行業分享-5G+智能電網承載需求分析

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本文摘自5G+垂直行業承載技術及典型應用方案研究白皮書，基于5G+垂直行業初步應用階段的典型業務，本文重點分析了5G+智能電網應用場景和承載網絡需。
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正文開始：
5G+智能電網從生產消費環節的維度分析，電力業務主要涵蓋了電網的“發、輸、變、配、用”5個主要環節。經過多年建設，電力110kV及以上變電站、大型電廠等涉及發、輸、變區域已實現光纖覆蓋。目前，在配用電領域，由于點多面廣，采用光纖覆蓋建設成本高、運維和部署難度較大。5G網絡主要應用在
具備泛在廣域覆蓋需求的配電和用電場景，以及少量存在移動性或無線接入需求的輸變電場景（如機器人巡檢）。
從業務需求維度分析，5G+智能電網主要涉及了電力生產控制類Ⅰ區、生產非控制類Ⅱ區、生產信息類Ⅲ區和信息管理類Ⅳ區共4類業務。具體的細分業務主要包括配電差動保護、同步相量測量 （PMU）、智能化的配電自動化、用電負荷需求側響應、智能巡檢和設施運行狀態監測等。
5G+智能電網場景按照生產和信息采集兩大類進行分類，其對承載網絡的性能指標、功能等的需求見表1，其中時延和時頻同步性能分別列出了業務端對端指標和承載網分解指標。

表1 5G+智能電網承載需求
注：業務端到端時延到承載網的指標分解建議（下同），5G端到端業務時延包括無線接入網、承載網、核心網三大部分，無線和核心網的時 延受空口質量、覆蓋距離和上下行時隙配比等因素影響。承載網的時延分為光纖線路時延、設備轉發時延、擁塞調度時延，承載網的時延分 配會影響業務需要終結的位置，現階段承載網建議按如下規則進行時延指標的分解和評估：
（1）端到端業務時延<20ms情況，承載網需滿足雙向時延2~5ms，傳輸距離要求不超過100km(線路雙向時延1ms)；
（2）端到端業務雙向時延20~50ms情況，承載網目標雙向時延5~10ms，傳輸距離要求不超過250km（線路雙向時延2.5ms）；
（3）端到端業務雙向時延50~100ms情況，承載網目標雙向時延10ms~30ms，傳輸距離要求不超過500km（線路雙向時延5ms）；
（4）端到端業務雙向時延100ms以上的情況，承載網目標雙向時延30ms~50ms，傳輸距離要求不超過1000km（線路雙向時延10ms）。
綜合分析表1中各類業務的承載性能指標和功能特性，圖2給出了5G+智能電網的承載需求雷達 圖，包括時延、帶寬、可靠性、時頻同步和安全隔離共五個維度的需求特性和典型指標。總體來看， 5G+智能電網業務類型復雜，承載需求綜合系統，提出了毫秒級的確定性低時延，百納秒量級的超高 精度授時要求。

• 總體特性：呈現超低時延、高安全隔離、高可靠性、超高精度授時需求。生產控制類涉及 urllc，信息采集類涉及eMBB，少量應用涉及uRLLC和eMBB的融合場景。
• 典型指標：生產控制類和信息采集類業務之間要求嚴格隔離；配電差動保護和配電自動化業務 呈現確定性低時延需求，雙向時延要求2~5ms，業務帶寬大于2Mbps，因此呈現出小顆粒和低時延承 載需求。PMU業務呈現超高精度授時的承載需求，如采用5G基站空口授時給PMU終端，作為PMU的 GPS/北斗衛星同步的備用，精準授時精度需求達到百納秒量級。

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