5G技术架构及电力应用关键技术概述
发布时间：2021-08-09 06:55
为使垂直行业系统了解5G网络技术,持续推动相关技术研究、方案落地,加快行业应用进程,文章梳理了5G发展现状,系统介绍了5G技术体系及其关键技术。然后基于5G三大典型应用场景,研究提出了5G电力应用场景及业务需求。最后重点阐述了5G网络切片、边缘计算、时间同步、安全隔离等电力应用关键技术,展望了5G行业应用面临的技术挑战,为5G应用技术研究提供参考。
【文章来源】：电力信息与通信技术. 2020,18(08)
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
5G端到端切片架构
部分电力控制类业务时延要求严格,并且考虑到传输开销,通过将计算资源推向更靠近网络边缘的位置,边缘计算可以快速响应用户请求并实现较低的时延和较高的带宽。5G的边缘计算网络架构由3GPP和ETSI共同制定,3GPP定义了5G的网络架构,SBA架构支持数据路由与能力开放;ETSI定义平台架构,边缘计算平台实现数据网络(Data Network,DN)和应用功能(Application Function,AF)的功能;用户面功能(User Plane Function,UPF)作为衔接锚点和5G核心网、边缘计算平台和终端协同,满足边缘场景下的移动性管理、合法监听、计费、QoS保障等功能,如图4所示[41]。文献[42]依据3GPP R17标准,探讨了面向多接入边缘计算的5G网络增强技术和后续的发展方向。文献[43]分析了5G边缘计算上行分流(Uplink Classfier,UL-CL)、IPv6多归属分支点(Branch Point,BP)以及本地数据网(Local Area Data Network,LADN)3种本地分流方式。UL-CL方式通过SMF选择靠近本地网络的分流节点,基于数据分组目的IP地址识别、分流上行数据分组,适用于访问本地业务场景,如本地内容访问、企业网、eMBB场景本地分流业务和车联网等;BP方式采用2个或多个连接,SMF负责对目标UPF插入分支点功能,分支UPF负责上行流量分离和下行流量聚合,适用于物联网、高可靠性专网等场景;LADN方式需要本地数据网终端判断自身所处位置,同时要求终端具有识别所在LADN覆盖范围的能力。根据业务应用场景确定UPF和边缘计算平台部署位置,包括边缘级(基站与回传网络之间)、区域级(汇聚环和接入环之间)和地区级(汇聚核心层)[44]。
参考IMT-2020(5G)发布的5G无线技术架构、承载网架构和技术方案等技术白皮书,研究提出如图1所示的5G通用技术体系架构,包括场景与需求、网络架构、无线接入、承载网、核心网及网络安全6部分。2.2 主要关键技术
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G切片技术在电力物联网应用的智能化管理[J]. 贺金红,张港红,高建. 电力信息与通信技术. 2020(05)
[2]基于边缘计算的电力智慧物联系统设计与实现[J]. 崔恒志,蒋承伶,缪巍巍,杨维永,马涛,沈耀威. 电力信息与通信技术. 2020(04)
[3]面向能源互联网智能感知的边缘计算技术研究[J]. 张树华,仝杰,张鋆,张明皓,雷煜卿,朱咏明. 电力信息与通信技术. 2020(04)
[4]利用可信计算技术增强MEC的安全性[J]. 陆威,王全. 移动通信. 2020(04)
[5]5G同步组网架构及关键技术探析[J]. 胡昌军,吕博,缪新育. 信息通信技术与政策. 2020(04)
[6]5G大规模MIMO增强技术及发展趋势[J]. 焦慧颖,刘鹏. 移动通信. 2020(04)
[7]5G网络切片安全模型研究[J]. 刘建伟,韩祎然,刘斌,余北缘. 信息网络安全. 2020(04)
[8]5G端到端网络协同关键技术[J]. 刘义亮,李鑫,薄开涛. 电信科学. 2020(03)
[9]5G核心网演进需求及关键技术[J]. 王卫斌,朱进国,王全. 中兴通讯技术. 2020(01)
[10]State Machine with Tracking Tree and Traffic Allocation Scheme Based on Cumulative Entropy for Satellite Network[J]. LIN Wenliang,WANG Huijun,DENG Zhongliang,WANG Ke,ZHOU Xiaotian. Chinese Journal of Electronics. 2020(01)
本文编号：3331600
【文章来源】：电力信息与通信技术. 2020,18(08)
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
5G端到端切片架构
部分电力控制类业务时延要求严格,并且考虑到传输开销,通过将计算资源推向更靠近网络边缘的位置,边缘计算可以快速响应用户请求并实现较低的时延和较高的带宽。5G的边缘计算网络架构由3GPP和ETSI共同制定,3GPP定义了5G的网络架构,SBA架构支持数据路由与能力开放;ETSI定义平台架构,边缘计算平台实现数据网络(Data Network,DN)和应用功能(Application Function,AF)的功能;用户面功能(User Plane Function,UPF)作为衔接锚点和5G核心网、边缘计算平台和终端协同,满足边缘场景下的移动性管理、合法监听、计费、QoS保障等功能,如图4所示[41]。文献[42]依据3GPP R17标准,探讨了面向多接入边缘计算的5G网络增强技术和后续的发展方向。文献[43]分析了5G边缘计算上行分流(Uplink Classfier,UL-CL)、IPv6多归属分支点(Branch Point,BP)以及本地数据网(Local Area Data Network,LADN)3种本地分流方式。UL-CL方式通过SMF选择靠近本地网络的分流节点,基于数据分组目的IP地址识别、分流上行数据分组,适用于访问本地业务场景,如本地内容访问、企业网、eMBB场景本地分流业务和车联网等;BP方式采用2个或多个连接,SMF负责对目标UPF插入分支点功能,分支UPF负责上行流量分离和下行流量聚合,适用于物联网、高可靠性专网等场景;LADN方式需要本地数据网终端判断自身所处位置,同时要求终端具有识别所在LADN覆盖范围的能力。根据业务应用场景确定UPF和边缘计算平台部署位置,包括边缘级(基站与回传网络之间)、区域级(汇聚环和接入环之间)和地区级(汇聚核心层)[44]。
参考IMT-2020(5G)发布的5G无线技术架构、承载网架构和技术方案等技术白皮书,研究提出如图1所示的5G通用技术体系架构,包括场景与需求、网络架构、无线接入、承载网、核心网及网络安全6部分。2.2 主要关键技术
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G切片技术在电力物联网应用的智能化管理[J]. 贺金红,张港红,高建. 电力信息与通信技术. 2020(05)
[2]基于边缘计算的电力智慧物联系统设计与实现[J]. 崔恒志,蒋承伶,缪巍巍,杨维永,马涛,沈耀威. 电力信息与通信技术. 2020(04)
[3]面向能源互联网智能感知的边缘计算技术研究[J]. 张树华,仝杰,张鋆,张明皓,雷煜卿,朱咏明. 电力信息与通信技术. 2020(04)
[4]利用可信计算技术增强MEC的安全性[J]. 陆威,王全. 移动通信. 2020(04)
[5]5G同步组网架构及关键技术探析[J]. 胡昌军,吕博,缪新育. 信息通信技术与政策. 2020(04)
[6]5G大规模MIMO增强技术及发展趋势[J]. 焦慧颖,刘鹏. 移动通信. 2020(04)
[7]5G网络切片安全模型研究[J]. 刘建伟,韩祎然,刘斌,余北缘. 信息网络安全. 2020(04)
[8]5G端到端网络协同关键技术[J]. 刘义亮,李鑫,薄开涛. 电信科学. 2020(03)
[9]5G核心网演进需求及关键技术[J]. 王卫斌,朱进国,王全. 中兴通讯技术. 2020(01)
[10]State Machine with Tracking Tree and Traffic Allocation Scheme Based on Cumulative Entropy for Satellite Network[J]. LIN Wenliang,WANG Huijun,DENG Zhongliang,WANG Ke,ZHOU Xiaotian. Chinese Journal of Electronics. 2020(01)
本文编号：3331600
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