近日，在“2020中国互联网大会——5G生态论坛”上，5G应用产业方阵（5G AIA）行业应用组组长杜加懂代表5G产业应用方阵发布了《5G行业虚拟专网网络架构白皮书》。

白皮书聚焦5G网络在行业领域落地时面临的问题，针对行业不同应用和场景特点，梳理了行业降成本、多样性业务、高安全、自运维和系统融合发展五大特色需求，并根据行业需求提出了5G行业虚拟专网的定义及不同场景的网络部署方案。

白皮书主要包含三个方面内容：一是提出了行业5G网络架构的设计思路，依靠设计原则定义了5G行业虚拟专网；二是制定了5G行业虚拟专网的整体网络架构及部署方案，为不同规模、不同需求的行业企业提供了部署5G行业虚拟专网的实施方案；三是展示了7大5G行业虚拟专网的融合创新案例，从实际出发阐述了利用5G行业虚拟专网促进企业“提质增效”的实际应用效果。

以下为报告中的5G专网七大落地案例：

5G行业虚拟专网典型案例

2019.01—2020.7.29

01

上 海 宝 钢

中国电信联合上海宝钢在钢铁制造行业实现了基于5G虚拟专网的业务应用，包括在AGV路径、 AGA末端库、滩涂库等指定仓库区域范围内实现在5G条件下的AGV车载高清监控视频实时查看。监控端包括PC、智能终端、大屏幕等形式。通过5G实现24小时自动化、无人化的钢卷运输，贯通了以往独 立运行的无人仓库与无人码头，整个环节构成了一个完整闭环，避免人为误操作，实现零交通事故，同时借助5G低时延高带宽的特性，整个厂内物流过程在指挥中心完全透明化、实时化，各部门可以对 计划把握得非常精准，与整个车队的调度完美衔接，有效提升了生产效率。本案例采用SA组网模式构建虚拟专网，全区域新建7个5G站点，其中宏站5个、室分2个，共12个小区。

在SA组网情况下部署MEC和UPF，UPF下沉到用户侧机房，实现了本地业务和非本地业务的 分流。MEC的解决方案把服务器和企业网打通，通过深度包解析识别本地和非本地业务，从而保持企 业业务本地化，避免了路由迂回，降低了用户访问时延，缓解网络压力；同时强化了本地内容的安全性，便于开展相关增值服务。具体实现的网络架构如下图所示。

上海宝钢5G虚拟专网采用面向局域专网架构中的UPF方案构建，在直接效益方面，该案例平均单个钢卷的转运作业时间为3分30秒，大大低于人工作业时间；对应库区工作人员从130人降至30人以内，在降本增效的同时，切实提高了AGV的可视性、可感知性和可控性，提高安全感。

在社会效益方面，该案例完成后钢卷产品不再需要堆放在厂外，缓解了当地公共交通压力和卫生环境；本案例中的 AGV使用电动机行驶，通过绿色制造助力低碳环保；整个案例的成功实施也使得钢铁行业对5G的效率有了更直观的认识，产生了更大的探索动力。

02

宁 波 舟 山 港

中国移动与宁波舟山港就5G智慧港口项目进行深度合作，针对智慧港口港机远程控制、智能理货、集卡自动驾驶等业务特性，提出港口5G专网解决方案，旨在将5G与港口生产业务深度融合，提升港口自动化水平、实现降本增效。

案例整体采用SA组网，在港口区域部署大网宏站和专用宏站，提供港口生产业务的频率专用服务，通过接入控制方案保障其它用户无法接入专网小区，大大增强其业务性能（如时延、可靠性、速率）保障效果；目前已完成多个堆场连续覆盖，满足港口对速率、时延、可靠性、安全隔离等方面需求。核心网部署专用5GC核心网切片，将UPF下沉至港口区，保障港口敏感 业务的数据安全隔离性，其余核心网设备位于运营商机房，物理设备与其他项目共享，通过切片进行虚 拟隔离。港机PLC等港口设备通过CPE接入5G网络，港区内的人员和无人机等则通过5G基站直接接入。

宁波舟山港5G虚拟专网采用面向局域专网架构中的UPF方案构建，UPF同时承载公网和行业专网 业务，经实际环境测试，对于本地分流的业务流，端到端时延能够保持在10-20ms量级，单用峰值速率超过250Mbps, 能够很好满足客户超低时延和大带宽的业务需求。目前宁波舟山港的5G行业专网已进入批量投用阶段，助力宁波港的港口自动化发展。

03

格 力

中国联通在广东和格力合作实现了国内首个基于MEC边缘云+智能制造领域5G SA切片的专网网络，该案例是工信部工业互联网创新发展工程项目，通过5G+MEC+切片打造了一个智能制造的示范工厂。

格力电器出于安全考虑，要求企业内数据不出园，仅在企业内部转发和使用，同时专用网络与公 网之间应进行有效隔离或者差异化保障。针对格力电器提出的网络诉求及智能制造业务场景规划，制定了5G+MEC边缘云+SA切片专网总体方案。整体采用5G SA架构组网，其中核心网部分，控制面采用广东联通5GC大区商用网络，与普通用户共享，用户面UPF下沉到格力园区部署，由格力园区独占，本地分流园区内专网用户流量。

格力5G网络架构

“MEC+切片”5G 企业专网方案实现了企业业务与公众用户业务 物理隔离，确保了企业数据不出园区，保障生产数据安全，同时，结合承载网FlexE等技术实现了带宽 资源独占。格力5G网络架构及专网切片方案如下图所示：

格力5G专网切片方案

格力园区5G虚拟专网采用面向园区专网架构中的UPF+MEP方案构建，依托5G专网支持，已完 成产线无纸化首检及产线视频监控等业务场景验证。在产线无纸化首检业务中，通过5G网络每个首检PAD最大可获得800Mbps带宽。此外，5G专网支持下的首检既能减少大量纸质文件，也能实现移动检 查，大大提高了首检效率。在产线视频监控业务中，通过5G网络的上行大带宽，将产线实时视频上传 到企业服务器，并从后台进行基于AI的工艺行为识别，提升生产过程的产品质量控制。

04

江 西 星 火

中国电信联合星火有机硅厂在江西实现了基于5G行业虚拟专网的业务应用。星火有机硅厂是中国化工集团旗下企业，是国家重点国防化工和化工新材料生产大型企业。

本案例中5G虚拟专网主要用于星火厂区内580仓库智能物流、三分厂与四分厂的智能仓库、三分厂中控室的智能安监、以及一分厂的智能巡检。共规划5G站点18个，其中S111站型1个、S11站型1个，S1站型16个，共21台AAU，14台用 于室内覆盖，7台用于室外覆盖。

园区采用独立APN，隔离园区内网和公网访问，同时部署MEC保障 数据不出园区，RTT时延从40ms降低到了15ms。MEC通过2台CE6865交换机，以25GE/10GE电口与 UPF进行本地组网。网络组网架构如图所示。

通过江西星火5G网络建设，承载了包括5G+精准定位、5G+智能巡检、5G+机器视觉等多项业务：

1）5G+精准定位：部署定位引擎，每5秒对终端信号进行采集，实现亚米级定位。定位信息被实 时上传到安监平台，识别员工是否进入危险区域或已经发生危险等状态，并及时采取相应措施；

2）5G+智能巡检：员工手持防爆手机对仪表数据、阀门状态、管线温度等进行采集，利用5G网络上传给 安监平台，进行数据分析和危险识别，降低人为录入误差、漏检率，提升预防性维修率；

3）5G+机器视觉：在智能安监平台上部署图像识别和行为识别服务，通过数据训练后，生成人工智能模型。企业 内的高清摄像头、无人机摄像头、巡检机器人及AR眼镜等采集的视频传送到安监平台后，根据模型识 别出危险行为后通知安监人员。

通过5G+精准定位，企业人员定位精度提升300%+、减少安全隐患点262个；通过5G智能巡检，实现企业人员巡检数据录入准确率提升19%、漏检率降低25%。通过5G机器视觉，实现企业人员违规行业减少78%；通过5G无人机，样品检测由原来人工送检4个小时到即到即送。

05

长 虹

长虹集团协同5G运营商通过对四川绵阳河边镇“虹创一号”智能电视工厂园区、爱联智能模组工 厂园区实施网络改造，规划并建设长虹工业园区5G虚拟专网，孵化基于5G网络的工业数据应用、基于室内精准定位技术的新一代AGV管理系统、基于5G连接的协同生产管理系统等，实现覆盖产品全生命周期和全供应链的智能化工厂。

长虹工业园区5G虚拟专网采用5G模组或CPE组网方式，通过室分基站、宏基站接入5G网络，以SPN连接园区移动边缘计算(MEC)，结合原有以太网、NB-IoT、WiFi等网络连接方式形成融合网络，如图下图所示。结合5G网络大带宽、低时延、大连接、安全可靠性网络特性，实现河边镇“虹创一 号”智能电视工厂园区内的业务数据共享、互联需求。同时，考虑到工厂数据的高敏感性，利用边缘服务器计算节点MEC实现数据本地化，保障园区数据的私密性及安全性。

其中，核心网借助现有设备进行网元部署；无线网通过2个5G基站实现网络覆盖，单基站小区数6个覆盖范围为多楼层的室内工业制造车间，主要覆盖目标为室内工作人员、智能制造设备、传感器和AGV无人小车；传输网充分利用现网传输成环资源，有效避免网络中断；频率策略方面，使用4.9GHz作为该案例5G网络的承载频率；设备选型方面，当前 5G基站的主设备形态以室外的 AAU+BBU（CU/DU合设）以及室分有源设备为主，以发挥5G网络部署的灵活性和覆盖优势；网络运维方面，通过建设网管平台，实现网络远程运维管理和网络质量监测。

长虹工业园区5G行业虚拟专网采用面向园区专网架构中的UPF+MEP方案构建，运营商进行宏站 的部署，长虹和运营商在工厂车间、园区机房联合进行微站、室分基站、MEC的部署，现阶段网络运 维工作主要由运营商承担，后续与长虹内网融合的专网部分由运营商提供部分管理界面接口以实现纳 入长虹统一内部网络管理体系。借助5G虚拟专网结合工业互联网，长虹通过对智能化工业应用的研究 与优化，实现河边镇工业园区订单交付周期小于21天，人效提升65%，生产和物流设施占地节省50%， 整机周转12次/年，资金占用减少20亿。

06

海 尔

海尔基于运营商的5G网络在总部园区落地MEC，构建了行业内首个“5G+MEC” 虚拟专网。园区通过MEC的本地分流功能和新增单独的APN，从技术上实现所有生产数据在工厂内卸载不园区，确保数据安全；5G MEC服务器为工厂提供灵活的计算能力：生产应用APP可以根据不同的业务需要，通过MEP平台直接调用MEC的强计算、AI等能力满足自己对硬件服务器的要求，从而替代本 地服务器；由于MEC 距离终端或信息源非常近，网络响应用户请求的时延大大减小，满足各种创新应用对低时延和大带宽的要求；MEC将企业的内部生产数据在本地园区闭环，避免传递到公网上，对传输网和核心网造成网络拥塞；位于网络边缘的 MEC 能够实时获取例如基站 ID、可用带宽等网络数 据以及与用户位置相关的信息，为各种生产应用提供网络开发能力，极大地改善用户的服务质量体验。

基于5G+MEC虚拟专网基础网络，海尔实现了中德园区的冰箱、滚筒、中央空调三家互联工厂的应用赋能。验证的主要项目有5G+AR/VR、5G+机器视觉、5G应用于高清视频传输（智能安防）、5G应用于远程维修、5G应用于工厂大数据等。

以机器视觉为例，海尔中德冰箱互联工厂落地了行业内首个“5G+机器视觉”应用，工业相机所拍摄的高清图片无需绕经传统通信网络的核心网，MEC平台可对采集到的数据进行本地实时处理和反馈，数据在本地完成卸载，减少泄露的可能性，提升对数据的保密性。同时实现了机器和设备相关生 产数据的实时分析处理和本地分流，提升生产效率。海尔园区5G虚拟专网采用面向园区专网架构中的UPF+MEP方案构建，UPF同时承载公网和行业 专网业务，保证了核心生产数据不出厂的数据安全要求，达到了企业降本增效的目的。

基于5G无线传 输取代有线千兆网传输，打破了有线传输有效距离近的限制，为实现算法处理层从设备端上升到边缘 端打通了传输路径，算法处理统一规划到MEC当中，可以根据工厂实际的处理量统一配置计算能力。该方案实现设备端轻量化，产线机器视觉应用点只保留工业相机，取消单独的工控机，工厂或园区统一部署MEC，总体方案降低布线成本、硬件及算力浪费，总体投资成本降低约40%。目前已上线运行近半年时间。

07

南方电网

中国移动与南方电网合作，针对深圳市南方电网业务中智能分布式配电自动化（智能分布式配网 差动保护和配网自动化三遥）、电网应急通信保障及配网计量等4个业务特性，基于5GSA架构和切片技术提供系统性的5G指挥电网解决方案，该案例旨在探索面向垂直行业的5G创新业务及需求，验证5G网络及业务的能力，并为5G商用奠定基础。

案例实现的网络架构如下图所示。该案例规划三大类切片承载不同类型的电网业务，为所属各单 位提供差异化的电力业务网络切片服务：eMBB切片满足高带宽业务需求，承载智能电网的大视频应 用，包括了变电站巡检机器人、应急现场综合自组网应用；uRLLC切片满足低时延业务需求，承载智 能分布式配电自动化业务；mMTC切片满足大连接业务需求，主要承载采集类业务，包括配网计量等。

案例基于切片提供两个维度的隔离能力：电力与其他行业及个人用户通信业务之间的隔离，以及电力自身不同分区业务之间的隔离，从接入网（含空口、基带、协议栈等）、传输网和核心网三个层面分别定制不同的隔离策略。南方电网5G虚拟专网采用面向广域专网架构中的网络资源共享切片构建，通过定制化硬切片提供物理隔离能力的安全、小于15ms的端到端超低时延、精度达1us的网络授时等服务和特性，满足综合 承载配网差动保护、PMU、配网自动化三遥等核心业务的要求，给配网控制与管理带来重大变化，可 以极大提升配网自动化管理水平。其次，5G高上行传输带宽（上行10MHz）保障（网络切片PRB硬保 障）、近实时通信时延（小于15ms）、MEC本地智能化、10MHz的小颗粒SPN FlexE硬格离传输承载等，为电网构建融合无人机、智能机器人、远程AR/VR诊断等的信息实时展示、任务智能规划、动作一键下达、状态智能感知、决策智能辅助的无人化智能运维平台，大幅提升工作效率、降低设备及人 员的成本与风险，保障电网安全稳定运行。

部分报告内容如下：

编辑 | 赵   清

校对 | 李子喵

来源 | 中国信通院

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