見測試床實(shí)施規(guī)劃時間表。
7.2.測試床成果驗(yàn)證方案
1. 5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)部署驗(yàn)證內(nèi)容
5G服務(wù)能力平臺與自研輕量級UPF對接
5G服務(wù)能力平臺與5GC對接
下沉到工廠的UPF與運(yùn)營商IT系統(tǒng)對接
5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)承載典型工廠場景/業(yè)務(wù)
2. 5G服務(wù)能力平臺驗(yàn)證內(nèi)容
5G服務(wù)能力平臺實(shí)時可視化展示
5G服務(wù)能力平臺動態(tài)網(wǎng)絡(luò)故障告警功能
5G服務(wù)能力平臺實(shí)現(xiàn)自主開戶開卡
八、與已存在AII測試床的關(guān)系
無關(guān)系
九、測試床成果交付
9.1.測試床成果交付件
具備自主運(yùn)維能力的5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)實(shí)施方案，普遍適用于企業(yè)/園區(qū)等類型的行業(yè)專網(wǎng)需求。
自研5G服務(wù)能力平臺，普遍適用于5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)管理、運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)能力開放。
典型5G無人夾抱車場景的工業(yè)終端及邊緣應(yīng)用平臺部署方案和設(shè)備。
形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。
9.2.測試床可復(fù)制性
本測試具有較好的復(fù)制推廣性。一方面以天津海爾測試床為基礎(chǔ)，向家電制造行業(yè)復(fù)制推廣，如空調(diào)制造、冰箱制造等；另一方面，以家電制造行業(yè)實(shí)施為基礎(chǔ)，向其他行業(yè)推廣，如鋼鐵、煤炭、冶金、電子產(chǎn)品制造、高端裝備制造等。
9.3.測試床開放性
本測試床可開放給更多通訊提供商、運(yùn)營商和離散制造企業(yè)共同參與測試床驗(yàn)證與推廣工作。
十、其他信息
10.1.測試床使用者
歡迎所有的AII成員企業(yè)參與和使用本測試床項(xiàng)目。然而，在初始階段，由于試驗(yàn)站點(diǎn)的訪問權(quán)限有限，本測試床將僅限于現(xiàn)有的合作伙伴。之后，本測試床將逐步開放給更多AII成員企業(yè)使用。
10.2.測試床知識產(chǎn)權(quán)說明
中國電信與天津海爾洗衣機(jī)互聯(lián)工廠共同對測試床的建設(shè)、運(yùn)營以及使用擁有產(chǎn)權(quán)。
10.3.測試床運(yùn)營及訪問使用
測試床的部署和運(yùn)營將在天津海爾洗衣機(jī)互聯(lián)工廠進(jìn)行。現(xiàn)階段訪問控制和管理權(quán)限僅限于測試床參與企業(yè)。
10.4.測試床資金
測試床的資金將來自于測試床參與企業(yè)。
10.5.測試床時間軸
第1階段（2020.11-2020.12）：完成測試床場景梳理、可行性評估、測試床架構(gòu)設(shè)計等工作。
第2階段（2021.01-2021.06）：完成測試床實(shí)施方案設(shè)計、設(shè)備選型與環(huán)境建設(shè)、5G服務(wù)平臺&輕量UPF測試等工作。
第3階段（2021.07-2021.10）：完成測試床部署、5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)典型應(yīng)用場景驗(yàn)證、輸出5G虛擬企業(yè)專網(wǎng)實(shí)施方案等工作。