張強
智能電網自 2001 年提出以來，得到業界廣泛認同，各國政府、電力企業、科研機構結合各自經濟社會發展水平、能源特點和電力工業發展階段，進行了深入研究和實踐探索。
智能電網業務場景
智能電網覆蓋發電、輸電、變電、配電、用電5個關鍵環節，各環節需要部署幾十種智能電網通信業務，而且各業務的SLA需求，例如時延、帶寬、安全隔離等差異較大。根據電網業務的作用及安全隔離的要求，電網業務又分為生產控制大區、管理信息大區兩大類業務。其中在生產控制大區中，分為安全I區和安全II區，安全I區業務直接實現對電力系統的實時監控，安全II區業務只檢測，無控制；在管理信息大區中，分為管理III區和管理IV/V區，主要對電力生產、電網企業內部進行管理，如視頻監控、信息化辦公。
表1 智能電網典型業務示例
5G+智能電網應用涉及電網安全可靠的運行，因此有別于公眾網應用，對安全隔離、SLA保障等有比較嚴格的要求。智能電網業務場景豐富，涉及狀態感知、控制保護、數據采集、AI輔助、機器人巡檢等多種類型；傳輸數據多樣化，包括狀態量、控制指令、圖片、視頻等，相應的對網絡的帶寬、時延、抖動、誤碼率、可靠性等都有不同的要求。
5G網絡切片可以在統一的物理網絡基礎上切分成多個端到端的邏輯網絡，滿足電網高帶寬、高安全、低時延、超高可靠的應用場景，提供智能電網通信的最佳解決方案。可以通過如下維度或原則，對智能電網的切片進行設計：
安全隔離要求：
在電網中，要求生產區和管理區之間的業務需要進行物理隔離，生產區內或管理區內各業務之間需要進行邏輯隔離。物理隔離是指不同業務之間進行硬隔離，比如無線采用PRB資源預留或者獨立的頻譜、傳輸采用不同的FlexE、核心網采用獨立的服務器；邏輯隔離是指不同業務之間采用QoS、VPN、虛擬機等軟隔離技術。
因此，電網可以部署4類切片，實現不同區域的電網業務的承載。生產區與管理區之間的切片，采用物理隔離技術，滿足生產區業務高安全隔離要求。在生產區內，部署2個切片才用軟隔離技術，實現1區和2區的邏輯隔離。在管理區內，其中III、IV、V區之間安全隔離度要求不高，可以只設置一個切片，再通過QoS+DNN進行隔離。其次，對于電網本地閉環的業務，如變電站、小水電廠，可以部署一個局域專網切片。
.png)
圖1 智能電網切片的劃分
對于用戶面網元，需要物理隔離的生產區的切片，核心網可以部署獨立的專U，傳輸可以建設獨立的FlexE通道，無線可以采用資源預留等隔離方式。對于需要邏輯隔離的切片，如生產區I和II之間的切片，可以采用軟切片技術。核心網可以采用共享UPF，如Slice3和Slice 4，切片之間可以采用獨立的VLAN、獨立的地址池、帶寬或用戶數接納控制等；承載可以采用VPN技術；無線可以采用切片+5QI進行優先級調度。
對于控制面網元，需要根據電網行業用戶的需求和運營商的建網原則選擇共享，還是獨享。通常行客戶要求有獨立的控制面網元，而運營商期望與現有的2B網元進行共享。根據分析，電網業務更多的是媒體面數據的隔離，因此，控制面可以采用折中的方案，電網獨享部分控制面網元，比如SMF等，而UDM/PCF、AMF與其他2B行業進行共享。
低時延，高帶寬需求：
對于時延要求比較低的電網業務，如差動保護，UPF也可以下沉到邊緣DC，承載采用FlexE高速轉發通道，無線采用URLLC技術。對于時延要求不高的電網業務，比如管理區的業務，切片類型采用eMBB，UPF在省會中心或者地市DC集中部署。
智能電網可運營可管理需求：
5G切片網絡具備能力開放及更高效靈活的運營管理能力，可實現電網業務的可視、可管、可控。電力企業可利用運營商提供的各種切片能力開放接口，實現切片或新業務的線上快速開通（分鐘級）；利用切片運行監控能力，實現網絡資源實時監控及故障定位； 通過簽約接口，實現對終端的在線管理，最終提供智能電網的可視、可管、可控。
中興通訊助力行業客戶構建5G+智能電網
中興通訊與電力企業進行深度合作，提供無線、承載、融合核心網（5G Common Core）、切片管理（CloudStudio GSO)等全套產品，構建端到端、高安全隔離的5G網絡切片，為不同安全區的電網業務提供差異化的SLA保障，滿足電網高安全、低時延、高可靠的需求。其次，中興也提供切片能力開放、5G LAN、TSN、URLLC、mMTC、精準授時、小顆粒度FlexE等多種關鍵技術的解決方案，助力5G+智能電網新業務的快速開展與部署。 
