中兴通讯5G智能制造基地占地近100万米²，以5G网络技术赋能5G设备生产制造，通过5G+工业互联网基础网络技术落地，实现不同典型业务场景下的5G工业互联网创新应用。滨江智能制造基地是中兴通讯联合中国电信打造的“5G+智能制造”示范工厂，2020年工业产值达302亿元，2021年计划达到350亿元，2025年扩产至600亿元，依托滨江区位优势，旨在带动周边地区产业链协同发展，形成产业集群效应，带动长三角通信制造行业的快速发展和转型升级。
中兴通讯5G智能制造-南京滨江工厂实践项目，践行“用5G制造5G”的理念，打造5G全连接工厂，围绕智能工厂数字化产线、自动化测试及各类业务数据实时交换需求，建设面向工业应用的5G融合网络，旨在通过5G超高速低时延宽带接入、边缘计算、协议适配、多源异构数据融合等网络及终端接入技术，支撑智能工厂的数字化转型升级。
多样化场景对网络提出新挑战
中兴通讯滨江智能制造基地5G全连接工厂，聚焦于企业园区一体化管理和生产车间、立库的5G化改造，规划了16大类、40余项5G+工业融合创新应用，包括5G云化机器视觉类应用、PLC控制、5G云化AGV、XR远程单板维修操作指导、360度全景生产环境监控、产线数字孪生、无线看板、望闻问切机器人、园区数字孪生、5G非接触式红外测温、园区5G巡逻机器人、5G无人扫地车等。不同应用对网络的SLA需求差异极大（见表1）。
表1 各种5G业务的SLA需求
面对工厂复杂的环境和应用需求，要打造最佳工业专网，需要解决一系列的挑战：
- 多业务并发场景的ToB网络建网标准如何制定？
- 工业控制PLC类业务低时延+高可靠性的要求苛刻，5G网络如何满足？
- 机器视觉检视类业务的上行大带宽要求，5G 网络如何满足？
- 多业务+ToB/ToC混合组网，如何确保高优先级业务的保障和安全隔离？
- 针对ToB业务如何进行感知保障？
ToB网络建模，满足业务SLA需求
滨江工厂需求场景多样，包括云化PLC类低时延+高可靠的业务应用、基于机器视觉类的大上行业务应用、基于视频+移动性的混合业务应用等，传统ToC建网方法已经无法满足业务部署的需求。我们基于ToB业务的SLA需求分析（时延、上下行速率、可靠性、业务并发等），通过高效指标建模，完成对ToB工业园区场景化建网标准的梳理；通过实测与仿真估算，基于现有5G网络存量场景，进行定制化规划改造，最终形成符合ToB业务网需求的标准化5G专享专网方案。
本地分流，ToB业务安全隔离
依托中国电信江苏分公司，中兴通讯完成对整个滨江5G工厂厂区的室外5G覆盖，同时实现行政楼、员工食堂、40万米2厂房的室内5G覆盖，并且在园区机房建设2套MEC（UPF+MEP），构建5G企业虚拟专网，实现企业5G应用数据不出园区，满足企业安全合规及对网络和终端状态的管控，又兼顾运营商全网运营。5G区域虚拟专网通过MEC和UPF下沉，业务直接部署于工厂园区的MEC边缘云，数据流本地闭环，数据本地处理，实现数据不出园区。
通过切片+5QI的合理规划，把业务划分为高优先级、普通优先级和大网业务，部署承载在不同等级的切片上，通过切片+5QI级参数和定标值的合理设定，有效满足了高优先级业务的时延和可靠性保障。
超级小区+MU-MIMO，移动性业务+容量保障
滨江工厂有多个车间，每个车间2万米²的空旷空间，是否可以直接采用分裂小区实现大容量？通过实践发现，如简单分裂小区，终端上行业务会对邻区产生上行同频干扰，底噪抬升10dB~30dB，导致各项业务无法正常使用。经过分析和大量测试性能优化，最终园区采用超级小区方案，合并小区，消减干扰。
- 超级小区采用基带小区合并，有效控制干扰和切换，在室分场景已经得到了广泛商用；
- 多个pRRU室内覆盖多点位规模分布天线阵列，有效提升覆盖；
- 采用超级小区+空分MU-MIMO，解决中高价值区域的容量要求，商用可达2~3倍容量提升，最大可实现4倍提升。
合并小区带来带宽容量的损失，通过异频双层组网方案兼顾容量需求。底层一个小区，为移动类业务提供无切换网络；上层针对固定点位容量较大、空间上距离较远的独立拆分小区，方案兼顾了大容量和移动性切换。
异频双层组网方案亮点：
小区容量实现扩容，带动部署更多应用；
不同业务实现相互隔离的弹性更大。
EdgeQoS，护航ToB业务
PLC类业务场景，线体/机械臂通过5G无线网络采集设备状态数据上传到边缘云，集中运算生成调度数据再下发机器人执行，同时还可以在远端实现线体离线升级，增强线体混合生产时调度控制的灵活性和兼容性。此业务对时延要求苛刻，需要10ms时延，通过在BBU上部署NodeEngine，提供业务流级/Packet级的QoS保障，实现工厂PLC类业务的低时延保障（见图1）。
图1 NodeEngine低时延保障方案
NodeEngine方案对业务实现了精细化的EdgeQoS管控：
- 一方面通过对业务需求的智能识别，将本地业务的QoS需求通过边缘AI识别和分流，触发网络调整参数，匹配业务需求；
- 另一方面根据业务模型，动态调度需要的带宽、时延和可靠性资源，实现本地业务的差异化网络服务。
中兴通讯滨江智能制造基地通过5G技术的应用，支撑工厂精益化、自动化升级，向柔性化、智能化、少人化、无人化智能制造工厂演进。滨江工厂实现了单位产值所需人力较中兴通讯其他生产制造基地低25%，通过滨江5G全连接工厂实践，为宝钢湛江钢铁5G智慧钢厂、云南神火铝业5G边缘云智慧工厂等众多项目提供了宝贵的经验。
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