福建移动联合中兴通讯完成电力业务综合承载商用验证

5G是一种全新的网络架构，除增强移动宽带（eMBB）场景外，针对行业应用定义了低时延高可靠（URLLC）和广覆盖大连接（mMTC）两类全新场景。面向5G时代，运营商积极拓展垂直行业领域5G应用范围，探索新的业务收入来源。

电力网络承载业务具有各类型业务场景要求，2020年7月，福建移动携手中兴通讯，与国网福建电力公司联合成立“能源互联网5G技术创新应用实验室”，共同开展精准5G承载网技术在电力行业应用的研究。经过1个多月的努力，在完整的5G无线、核心网、承载网端到端网络环境中，顺利完成以差动保护、配电自动化、视频会议为代表的电力生产控制、采集和管理类业务的综合承载测试验证，为后续SPN网络保障电力业务综合承载并在电力行业实现规模商用奠定坚实的基础。

电力网络承载的业务差异性大，安全等级要求各不相同，既有要求低时延抖动、高可靠性的差动保护业务，也有同步精度要求高的配电自动化业务，还有要求大带宽的视频会议业务需求。差动保护业务对通信时延（端到端时延小于12ms）及可靠性（>99.999%）要求高，高度依赖光纤通信，但由于配网终端通信点多面广，且布局分散，光纤敷设难度大，成本高，而包括4G在内的传统无线通信技术性能不足，无法保障时延和可靠性。传统的配网保护采用简单的过流、过压保护，不依赖通信，不能实现分段隔离，故障恢复时间长、停电影响范围大。对于电力视频监控的场景，特别是高清监控，如在变电站、高压线塔等区域部署4K摄像头，需要超大带宽支持。

综上所述，传统电力网络分区依靠光纤直连、电力线载波等多种方案叠加承载，部署成本高，无法保障业务需求，也无法实现集中管控。精准5G承载网技术中的精准管道、精准管控和精准时间可以针对上述业务需求，通过切片管道，将一张物理网络划分为多个逻辑网络，实现多业务的综合承载与管控，保障业务的安全和隔离性，同时满足不同SLA承诺。

本次测试验证中，承载设备采用中兴通讯SPN旗舰产品ZXCTN 6700和6180H，引入精准管道技术，基于FlexE硬切片，按照安全隔离等级部署了3个切片：切片一和切片二基于L1层物理隔离，在独享MTN/FlexE接口切片上创建VPN隔离通道，独享带宽，承载安全等级最高的差动保护业务和次高的配电自动化业务，保障低时延抖动、高可靠性等关键特性；切片三承载安全等级较低的视频会议业务，基于L3隔离和QoS调度技术，在共享隧道&共享FlexE接口上创建VPN软隔离通道，实现切片内带宽按需调整（见图1）。在3个切片的网络承载能力测试中，差动保护切片业务在终端2000帧/秒发包的情况下稳定运行2小时未触发闭锁，在视频会议切片出现网络风暴时，差动保护业务完全不受影响。

           图1   电力业务综合承载测试组网图

除了业务安全隔离，本次测试还验证了基于精准时间技术实现的全网高精度时间同步，在满足确定性转发的基础上，支撑配网差动保护业务的拓展。从最终验证结果来看，SPN网络端到端平均时延9ms，零丢包率，可靠性>99.999%，同步授时精度误差小于500ns（满足电力业务1µs要求），可以为电力业务提供安全、高效、确定性的通信管理通道。

未来，中兴通讯将继续联合中国移动和国家电网，深化研究适用于电力应用的精准5G承载技术和解决方案，通过具有电力特色的5G技术，实现可持续发展、高效的现代能源。同时为SPN商用现网服务于垂直行业应用提供典型应用解决方案，加速运营商向精细化运营转型。