行业分享-5G+智能电网承载需求分析

本文摘自5G+垂直行业承载技术及典型应用方案研究白皮书，基于5G+垂直行业初步应用阶段的典型业务，本文重点分析了5G+智能电网应用场景和承载网络需求。

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正文开始：

5G+智能电网

从生产消费环节的维度分析，电力业务主要涵盖了电网的“发、输、变、配、用”5个主要环节。经过多年建设，电力110kV及以上变电站、大型电厂等涉及发、输、变区域已实现光纤覆盖。目前，在配用电领域，由于点多面广，采用光纤覆盖建设成本高、运维和部署难度较大。5G网络主要应用在
具备泛在广域覆盖需求的配电和用电场景，以及少量存在移动性或无线接入需求的输变电场景（如机器人巡检）。

从业务需求维度分析，5G+智能电网主要涉及了电力生产控制类Ⅰ区、生产非控制类Ⅱ区、生产信息类Ⅲ区和信息管理类Ⅳ区共4类业务。具体的细分业务主要包括配电差动保护、同步相量测量 （PMU）、智能化的配电自动化、用电负荷需求侧响应、智能巡检和设施运行状态监测等。

5G+智能电网场景按照生产和信息采集两大类进行分类，其对承载网络的性能指标、功能等的需求见表1，其中时延和时频同步性能分别列出了业务端对端指标和承载网分解指标。

表1 5G+智能电网承载需求

注：业务端到端时延到承载网的指标分解建议（下同），5G端到端业务时延包括无线接入网、承载网、核心网三大部分，无线和核心网的时 延受空口质量、覆盖距离和上下行时隙配比等因素影响。承载网的时延分为光纤线路时延、设备转发时延、拥塞调度时延，承载网的时延分 配会影响业务需要终结的位置，现阶段承载网建议按如下规则进行时延指标的分解和评估：
（1）端到端业务时延<20ms情况，承载网需满足双向时延2~5ms，传输距离要求不超过100km(线路双向时延1ms)；
（2）端到端业务双向时延20~50ms情况，承载网目标双向时延5~10ms，传输距离要求不超过250km（线路双向时延2.5ms）；
（3）端到端业务双向时延50~100ms情况，承载网目标双向时延10ms~30ms，传输距离要求不超过500km（线路双向时延5ms）；
（4）端到端业务双向时延100ms以上的情况，承载网目标双向时延30ms~50ms，传输距离要求不超过1000km（线路双向时延10ms）。

综合分析表1中各类业务的承载性能指标和功能特性，图2给出了5G+智能电网的承载需求雷达 图，包括时延、带宽、可靠性、时频同步和安全隔离共五个维度的需求特性和典型指标。总体来看， 5G+智能电网业务类型复杂，承载需求综合系统，提出了毫秒级的确定性低时延，百纳秒量级的超高 精度授时要求。

• 总体特性：呈现超低时延、高安全隔离、高可靠性、超高精度授时需求。生产控制类涉及 uRLLC，信息采集类涉及eMBB，少量应用涉及uRLLC和eMBB的融合场景。

• 典型指标：生产控制类和信息采集类业务之间要求严格隔离；配电差动保护和配电自动化业务 呈现确定性低时延需求，双向时延要求2~5ms，业务带宽大于2Mbps，因此呈现出小颗粒和低时延承 载需求。PMU业务呈现超高精度授时的承载需求，如采用5G基站空口授时给PMU终端，作为PMU的 GPS/北斗卫星同步的备用，精准授时精度需求达到百纳秒量级。

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