5G 切片在电力物联网中的研究和实践刍议

牛 禹，武 琼

（1.国网天津东丽公司，天津 300100；2.国网天津城南公司，天津 300300）

0 引 言

随着信息技术的高速发展，人们已经进入到信息化时代，而现在5G 也即将到来。5G 与4G 有非常大的不同，5G 不仅能使我们获得快速的带宽体验，而且会进行垂直产业。5G 将垂直网络与信息进行有机的融合能够为用户带来更多的服务，提升信息使用的服务感，在垂直与信息高度互相融合的环境下将会使得运营效率与决策智能水平有质的飞跃。而5G 切片也是在这个背景下出现的。

1 5G 切片在智能电网中的应用

1.1 切片与电力系统在业务方面的关系

研究5G 切片与电网关系时，首先需要了解电网中包含的几个主要部分，在研究这部分内容时可以从电流走向角度分析切片与电力系统在业务方面的关系。电网按照工作流程分析：发电、输电、变电、配电以及用电是电力工作中的主要内容，在了解这些之后还对电力行业对电网的需求进行了一次调查，从而可以对研究无线通信提供有力的现实支撑。根据现在电力市场的需求进行归纳、总结，5G 应该具备时延的能力。通过准确地控制电路系统中的负载荷，在发展过程中相应的出现了URLLC 超高可靠超低延时切片，这样能够使得电力系统在工作时可以实现智能分配电网功能[1]。同时，根据了解发现，在实际生活中对物联终端能否实现海量接入也有非常大的需求。目前，电力系统在实际工作中并没有能够做好低压用电信息采集工作。为了解决这个问题，技术人员在研究5G 切片时，加大了数据在低压用电状态下的采集力度，希望使5G 切片在进行信息采集工作时，能在分布接入执行工作中有不错的表现[2]。研究切片在物联网中使用的过程中，还需要根据视频回传方面的要求对工作模式进行创新。为了能够提高5G 的便民性，在研究切片与电力系统之间的业务关系时，引入无人机收集工作数据。但是在使用时，研究人员发现其存在的缺陷，在丰富业务内容时，应该优化芯片中视频回传工作内容，解决其在带宽方面存在的弊端。最后，需要保证语音的使用体验，也就是切片在与物联网对接时，必须要保证语音通信的质量。高清语音通信是切片在网络中发展的基础也是关键[3]。

1.2 切片与电力系统在技术方面的关系

研究5G 切片过程中，为了能做好分布式配电自动化系统的设计工作，保证开通5G 项目之后，配电自动化业务与以往工作相比能够取得更好的工作表现，研究工作应该向可独立运维且高质量方向推进[4]。进行5G 切片研究工作时，还需要保证网络通信业务质量可以满足电力工作的实际需求，并从这个角度出发进行切片技术的设计工作。在研究工作的过程中，还需要进一步完善、丰富电力系统在网络切片方面功能流程设计工作。图1 为5G 切片研究工作中，研究功能工作的安排，逐层的推进5G 功能设计工作[5]。

在工作中，还应该考虑到智能分布网络切片在设计方面的原则，网络技术应该是参考设计技术进行研究，在完善技术的同时需要注意到网络信息的容量、时延、安全等方面。为使网络功能以及参数可以更灵活的编排，工作人员在工作中，需要根据业务需求研发出URLLC 切片，通过这个切片能在很大程度上提升网络设计界面的表现效果。此外，值得一提的情况是，其中的核心网络具备较强的微机服务功能，可以实现微服务编排功效。进行智能分布网络切片工作时，需要根据实际业务需求进行合理的工作部署。智能分布网络切片的购置是从客户手中转接，在选择的过程中，会根据切片的市场需求以及在SLA 方面的能力，提升信息使用的效率；在发展过程中还需要不断对工作模式进行优化，通过建立完善的职能分布FA 切片，从而在最大程度上提升了资源的使用效率，使业务配置能力得以优化。

图1 网络功能示意图

2 网络切片的安全分析研究

切片的在网络中的安全问题是5G 物联网研究工作的重点内容，在探讨切片网络安全问时，需要了解传统移动通信在网络安全方面存在的问题。经过了解，传统的移动网络安全机制有着一套流程，安全机制中终端接入认证鉴权是网络安全得以保证的一个因素。此外，对安全工作起着重要作用的因素还包含用户面和网络域安全问题等。但是研究5G 中安全结构与以前相比有翻天覆地的变化，出现这种结构性的改变，主要是因为市场对切片安全方面的需求有所不同。现代市场对切片安全有了更高的要求，为了能够达到用户的需求，需要对安全方案进行优化。

2.1 电力切片安全隔离

为了可以使切片的安全性能能够达到用户的需求，在设计的过程中，对以往工作进行了更改、调整，不同切片资源应该进行隔离处置。进行切片研究工作时，使用SDN 等技术，使得5G 信息资源可以在平台中实现资源安全隔离的效果。不同切片的资源没有机会进行资源共享，这样能在很大程度上保证网络的安全性。为了优化功能表现，研究人员一直致力于高质量电力切片的打造工作。

2.2 切片管理接口安全

切片管理接口是电力管理与运营商管理接触的一个过程，这个操作的目的就是希望双方够实现信息互换。虽然进行切片接口管理，能够在很大程度上提升信息交流的工作效率，但是这样却对信息安全形成了非常大的隐患。工作人员一定要及时意识到这个问题，并采取补救措施，否则一旦一方被攻破将会直接导致信息发生泄漏。为此，必须注意接口管理。进行研究工作的过程中，相继提出了用户认证以及集中式授权的方式，从而维护信息的安全。在进行设计的过程中，务必要从切片传输的真实性、完整性以及机密性等方面思考切片的安全问题。在发展5G 的过程中，还需要从电力管理系统方面入手，优化管理工作，补充电力切片在安全方面的配置，优化工作技术，提升切片的安全系数。技术人员优化切片安全设计工作时，需要主动了解市场中的需求，并不断对技术进行优化。这是因为要想提升切片的工作效果，技术是重要且基本的保证。

3 结 论

5G 是社会适应时代需求一定会进行的一项事业，5G网络切片的研究工作对人们的生活有非常大的意义。通过5G 网络切片能够在现存网络平台上构建出范围更广、速度更快的网络平台，同时工作业务形式也将发生非常大的变化。5G 向垂直行业发展，可以在很大程度上提高网络资源的利用率，同时还可以实现网络差异化的目标。5G 会在4G 基础上进一步对功能进行拓展，同时通过技术革新，获得超越4G 的速度。在5G 向垂直行业发展的同时，需要以为大众提供个性化服务为设计目标，提升信息网络的服务性能。在技术指标的要求下，保证切片安全性能，这也是5G 向垂直行业发展的关键内容。构建5G 网络平台时，工作人员应该根据出现的问题制定解决对策，为5G 网络的实行保驾护航。