5G网络切片使能智能电网-国家电网+中国电信

引言 011 智能电网发展的趋势与挑战 022 5G切片智能电网典型业务场景2.1 场景1：智能分布式配电自动化 04

2.1.1 业务场景 042.1.2 发展趋势及特点 052.1.3 对通信网络的关键需求 052.2 场景2：毫秒级精准负荷控制 06

2.2.1 业务场景 062.2.2 发展趋势及特点 062.2.3 对通信网络的关键需求 072.3 场景3：低压用电信息采集 07

2.3.1 业务场景 072.3.2 发展趋势及特点 072.3.3 对通信网络的关键需求 082.4 场景4：分布式电源 08

2.4.1 应用场景 082.4.2 发展趋势及特点 082.4.3 对通信网络的关键需求 09

3 5G网络切片简介 10

3.1 5G网络切片概念与特征 113.2 5G网络切片端到端架构 123.3 5G网络切片价值 13

4 智能电网5G切片方案探讨 14

4.1 5G网络切片使能智能电网 15

4.1.1 技术视角 1.1.2 业务视角 1.1.3 部署视角 16

04

4.2 智能电网多切片架构 174.3 智能电网全生命周期管理 17

4.3.1 智能电网切片设计 184.3.2 智能电网切片部署与使能 184.3.3 智能电网切片的运行 184.3.4 智能电网切片的运维监控 184.3.5 智能电网切片的闭环优化 184.3.6 智能电网切片的能力开放 19

5 总结与展望 20

图1 智能电网典型代表性业务场景 04图2 配电自动化发展演进趋势 05图3 智能分布式配电自动化对网络的关键KPI要求 05图4 精准负荷控制发展演进趋势 06图5 毫秒级精准负荷控制对网络的关键KPI要求 07图6 低压用电信息采集发展演进趋势 07图7 低压用电信息采集对网络的关键KPI要求 08图8 分布式电源发展演进趋势 09图9 分布式电源对网络的关键KPI要求 09图10 5G网络切片端到端构架 13图11 5G网络切片使能智能电网 15表1 5G网络切片匹配智能电网不同业务场景需求 16图12 智能电网5G网络切片构架 17图13 5G切片全生命周期管理 17表2 智能电网5G网络切片的两类运维模式 18表3 智能电网5G网络切片的两类闭环优化模式 195G网络切片使能智能电网

引言

引言

改变生活，5G改变社会。以电网为代表的垂直行业时代完成数字化转型，德国提出的工业4.0，中国制都需要借助网络的连接。5G网络不仅能给我们带来带宽体验，5G网络另一个重要的使命是使能垂直行时代丰富的垂直行业应用将对移动网络带来更加多样

5G网络切片使能智能电网1 智能电网发展的趋势与挑战5G网络切片使能智能电网

1 智能电网发展的趋势与挑战

1

智能电网发展的趋势与挑战

随着各领域新技术的快速发展，智能电网在发展建设过程中也遇到了一些新的挑战和新的机遇，为智能电网建设带来了新的内涵。

新能源：为应对全球变暖和实现可持续发展，迫切需要发展可再生能源发电。可再生能源发电的大量并网将给电网运行、管理带来新的挑战：一方面，可再生能源发电的间歇性、随机性特点，给电网功率平衡、运行控制带来困难；另一方面，分布式能源（DER）的深度渗透使配电网由功率单向流动的无源网络变为功率双向流动的有源网络。

新用户：随着电动车的快速发展，电动车充电容量需求十分客观，为更好对需求侧进行管理（例如削峰填谷），用电管理可以采用新的模式。比如，充电车充电可以由传统的在设备接通时用电，变为充电时间可选的互动式用电。

新要求：新设备新场景的出现对用电质量提出更高的要求。比如，一些高科技数字设备要求供电的“零中断”。另一方面，从电网运营角度对资产利用效率的要求也在逐步提高，比如提高设备利用率、减低容载比、减少线损等，需要对电网的负荷与供电进行更精确的调整。

5G网络切片使能智能电网

2

2 5G切片智能电网典型业务场景

5G切片智能电网典型业务场景

从电流走向视角来看，电网主要包括五大环节：发电、输电、变电、配电及用电。通过与电力行业伙伴的充分需求调研、讨论和分析，我们从中识别并筛选出了对于无线通信

具有潜在需求、未来5G切片可能使能的、最具典型代表意义的四大智能电网应用场景：智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制、低压用电信息采集、分布式电源。

智能电网典型业务场景

智能分布式配电自动化毫秒级精准负荷控制低压用电信息采集分布式电源

图1 智能电网典型代表性业务场景

2.1 场景1：智能分布式配电自动化

2.1.1 业务场景

配电自动化（Distributed Automation）是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统，其目的是提高供电可靠性，改进电能质量，向用户提供优质服务，降低运行费用，减轻运行人员的劳动强度。配电自动化的发展大致可以分为三个阶段。

随着计算机技术的发展，产生了第三阶段的配电自动

第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段，主要设备为重合器和分段器等，不需要建设通信网络和计算机系统。其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这一阶段的配电自动化系统局限在自动重合器和备用电源自动投入装置。自动化程度较低，这些系统目前仍大量应用。

化系统。它在第二阶段的配电自动化系统的基础上增加了自动控制功能。形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统，形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统(DMS)，功能多

第二阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的配电自动化系统，在配电网正常运行时也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用，故障时能及时察觉。并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。

5G网络切片使能智能电网2 5G切片智能电网典型业务场景达140余种。现阶段的配电自动化以此为目标建设和完善。2.1.2 发展趋势及特点当前主流方案采用集中式配电自动化方案，其通信系统主要传输数据业务，包括终端上传主站(上行方向)的遥测、遥信信息采集业务以及主站下发终端（下行方向）的常规总召、线路故障定位（定线、定段）隔离、恢复时的遥控命令，上行流量大、下行流量小，主站为地市集中部署。

随着电力可靠供电要求的逐步提升，要求高可靠性供电

区域能够实现电力不间断持续供电，将事故隔离时间缩短至毫秒级，实现区域不停电服务，则对集中式配电自动化中的主站集中处理能力和时延等提出了更加严峻的挑战，因此智能分布式配电自动化成为未来配网自动化发展的方向和趋势之一。其特点在于将原来主站的处理逻辑分布式下沉到智能配电化终端，通过各终端间的对等通信，实现智能判断、分析、故障定位、故障隔离以及非故障区域供电恢复等操作，从而实现故障处理过程的全自动进行，最大可能地减少故障停电时间和范围，使配网故障处理时间从分钟级提高到毫秒级。

配电自动化发展阶段

机械化就地单机处理

断电时间小时级

自动化集中式自动化处理

断电时间分钟级

图2 配电自动化发展演进趋势

智能化分布式智能化处理

断电时间毫秒级

2.1.3 对通信网络的关键需求

智能分布式配电自动化对通信网络的关键需求：•

超低时延：毫秒级

• •

高隔离：配电自动化属于电网I/II生产大区业务，要求和其它III/IV管理大区业务完全隔离高可靠性：99.999%

智能分布式配电自动化对网络要求

时延

隔离性带宽

终端数量可靠性

图3 智能分布式配电自动化对网络的关键KPI要求

5G网络切片使能智能电网

2 5G切片智能电网典型业务场景

2.2 场景2：毫秒级精准负荷控制

2.2.1 业务场景

电网负荷控制主要包括调度批量负荷控制和营销负荷控制系统两种控制模式。电网故障情况下，负荷控制主要通过第二道防线的稳控系统紧急切除负荷，防止电网稳定破坏；通过第三道防线的低频低压减载装置负荷减载，避免电网崩溃；这种稳控装置集中切负荷社会影响较大，电网第三道防线措施意味着用电负荷更大面积损失。在目前特高压交直流电网建设过渡阶段，安全稳定控制系统依然是紧急情况下保障电网安全的重要手段。若某馈入特高压直流发生双极闭锁，受端电网损失功率超过一定限额，电网频率将产生严重跌落，甚至可能导致系统频率崩溃。为确保直流故障后电网稳定安全稳定运行，通常综合采用多直流提升、抽蓄电站切泵等措施来平衡电网功率的缺额，但上述措施在直流严重故障下仍不足以阻止电网的频率跌落，紧急切负荷措施依然是必要手段。针对类似直流双极

2.2.2 发展趋势及特点

传统配网由于缺少通信网络支持，切除负荷手段相对简单粗暴，通常只能切除整条配电线路。从业务影响、用户体验等角度出发，希望尽可能做到减少对重要用户的影响，通过精准控制，优先切除可中断非重要负荷，例如电动汽车充电桩、工厂内部非连续生产的电源等。

闭锁等严重故障，若采用过传统方式以110KV负荷线路为对象，集中切除负荷的方式，将会触发599号令所规定的电力事故等级，造成较大的社会影响。而采用基于稳控技术的精准负荷控制系统，控制对象精准到生产企业内部的可中断负荷，既满足电网紧急情况下的应急处置，同时仅涉及经济生活中的企业用户，且为用户的可中断负荷，将经济损失、社会影响降至了最低，是目前负荷控制系统的一大技术创新。

精准负荷控制

毫秒级负荷平衡

当前

切除整条线路

趋势

细粒度控制，延伸到末端。优先切除制冷等可中断负荷

图4 精准负荷控制发展演进趋势

5G网络切片使能智能电网2 5G切片智能电网典型业务场景2.2.3 对通信网络的关键需求毫秒级精准负荷控制对通信网络的关键需求：• 超低时延：毫秒级• •

高隔离：精准负荷控制属于电网I/II生产大区业务，要求和其它III/IV管理大区业务完全隔离高可靠性：99.999%

毫秒级精准负荷控制对网络要求

时延

隔离性带宽

终端数量可靠性

图5 毫秒级精准负荷控制对网络的关键KPI要求

2.3 场景3：低压用电信息采集

2.3.1 业务场景

低压用电信息采集业务是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。2.3.2 发展趋势及特点

电力用户用电信息采集业务当前主要用于计量，主要传输数据业务，包括终端上传主站的状态量采集类业务以及主站下发终端（下行方向）的常规总召命令，呈现出上行流量大、下行流量小的特点，现有的通讯方式主要包括230M、无线公网和光纤传输方式，各类用户终端采用集中器方式目前主站为省公司集中部署。早期采集的方式是一天24个计量点，目前是分为5min和15min采集方式，其中0点为统一采集。

未来新业务带来用电信息数据（准）实时上报的新需求。同时，终端数量级进一步提升。未来的用电信息采集将进一步延伸到家庭，能够获取所有用电终端的负荷信息，以更精细化的实现供需平衡，牵引合理错峰用电。例如当前欧美等国已经在实行的电价阶梯报价机制，需要实时公示通知电价，以便用户能够按需预约采购。

图6 低压用电信息采集发展演进趋势

低压用电信息采集从计量延伸到家庭，引导错峰用电，实现供需平衡现状小规模、低频次、用于计量趋势海量、准实时、用于引导错峰用电5G网络切片使能智能电网

2 5G切片智能电网典型业务场景

2.3.3 对通信网络的关键需求

低压用电信息采集对通信网络的关键需求：

• •

海量接入：千万级终端接入

高频率高并发：未来秒级~准实时数据上报

低压用电信息采集对网络要求

时延

隔离性带宽

终端数量

图7 低压用电信息采集对网络的关键KPI要求

可靠性

2.4 场景4：分布式电源

2.4.1 应用场景

风力发电、太阳能发电、电动汽车充换电站、储能设备及微网等新型分布式电源是一种建在用户端的能源供应方式，可运行，也可并网运行。随着我国能源变革发展的深入推进，对于清洁能源的快速并网与全消纳也成为电网企业迫切需要解决的难题。

我国分布式电源发展迅速，占比逐年增加,年均增加近1个百分点。到2020年分布式电源装机容量可达1.87亿千瓦,占同期全国总装机的9.1%。分布式电源接入是坚强智能电网发展中不可缺少的重要环节。分布式电源集成到电网中可带来巨大的效益。除了节省对输电网的投资外，它可提高全系统的可靠性和效率，提供对电网的紧急功率和峰荷电力支持。同时，它也为系统运行提供了巨大的灵活性。如在风暴和冰雪天气下，当大电网遭到严重破坏时，这些分布式电源可自行形成孤岛或微网向医院、交通枢纽和广播电视等重要用户提供应急供电。

因此，配电网急需发展新的技术和工具，增加配电网的可靠性、灵活性及效率。分布式电源监控系统可以实现分布式电源运行监视和控制的自动化系统，具备数据采集和处理、有功功率调节、电压无功功率控制、孤岛检测、调度与协制及与相关业务系统互联等功能，主要由分布式电源监控主站、分布式电源监控子站、分布式电源监控终端和通信系统等部分组成。2.4.2 发展趋势及特点

但是，分布式电源并网给配电网的安全稳定运行带来了新的技术问题和挑战。由于传统配电网的设计并未考虑分布式电源的接入。在并入分布式电源后，网络的结构发生了根本变化，将从原来的单电源辐射状网络变为双电源甚至多电源网络，配网侧的潮流方式更加复杂。用户既是用电方，又是发电方，电流呈现出双向流动、实时动态变化。

5G网络切片使能智能电网2 5G切片智能电网典型业务场景分布式电源

风力发电、太阳能发电、电动汽车充换电站、储能设备及微网新型分布式电源等年均增长1%。到2020年占全国总装机9.1%

收益

节省投资，提升可靠性和效率

挑战

网络节点矩阵复杂化，分布式电源供电实时变化

图8 分布式电源发展演进趋势

2.4.3 对通信网络的关键需求

分布式电源对通信网络的关键需求：•

海量接入：百万级~千万级终端接入

• •

低时延：分布式电源管理包括上行数据采集和下行控制，其中下行控制流需要秒级时延高可靠性：99.999%

分布式电源对网络要求

时延

隔离性带宽

终端数量

图9 分布式电源对网络的关键KPI要求

可靠性

5G网络切片使能智能电网3 5G网络切片简介5G网络切片使能智能电网

3 5G网络切片简介

3

•

5G网络切片简介

3.1 5G网络切片概念与特征

5G网络切片的概念具有丰富的特征，一般来说，我们认为网络切片是面向租户，满足差异化SLA，可生命周期管理的虚拟网络，是面向特定的业务需求，满足差异化SLA（Service Level Agreement），自动化按需构建相互隔离的网络实例。

5G网络切片具备了“端到端网络保障SLA、业务隔离、网络功能按需定制、自动化”的典型特征：

端到端SLA保障：5G网络切片由核心网，无线，传输等多个子域构成，网络切片的SLA由多个子域组成的端到端网络保障。网络切片实现多域之间的协同。包括网络需求分解，SLA分解，部署与组网协同等。•

业务隔离：网络切片为不同的应用构建不同的网络实体。逻辑上相互隔离的专用网络确保不同的切片之间业务不会相互干扰。•

功能按需定制、动态编排：5G网络将基于服务化的架构，同时软件架构也将进行服务化重构，以此形成网络可编排的能力。面向不同行业多样化的网络需求，5G网络可以提供按需编排的能力，为每个应用提供不同的

•

网络能力。

同时，5G网络分布式特点可以根据不同的业务需求部署在不同的位置，来满足不同业务时延的要求。自动运维、多租户运维：自动化是网络发展的目标。相对于传统网络一张大网满足所有要求，5G通过切片技术将一张网裂变成多张网，理论上5G的繁荣必然会带来运维难度大幅增加，因此自动化是5G网络必然要具备的一个特征。

从节奏上来说，一次性地实现全自动化非常困难。通过分割网络切片生命周期中各个环节的操作，允许工作流中的每个环节都支持人工，半自动或者全自动的方式进行处理，伴随着用户网络规划能力的发展，以及网络的扁平化，简单化，最终达成自动化。

网络切片允许向特定租户（比如行业用户）提供定制化的网络服务，租户对网络具备一定的操作管理能力。租户运维人员所具备的的知识与能力模型与传统运营商运维人员不同，需要面向租户的运维人员提供易观察、易操作、易管控的运维界面，实现租户的“自助服务”。

5G网络切片使能智能电网

3 5G网络切片简介

业务隔离不同等级的安全隔离的生命周期管理端到端SLA保障端到端切片网络包括终端、接入、传输、核心网和云SLA分解协同自动运维网络切片部署自动化运维自动化多租户运维功能按需定制基于服务化架构 (SBA)， 定制化网络功能动态编排3.2 5G网络切片端到端架构

网络切片是端到端的，包含多个子域，并且涉及管理面、控制面和用户面，其端到端架构示意如下：

端到端切片生命周期管理架构主要包括几个关键部件：•

CSMF (Communication Service Management Function)切片设计的入口。承接业务系统的需求，转化为端到端

•

网络切片需求，并传递到NSMF进行网络设计。NSMF (Network Slice Management Function)

负责端到端的切片管理与设计。得到端到端网络切片需求后，产生一个切片的实例，根据各子域/子网的能力，进行分解和组合，将对子域/子网的部署需求传递到NSSMF。

5G网络切片使能智能电网

3 5G网络切片简介

第三方（租户）CSMFNSMFNSSMF（接入网）NSSMF（传输）NSSMF（核心网）图10 5G网络切片端到端构架

同时，在网络切片生命周期过程中，需要协同核心网，传输和无线等多个子域/子网协同时，由NSMF进行。•

NSSMF (Network Slice Subnet Management Function)负责子域/子网的切片管理与设计。核心网，传输和无线有各自的NSSMF。•

NSSMF将子域/子网的能力上报给NSMF，得到NSMF

的分解部署需求后，实现子域/子网内的自治部署和使能，并在运行过程中，对子域/子网的切片网络进行管理和监控。

通过CSMF，NSMF和NSSMF的分解与协同，完成端到端切片网络的设计和实例化部署。

3.3 5G网络切片价值

通过5G切片可以为终端用户、租户和运营商带来以下价值：

1) 终端用户：通过端到端切片网络的端管云协同提供的可保证的SLA，终端用户获得最佳的业务体验。

2) 租户：通过资源共享为基础可以降低网络使用成本，通过隔离技术和按需部署可以实现端到端可保障的网络SLA，通过按需功能定制可以快速业务需求和业务的升级、演

进，通过切片网络提供的开放能力实现简单的运维和网络能力的使用。

3) 运营商：最大化网络基础设施的价值，使能和开拓庞大的垂直行业用户群；通过资源共享、动态部署实现高效、快速建网，同时，业务上线和业务创新更加快捷，将促进新的产业生态环境的形成。

5G网络切片使能智能电网4 智能电网5G切片方案探讨智能电网作为典型的垂直行业的代表对通信网络提出了新的挑战。电网业务的多样性需要一个功能灵活可编排的网络,高可靠性的要求需要隔离的网络,毫秒级超低时延需要极致能力的网络。5G网络切片可以满足垂直行业多样化的网络连接需求。5G网络切片使能智能电网4 智能电网5G切片方案探讨4智能电网5G切片方案探讨

4.1 5G网络切片使能智能电网

智能电网作为典型的垂直行业的代表对通信网络提出了新的挑战。电网业务的多样性需要一个功能灵活可编排的网络,高可靠性的要求需要隔离的网络,毫秒级超低时延需要极致能力的网络。4G网络轻载情况下的理想时延只能达到40ms左右，无法满足电网控制类业务毫秒级的时延要求。

同时4G网络所有业务都运行在同一个网络里面，业务直接相互影响，无法满足电网关键业务隔离的要求。最后，4G网络对所有的业务提供相同的网络功能，无法匹配电网多样化业务需求。在此背景下，5G推出网络切片来应对垂直行业多样化网络连接需求。

5G 网络切片使能智能电网

业务多样化

新能源、新用户、新要求对电网负荷平衡带来新的挑战

安全隔离

关键业务要求通信隔离、互不干挠

性能要求高

电网遥控类业务要求单个终端通信时延在5ms左右

专网成本高

千万级配电终端缺乏网络接入手段

按需部署

根据业务需求定制网络功能

隔离

共享电信基础设施上构建逻辑隔离通信“专网”

端到端SLA保障

5G 网络切片端到端毫秒级低时延保障

自动化

网络切片

共享基础设施，自动化部署，自动化运维，节省成本

配电自动化用电信息采集新能源汽车

图11 5G网络切片使能智能电网

分布式电源精准负荷控制

业务场景智能分布式配电自动化毫秒级精准负荷控制低压用电信息采集通信时延要求高高低可靠性要求高高中带宽要求低中低中终端量级要求中中高业务隔离要求高高低业务优先级高中高中切片类型URLLC5G网络切片使能智能电网4 智能电网5G切片方案探讨URLLCmMTCmMTC（上行）+URLLC（下行）分布式电源中高高低高中中低4.1.1 技术视角

从技术角度来看：5G网络切片可以满足电网核心工控类业务的连接需求•

5G是全新一代的无线通信技术，在设计是就考虑物-物（机器通信）、人-物通信的需求场景。其超低时延（1ms）、海量接入（10M连接/平方公里）的特性可以很好的匹配电网工控类业务需求•

5G网络首创的网络切片使能技术可以达到与“专网”同等级的安全和可隔离性，同时相比企业自建的光纤专网成本可以大幅降低•

5G边缘计算技术通过网关分布式下沉部署，实现本地流量处理和逻辑运算，实现带宽和时延节省，从而进一步满足电网工控类业务的超低时延需求4.1.2 业务视角

从业务特征来看：本文探讨的智能电网典型业务场景可

以分为两类典型的切片业务需求• •

工业控制类业务：典型代表：配电自动化、精准负荷控制。典型切片类型：URLLC（超低时延超高可靠性）信息采集类业务：典型代表：用电信息采集、分布式电源。典型切片类型：mMTC（海量机器接入）

除了这两大类最典型的切片之外，在电力行业还可能存在着eMBB切片（典型业务场景：无人机远程巡检）和voice语音切片（典型业务场景：人工维护巡检）等切片需求。4.1.3 部署视角

从业务部署来看：5G不仅能够使能全新的电网工控类业务，还能够完美的继承现有通过2/3/4G公网支撑的信息采集类业务，从而实现电网内部多切片混合组网、统一管理、统一运维，有效帮助电网客户节省成本。

表1 5G网络切片匹配智能电网不同业务场景需求

5G网络切片使能智能电网

4 智能电网5G切片方案探讨

4.2 智能电网多切片架构

基于智能电网的应用场景和5G网络切片的架构功能，5G智能电网多切片设计和管理的总体架构如下：

针对不同业务场景要求，分别考虑信息采集切片、配电

自动化切片和精准负荷切片。不同切片分别满足对应场景的技术指标要求。实现分域的切片管理，并整合为端到端的切片管理，保证业务要求。

BSSE2E切片管理接入网切片管理传输网切片管理核心网切片管理大连接调度移动性管理鉴权低压用电信息采集切片转发策略IOT接入管理路由安全管理会话管理NR传输网边缘数据中心本地数据中心中心数据中心智能分布式配电自动化切片超低时延调度转发计费加密路由策略NR接入管理移动性管理鉴权安全管理会话管理NR传输网边缘数据中心本地数据中心中心数据中心毫秒级精准负荷控制切片超低时延调度转发计费加密路由策略NR接入管理移动性管理鉴权安全管理会话管理NR传输网边缘数据中心本地数据中心中心数据中心图12 智能电网5G网络切片构架

4.3 智能电网全生命周期管理

5G网络切片生命周期管理包括切片设计、部署使能，切片运行、闭环优化、运维、能力开放等。

运行图13 5G切片全生命周期管理

面向运营商界面目的呈现数据控制范围切片范围结合传统EMS，保持习惯全面网络感观全面的状态与统计，固定全面的业务与资源配置4.3.1 智能电网切片设计电力公司简单，易懂SLA协约确认定制的关键信息，可变限定的业务配置切片部署与使能的关键目标是自动化。通过自动化降低5G网络切片使能智能电网4 智能电网5G切片方案探讨为了保证切片的敏捷的特征和业务独特性，切片可以定跨切片制化设计。包括切片的模版设计和实例化设计。模版设计阶段通过CSMF，NSMF和NSSMF的协同（能力通报、能力分解和能力匹配），组装出一个端到端切片的模板，在测试床对模板进行验证，以保证其能够达到预想的网络能力。切片实例化设计阶段，根据具体订单需求触发，当租户需要使用网络切片时，可以选用预置的切片模板，或进一步定制的模版，通过CSMF，NSMF和NSSMF逐层确认部署信息，进行实例化部署，产生一个可用的切片网络。

CAPAX，更重要的是，大幅提高开网的速度，使得租户的自切片内服务，网络的自动动态部署成为可能。4.3.3 智能电网切片的运行

智能电网无线侧需要根据用户属性选择合适的AMF，AMF需要根据用户业务属性选择合适的SMF和UPF，等等。无论是独占的NF，还是共享的NF，在业务流程中都有选择的过程。

切片选择的实现方式需要结合整个SBA架构，在NF注

4.3.2 智能电网切片部署与使能

智能电网切片的部署是将切片的NF实例化部署到虚拟化基础设施层资源之上运行。在NFV的运行场景下，通过MANO的能力进行虚拟资源的申请。由于网络切片部署的位置可能是分布式的，因此需要与多个DC的MANO进行交互。

切片的使能是指在切片部署之后，完成基础配置，使其可提供网络服务。典型的基础配置包含：基本组网配置，全局参数，预置环境变量等等。

册阶段向NRF导入切片相关信息，加上策略，指导NSSF对切片的具体选择。

4.3.4 智能电网切片的运维监控

智能电网切片的运维，不仅仅是面向运营商的，还面向电力公司。考虑到行业用户的知识技能、运维习惯、维护要求等都与运营商有明显差异，因此需要针对设计两类运维。

两者差异比较：

表2 智能电网5G网络切片的两类运维模式

总之，面向运营商，需要继续提供完整全部的FCAPS能力，使运营商运维人员能够在整体业务能力和网络效率上同时获得广度和深度。面向租户，需要开放出简单、易用的运维界面，帮助租户以最快的速度，最自然的体验入门，应用网络结合产生价值。

4.3.5 智能电网切片的闭环优化

为了在复杂网络环境下实现电力用户体验最优和网络资

源利用率最优，需要实现切片的闭环优化。

所谓闭环，就是监控网络和业务状态，当发生目标偏差时，以一定方式进行修正，对系统进行迭代调整，是的网络和业务表现符合预期。

网络切片的闭环优化分为如下两类：

近端闭环触发源目的输入数据实时要求运行模式远端闭环网络效率及SLA感知全网效率最优，全网SLA最佳全局信息非实时，慢速基于数据分析产生最优解5G网络切片使能智能电网4 智能电网5G切片方案探讨局部信息实时/准实时一定规则下的best effort迅速改善和提升SLASLA感知表3 智能电网5G网络切片的两类闭环优化模式

近端闭环与远端闭环同时存在，相互结合，兼顾实时的业务保障和整体的网络效率提升。

近端闭环通过在控制面和用户面预置策略和调整逻辑，当判断业务能力达到门限即将或者已经受损时，迅速调整网络部署和网络参数，使得当前和后续的业务得到体验改善。例如对于智能电网切片，当某一区域由于出现新的用电设备或者接入新的分布式电源，需要就近进行负荷调整，网络可以自动进行边缘区域功能节点的扩缩容或者新增部署，将电网负荷调整功能部署到本地，提高区域SLA保障能力。

4.3.6 智能电网切片的能力开放

切片能力开放是达成“应用与网络结合”的关键手段，目标是使网络能力易于被电力行业应用。体现在以下三方面：•

网络能力可编排：基于服务化的理念，将网络的能力原子化，每个原子能力都可以成为行业业务流程的一部分，按照不同用户的要求进行灵活组装的变化。•

网络能力灵活开放：通过NEF向电力行业提供安全、可管控的开放能力，包括业务和数据。采用restful接口，电力行业可以按需调用某类用户和某类业务参数。•

应用集成：除了将网络的能力开放到电力行业，也可集成基于电力行业的要求基础某些能力到网络中。由电力行业提供某类网络服务原子能力（如安全等），成为终端用户业务流程的一部分。

远端闭环通过收集和分析网络长期运行数据，寻找规律，得到优化方向，自动周期性地对网络进行调整，或者触发对网络进行重设计，以持久性地提升网络服务能力。

5G网络切片使能智能电网5 总结与展望5总结与展望5G网络切片充分结合SDN/NFV技术，实现业务需求和网络资源的灵活匹配，从而满足5G时代不同垂直行业特定的功能要求。对于运营商，5G网络切片将帮助运营商打造敏捷灵活的网络，将业务延伸到垂直市场，主要表现在：运营商的基础设施以共享方式提供，极大提升网络资源的利用效率；运营商提供不同切片能力，可以同时保障垂直行业差异化业务的不同技术要求；灵活开放的网络架构体系也可为垂直行业提供相对的运营能力，保证其业务开展的灵活性和个性化。对于垂直领域行业，通过与运营商的业务合作，无需建设移动专网，即可更方便、快捷地使用5G网络，并得到按需的业务保障，提升其快速开展个性化业务的能力，尽快拓展业务市场。基于智能电网的应用场景分析可见，不同场景下的业务的要求差异较大，体现在不同的技术指标要求上。运营企业和网络设备商应针对这些行业的技术指标要求，进一步量化网络的技术指标和架构设计，包括进一步量化切片安全性要求、业务隔离要求、端到端业务时延要求，协商网络能力开放要求、网络管理界面等，以及探讨商业合作模式、未来生态环境等，提供满足电力行业多场景差异化的完整解决方案，并进行技术验证和示范。执笔单位：

中国电信股份有限公司北京研究院中国电信股份有限公司技术创新中心国网江苏省电力有限公司

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