5GStudyonNetworkSlicingofIndustrialTerminalsinthe5GSystem2021125G5G5G5G 5G行業(yè)終端基本切片功 終端URSP匹 5G行業(yè)終端切片解決方 5G行業(yè)終端URSP匹配方 IP三元 5G5G5G5G5G3GPP最早在SA1的TR22.864TR23.799RAN側(cè)支持網(wǎng)絡(luò)切片的功能，實(shí)現(xiàn)了端到端的同時(shí)，CCSA5G5G及網(wǎng)絡(luò)5G2018-1762T-YD“移動(dòng)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切片管理技術(shù)段3GPP保持基本一致。5GCSA（SP）5G20200513“5G5G5G網(wǎng)絡(luò)切片基本功能要求、各子域（終端/無線/傳輸/核心網(wǎng)/管理）功能要求、各子域間接口對接功能、協(xié)G網(wǎng)絡(luò)切片端到端20208“5G5GOSAPP一般沒有強(qiáng)烈的通用性要求，APPmodem做接口對接。TDAPPID、IPOS獲ModemDNN也被抽象為網(wǎng)絡(luò)能力，一般映射到三APNInternetOSModem沒有DNN5GIP地址直ModemIPIP比較單一，好規(guī)劃。一DNNdefaultAPNID對應(yīng)，OS為中心，Modem將URSPOSOSTDModem建立正IDDNNIP地址的形式，通ATModemURSPID因此，相對消費(fèi)者終端，5G行業(yè)終端的切片實(shí)現(xiàn)相對簡單，影響較小，產(chǎn)5G修改單）3GPPR16/202073GPPTSSystemArchitectureforthe5GSystem;Stage3GPPTSProceduresforthe5GSystem(5GS);Stage3GPPTSPolicyandchargingcontrolframeworkforthe5GSystem(5GS);Stage25G5G5G5G3GPPTSNetworkSliceSelectionServices;Stage3GPPTSUserEquipment(UE)policiesfor5GSystemStage3GPPTSServicerequirementsforthe5GNetworkNetworkSliceinstanceNetworkSliceSelectionAssistanceInformationS-NSSAI5GNSSAINSSAINSSAINSSAINSSAI單個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片選擇輔助信息SingleNetworkSliceSelectionAssistanceSST）和切片區(qū)分符號(hào)（SliceDifferentiator，SD）組成。其中，SSTUERouteSelectionTrafficTDTD粒度，可根據(jù)多樣化的業(yè)務(wù)需求，靈活選擇合適的TD。AccessAccessPointCore ManagementDataNetworkDevice-to- Network NetworkSliceNetworkSliceAssistance ManagementOperationPolicyControlProtocolData Qualityof5G5G5G5G Slice Slice/ServiceTrafficUserUERouteSelection5G信號(hào)覆蓋。可實(shí)現(xiàn)用無線傳感器、無線攝像儀省去部分信號(hào)線纜，借助5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、4-1。4-1差動(dòng)保護(hù)測DTUDTUIEC61850-GOOSEIP10km半終端5-10DL/T634.5.104故障錄波及記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GB/T5G網(wǎng)絡(luò)高速率、低時(shí)延的2G/3G/4G等通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通信需求見表4-25G5G5G5G遙信、遙TCP/IP方式直傳至業(yè)務(wù)主≤3s；三遙1s安全生產(chǎn)Ⅰ10km半徑范50-1004G通信模式，其基本功能可直接使用現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行承載驗(yàn)證。5G的高可靠、低時(shí)延、大連接特性可進(jìn)一步豐富業(yè)務(wù)應(yīng)WiFi+光纖（以太網(wǎng)）4-5。4-520管理信息集中在局部區(qū)域5-10JPEG320×2401920x1080輸電線路視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)對帶寬要求較高，5G的大帶寬特性可滿足此類業(yè)務(wù)msms級別甚至更低才能保證控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精確控制，同時(shí)對可靠性也有極高的要求。在規(guī)模生量、控制周期的時(shí)延要求、帶寬要求都有差異。5G切片網(wǎng)絡(luò)可提供極低時(shí)延長、5G20Gbps5G1ms，強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)能力能夠極供可靠的依據(jù)。5G技術(shù)能夠?yàn)橹悄芄S提供全云化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。精密傳感技術(shù)作5G網(wǎng)絡(luò)收集，龐大的數(shù)據(jù)庫開始形成，工業(yè)機(jī)器人結(jié)合云計(jì)算的超級計(jì)算能力在一些特定場景下，借助5G下的D2D技術(shù)，物體與物體之間直接通信，進(jìn)一利用5G5G5G5G5G患者，通過移動(dòng)終端由醫(yī)院進(jìn)行遠(yuǎn)程救治指導(dǎo)。在急救車轉(zhuǎn)運(yùn)途中，醫(yī)療人員5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低延時(shí)的特性，遠(yuǎn)程手術(shù)直播打破了諸如手術(shù)衛(wèi)生、米，司機(jī)室在龍門吊頂部。目前港口對龍門吊遠(yuǎn)程控制改造需求迫切。傳統(tǒng)龍30勞有安全隱患。港口為保證24小時(shí)作業(yè)，每臺(tái)龍門吊配備三名司機(jī)輪換，一個(gè)碼頭通常需要上百名龍門吊司機(jī)，對司機(jī)人力需求高。遠(yuǎn)程控制改造后，龍門PLC，司機(jī)改在中控室觀看多路實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行操作，完成龍門5~16路監(jiān)控視頻，1080P分辨率下對帶寬需求30MbpsPLC305G的大帶寬低時(shí)延可實(shí)現(xiàn)龍門吊遠(yuǎn)程控制場景中監(jiān)控視頻回傳，PLC可靠通信，大隨著港口自動(dòng)化的發(fā)展，AGVIGV集卡的演進(jìn)也是一個(gè)明顯趨勢，障，操作人員可通過攝像頭查看周邊環(huán)境、進(jìn)行故障判斷，并可遠(yuǎn)程操作自動(dòng)集卡退出故障區(qū)。AGV/IGV4路攝像頭，5G有望為這類應(yīng)用AGV/IGV在操作現(xiàn)場出現(xiàn)故障時(shí)，遠(yuǎn)程操作員需要根據(jù)收集的信息對AGV/IGV周圍環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，識(shí)別故障，并遠(yuǎn)程操控5G端到端終端切片架構(gòu)如下圖所示，不同的網(wǎng)絡(luò)切片實(shí)例NSI包含了屬于NFNF之間互連相關(guān)的所有信息。服務(wù)NSINSI，UE2NSIC和NSIB。5G5G5G5GNSINSINSINSICNNF終端UEUEANNFANNFCNNFCNNFServiceServiceService/URSPNSSAI（NetworkSliceSelectionAssistanceInformation）是協(xié)議中比較常見的NSSAIS-NSSAIvalue(s)S-NSSAIvalue（3.1.2節(jié)NSSAINSSAI參DefaultConfiguredConfiguredRequestedAllowedRejected此外在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的用戶數(shù)據(jù)庫中，還記錄了用戶簽約的S-NSSAI及其關(guān)聯(lián)信息，該S-NSSAI被稱作SubscribedS-NSSAI。UERegistrationrequestRequestedNSSAI，來顯式指定想5G5G5G5G3個(gè)場景，RegistrationrequestRequestedNSSAI：1）UEConfiguredNSSAI；UEAllowedUEConfiguredNSSAIAllowedNSSAI，但是NSSAI。RegistrationacceptAllowedNSSAI、ConfiguredNSSAIRejected2個(gè)場景，RegistrationacceptAllowedRegistrationrequestRequestedNSSAIS-NSSAI是允S-NSSAINSSAI。AllowedNSSAIS-NSSAIUE，AllowedNSSAI3GPPNon-3GPPRejectedNSSAIS-NSSAIUE。RegistrationacceptConfiguredNSSAIConfiguredNSSAIUE。UEAllowedNSSAI、ConfiguredNSSAI和RejectedNSSAINetworkslicingindication的信息：AllowedNSSAIUEAllowedNSSAI。ConfiguredNSSAIUEConfiguredNSSAI。RejectedNSSAIUE原來的AllowedNSSAI中的S-NSSAI(s)5G5G5G5GPDUSessionPDUSessionULNASTransportPDUsessionestablishmentrequest，S-NSSAI信息表明要使用哪個(gè)切片：modifyinmodifyinRuleDeterminestheordertheURSPruleenforcedintheThispartdefinestheTrafficdescriptorcomponentsfortheURSPrule.ItconsistsofOSIdandIPDestinationIP3tuple(s)(IPaddressIPv6networkprefix,portprotocolIDoftheprotocolaboveDescriptor(s)fordestinationofnon-IPThisismatchedagainsttheDNNinformationprovidedbytheThisismatchedagainsttheprovidedbyaUEapplicationwhenrequestsanetworkconnectionwithcertaincapabilities.ListofRouteAlistofRouteSelectionDescriptors.ThecomponentsofaRouteSelectionDescriptoraredescribedintable其中，S-NSSAItomodifyinURSPRouteDescriptorDeterminestheorderinwhichtheSelectionDescriptorsaretobeRouteThispartdefinestherouteSSCOnesinglevalueofSSCNetworkEitherasinglevalueoralistofvalues5G5G5G5GDNNEitherasinglevalueoralistofvaluesPDUSessionOnesinglevalueofPDUSessionOffloadindicationIndicatesifthetrafficofthematchingapplicationistobeoffloadedtonon-3GPPaccessoutsideofaAccessTypeIndicatesthepreferredAccessType(3GPPornon-3GPP)whentheUEestablishesaPDUSessionforthematchingNSSAIURSP信息，終端為業(yè)務(wù)建立PDU會(huì)話前，需要通過注冊消息獲取切片相關(guān)參數(shù)。關(guān)于NSSAI，網(wǎng)絡(luò)通過Registrationaccept消息下發(fā)AllowedNSSAI、ConfiguredNSSAIRejectedNSSAIConfigurationupdatecommand消息AllowedNSSAI、ConfiguredNSSAIRejectedNSSAI更新，終端需要接收上NSSAI信息保存或更新到本地。URSP，網(wǎng)絡(luò)通過MANAGEUEPOLICYCOMMANDURSPURSPPDUPDUS-NSSAI信息，以請求網(wǎng)絡(luò)NSSAIAllowedNSSAI、ConfiguredNSSAIRejectedNSSAI的PDUPDU會(huì)話來支持基本的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。PDU會(huì)話是否需要?jiǎng)h除和重新建立。NSSAIAllowedNSSAIConfiguredNSSAI中，若不在則需要PDUNSSAIPDU會(huì)話。當(dāng)終端收到URSP信息更新后，需要判斷已建立的切片PDU會(huì)話對應(yīng)的NSSAIURSPPDU會(huì)話，并URSPPDU會(huì)話。URSPURSPTrafficDescriptorURSP以及路PDU5GURSP的切片匹配方案總體實(shí)現(xiàn)框架如5G5G5G5G5G5G5G通信模組通過控制接口1URSP相關(guān)參數(shù)配置，并通過控制接口將5G通信模組IP分配2、5GURSPURSPURSPTrafficdescriptorURSP撥號(hào)模塊：根據(jù)上位機(jī)撥號(hào)請求，與網(wǎng)絡(luò)側(cè)(基站、核心網(wǎng))PDU會(huì)PDU會(huì)話5GURSP上位機(jī)上位機(jī)5G終端開機(jī)入網(wǎng)后，5G通信模組從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收URSP5G5G5G5G分別通過配置Trafficdescriptor參數(shù)觸發(fā)上述流程，建立多路切片。IPIPIPIP類型，終端可以通過預(yù)設(shè)的方式確定該應(yīng)IPIP三元組信息，IP三元URSP規(guī)則，若匹配到對應(yīng)的切片，則綁定該規(guī)則中對應(yīng)的切片標(biāo)識(shí)S-NSSAI，并檢查該S-NSSAI是否存在AllowedNSSAIConfiguredNSSAIS-NSSAIPDU會(huì)話，否則繼續(xù)匹配其他URSPURSP中有沒有匹配到對應(yīng)的切片，終端就會(huì)為該應(yīng)用分配一個(gè)缺