基于5G切片技术的电力物联网应用

贾荣敏 东营联通胜中分公司

网络切片是提供特定网络能力和网络特征的逻辑网络，网络切片既是网络又是业务，它有三大核心特征：从满足客户需求的角度看，网络切片具有可定制、可隔离的特征；从网络运营管理的角度看，网络切片具有可编排的特征，运营灵活性大大提升。随着5G网络的部署和切片业务即将商用，网络切片具备哪些技术手段、网络切片对业务的支持程度、运营商5G网络切片管理体系如何支撑切片业务开展等是业界普遍关注的问题.

一、5G切片关键技术

将5G切片技术应用到电力物联网中，通过建设全通道电力业务可靠网络，其中包括业务支撑平台功能、运营管理系统等，从而逐步实现终端管理、切片管理、AI辅助决策、开放管理、统计分析等多项功能，融合5G无线业务，进行统一管理以及统一展示，从而不断提高电力业务包含风机、储能、光伏、负荷业务的可控能力。电力专用终端和网关设备，具有降低时延、本地分流、安全保障等特殊功能，且自身具备切片安全接入机制，符合电力行业业务标准以及故障诊断能力，并且包括电网行业传感终端、红外高清球机、门状态传感器、气体传感器、温湿度传感器、烟雾监测传感器等。针对应急抢修、输电线路无人机巡检、状态监测等相关业务的通信需求，进一步分析光纤通信、5G无线通信等多种不同类型方式的通信体系和策略，进一步开展基于5G切片技术的网络架构、通信协议、无线性能提升等多项技术的深入研究。

二、面向电网业务应用场景

电力行业无线通信应用场景总体上可分为控制、采集两大类。其中，控制类包含智能分布式配电自动化、用电负荷需求侧响应、分布式能源调控等；采集类主要包括高级计量、视频监控、配网状态监测等。对于控制类业务场景，当前整体通信特点为采用子站/主站的连接模式，星形连接拓扑，主站相对集中，一般控制的时延要求为秒级。未来随着智能分布式配网终端的广泛应用，连接模式将出现更多的分布式点到点连接，随着用电负荷需求侧响应、分布式能源调控等的应用，主站系统将逐步下沉，出现更多的本地就近控制，且与主网控制联动的需求，时延需求将达到毫秒级。

三、5G切片技术在电力物联网中的应用与智能化管理

在深入分析两者之间关系式，应当及时全面了解电网的主要组成部分，可从电流走向角度入手，进一步分析5G切片和电力业务之间的关系。电网的具体工作流程主要为发电、输电、变电、配电等相关环节和内容，在及时解决存在问题的情况下，应当针对电网的实际需求，进行全面调查，进一步研发出有力的支撑，针对当前市场实际需求进行总结、归纳，5G具备延时功能。通过精准化的电路系统控制，能够保障电力系统在实际工作中，实现智能分配电网功能。数据显示，在实际工作中，物联网终端能否海量接入的需求也是非常大的。电力系统采集工作也是至关重要的，为了有效解决当前存在的问题，深入研究与分析切片的时候，加大了实际采集力度，保障5G切片在信息采集工作中，可以在分布式接入工作状态下有着突出的表现。

四、网络切片技术标准展望

核心网方面，针对网络切片的SLA的落实，3GPP正在开展相关研究，例如对网络切片内注册用户数、同时在线用户数、并发会话数用户、用户总流量等进行控制，避免超出SLA要求，降低切片内用户的体验。目前主要的思路是通过增强现有网元的功能实现控制SLA阈值的功能，讨论较多的是通过增强PCF、NSSF、NWDAF0支持数据收集、数据统计和通知 的功能来实现控制。以基于NWDAF实现注册用户数 为例，运营商通过运营支撑系统在NWDAF上配置注册用户数阈值，当用户发起注册接入到AMF后，每成功注册一个用户，AMF向NWDAF上报信息，NWDAF从多个AMF收集统计注册用户数，如果到达阈值，则通知所有AMF，停止接入新的用户。此后如果新用户上线，AMF将拒绝用户接入，除非有用户下线才能允许接入新用户。这是对接入用户数进行控制的基本思路，实际应用中还应考虑多个NWDAF和多AMF的协同问题。对于并发会话数、用户流量的控制可以采用类似的机制，不同的是这些信息由SMF提供（SMF是会话管理的主要网元），到达阈值后相应的控制功能也由SMF执行。

五、结束语

随着社会不断进步与发展，5G是必然发展趋势，对人们的生活有着重要的影响。5G切片技术能够构建出更快、范围更广的平台系统，工作业务形式也会发生很大的变化。5G技术极大地超越了4G技术的速度和效率，可以针对大众的实际需求，提供个性化的服务，不断提高信息网络的整体服务性能和质量。严格落实技术指标，从而最大程度上保障切片整体安全性能，针对存在的问题，及时采取应对措施，为5G技术的健康稳定发展保驾护航。