5月17—18日，2021世界电信和信息社会日大会在郑州国际会展中心开幕，本届大会以“在充满挑战的时代加速数字化转型”为主题，得到了众多行业专家以及ICT业界同仁们的大力支持与配合。
在大会分会场“5G+能源互联网技术会议”上，华为云核心网5G产业发展专家杨晓华受邀参加并发表演讲，杨晓华用两个10，两个3和两个16共计58个字总结了极简浓缩版5G电力虚拟专网一指禅，分享了华为在5G赋能能源互联网行业上面所做的实践和探索，从产业洞察、产业实践和产业推动三个角度分享了5G确定性网络赋能，打造5G电力虚拟专网的探索与实践成果。
行业有刚需，5G有能力
作为先行者之一，华为早在2017年开始联合国家电网、南方电网以及中国三大运营商开展了5G赋能能源互联网的先行前瞻性研究。经过过去三年的实践和探索，华为把能源互联网对接5G的需求和方案浓缩成了几个带有魔力的数字。在整个行业数字化转型过程中，电网本身也面临着网络化和智能化发展的挑战。近年来不管是智能电网还是能源互联网都对先进ICT通信技术提出了更高的要求，总结起来就是十字需求：泛在、灵活、经济、安全、可靠。泛在、灵活是希望可以随时随地接入网络实现快捷的互联互通；安全、可靠是电网非常重要的准入门槛需求；经济意味着要在业务体验和网络建设使用成本之间取得最佳的平衡，使得性价比达到最高。
行业有刚需，需要通信行业反过来审视自身技术存在的缺陷和不足。作为全新一代通信技术的5G，凭借三大原生特性结合网络切片和边缘计算等创新技术，首次具备了采用无线通信公网来使能和赋能电力核心业务的技术可行性。
在这样的大背景下，杨晓华把5G未来在能源互联网的潜在用武之地同样总结为了十字目标定位：连接未连接，赋能无线化。连接未连接主要是指电力发输变配用五个环节当中的配电和用电环节，其特征是点多面广、需要全程全域全覆盖，通过5G可以实现电力终端的广域灵活接入和互联，解决传统配用电业务被通信卡脖子的痛点；赋能无线化更多是针对变电站和换流站等局域园区有限覆盖场景，通过5G给设备剪辫子，满足最后一公里灵活接入的需求，同时通过将UPF/MEC下沉部署到变电站、换流站等园区内部，满足数据不出厂站的高安全高隔离要求。
需求有“3可”，能力有“3D”
那么当5G应用于能源互联网的时候，又需要5G为能源互联网解决什么样的诉求呢？杨晓华分享了“3可”的需求模型，即业务可用、安全可信、可管可控。
所谓业务可用是指电力行业各个环节都存在丰富的5G潜在应用场景，但是不同的场景对于网络的时延、带宽、抖动、定位、时间等功能需求各不相同，这些要求运营商用同一张网络满足不同应用场景差异化和确定性的需求。2020年9月5G确定性网络产业联盟（5GDNA）发布的第一本技术需求白皮书里面曾经总结了电网TOP6的行业定制化需求，包括小包高频通信带来的上行持续大带宽需求、超低时延和毫秒级的抖动需求，微秒级的网络授时需求，以及非IP化传输需求等。
所谓安全可信，对于安全电网来说安全隔离性诉求是超过一切带宽、时延、抖动的准入性门槛性需求，包含灵活的软硬隔离的诉求、电网二次设备认证、加密传输以及安全芯片等具有行业定制化特征的安全防护需求。
所谓可管可控制，是指电力行业传统以来都是采用自建专网，因此具有非常强的ICT能力和人力储备，这意味着在使用5G公网的时候也希望能够针对运营商提供的网络即服务实现自运维、自管理，真正实现可视、可管以及可控。
针对这些需求，华为基于包括电力在内的十余个行业上百种场景的探索和实践，在2019年6月总结出来5G确定性网络的3D模型。3D意味着差异化网络（Differentiated）、专属网络（Dedicated）和自助网络（DIY）。
正是基于3D模型， 2021年2月5G确定性网络产业联盟（5GDNA）在上海通信展期间发布了第二篇电力白皮书，即5G电力需求专网建网模式产业白皮书，该白皮书遵循电力行业“业务分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的16字安全防护准则，基于网络切片和MEC两大核心技术，首次提出了“公网专用、行业定制、能力开放、分权分域”的16字5G电力虚拟专网顶层设计理念。
从业务特征来看，电网是一个典型的同时涉及广域专网和局域专网场景的行业。而从技术视角来看，5G行业虚拟专网的关键抓手是网络切片和MEC。为此，我们针对电网的不同场景将其首先划分为了5G电力行业广域专网和局域专网。
在5G电力广域专网场景中，我们为电网设计了2张物理切片、4张逻辑切片，分别用于承载电力生产控制和管理信息大区的4个安全区业务。
其中，针对电力生产控制大区业务，我们推荐采用专用切片方案，也就是通过无线侧的Rb资源预留实现大区间的物理隔离、叠加5QI优先级调度实现大区内的逻辑隔离；在承载网侧通过FlexE实现大区间的物理隔离、叠加VPN实现大区内的逻辑隔离；而在5G核心网侧，则通过电力专用MEC实现用户面的物理隔离、叠加多DNN、多租户实现大区内的逻辑隔离。
而针对电力管理信息大区业务，既可以采用和生产控制大区相同的专用切片方案，也可以采用安全隔离性更低、成本更低的通用切片方案，也就是无线侧5QI优先级调度+承载网VPN+核心网侧共享5G 2B通用UPF的E2E软隔离切片。
而在5G电力局域专网场景中，则可以进一步将UPF/MEC按需下沉，部署在换流站、发电厂、变电站等园区或巡维中心，满足数据不出场站的高安全隔离需求。后续还可考虑进一步采用风筝模式等高可靠核心网增强方案，实现局域专网和大网之间的“网断业不断”。
四大典型案例助力5G能源应用逐步落地
先知而后行。从2017年开始，华为不仅开展了理论研究和分析，还进行了大量的业务试点和实践，杨晓华分享了四个最具代表性的典型案例。
第一个是打造全球首个基于SA标准的5G电力切片外场试点。2017年的第四季度，国家电网、中国电信和华为开展全球第一个基于5G SA标准的切片标准试点，发布了商业可行性的白皮书，2019年4月份在南京完成了首次测试，并荣获第一届绽放杯一等奖。
第二个案例是签署全球首个5G+智能电网商业合同。青岛国网和中国电信、华为2018年3月签订了三方合作协议，2019年6月份成功建成了“一大三新”5G电网的核心示范区。三新来自于项目在商业、解决方案以及生态上的三轮驱动创新。项目在2020年的6月成功签署了全球第一个5G+智能电网商业合同，真正从技术验证走向了商业部署。
第三个案例是打造全球首个面向商用的5G电力切片全业务试点。华为与南方电网、中国移动展开合作，被认为是做得最深、最全以及第一个面向商用的5G电力虚拟专网业务试点，创造了多项业界第一，真正拉通了无线传输核心网端到端网络切片的测试，打造了第一个端到端5G切片开放平台，成为唯一一个连续两届入选中国5G垂直行业应用案例集的案例。如今南方电网已经梳理出来53种相关场景并且在2020年11月宣布了首批101个5G终端的正式商用上线。
第四个案例是业界首个电力5G局域专网商用案例。河南电网与河南移动、联通、和华为合作，验证了面向特高压变电站的典型应用场景，实现了多个从0到1的试点。
5GDNA产业联盟任重道远
独行快、众行远。2019年6月，中国三大运营商与华为以及30多家行业伙伴共同成立了5G确定性网络联盟（5GDNA）。5G确定性网络以原生云超分布式架构为基础，通过超性能异构MEC和动态智能网络切片等关键技术，用一朵云满足行业“差异化的网络需求和确定性的SLA”，使能千行百业。其中，能源互联网行业组作为联盟5大垂直行业工作组之一，始终坚持以终为始，以推动5G+能源互联网的规模商用为目标，持续打通技术、商业、生态和标准四大断点。
作为5GDNA能源互联网行业组副组长，杨晓华总结了2020年以来联盟取得的最新丰硕阶段性成果。在技术推动方面，联盟先后发布了两本白皮书，包括需求技术白皮书和建网模式白皮书，并且四次入选了GSMA案例集。
在商业推动方面，除了青岛国网在2020年6月成功签署业界首个5G+智能电网商业合同外，南方电网也与三大运营商开展了集团层面的商业模式统谈，即将形成产商品及商业模式基线。
在生态方面，行业终端作为影响5G规模部署的短板之一，联盟依托青岛国网、南方电网等产业标杆项目，成功孵化出了多款内置5G芯片的电力行业终端，包括业界首款5G安全授时CPE、5G工业路由器和5G智能融合终端等。
在标准方面，2020年7月由中国电信牵头联合国家电网和南方电网以及联通、移动、华为等5GDNA联盟成员单位，以及海内外28家单位，成功在3GPP R18立项了5G+智能电网的标准框架，这也是电力行业同步参与通信国际标准的制定，也是中国力量第一次主导行业标准的制定，具有很强的里程碑意义。
从产业节奏来看，杨晓华综合标准进程、产业终端配套情况以及需求复杂度，总结了未来5G+智能电网的三波商用部署节奏预判。第一波主要是面向配电的大带宽类业务，例如视频监控、巡检等，其特征在于没有太高的技术门槛，也不受电力政策法规的约束限制。第二波是面向配电网的超低时延类业务，包括配网自动化三遥、以及经常被提到的明星业务-配网差动保护等。第三波则主要是面用用电的海量接入业务，其主要受限于终端模组的成本，希望未来可以结合RedCap标准进展，面向电网行业应用提供更低成本的解决方案。
因此，展望2021年，5GDNA联盟会持续推动相关的产业共识，规划安全解决方案和商业模式两本白皮书，并积极开展5G+智能电网的安全测评和标准推动工作。
最后，杨晓华用包括10字需求、10字定位、3可需求模型、3D确定性网络模型、16字安全防护准则、16字顶层设计原则在内的58个字总结了极简浓缩版5G电力虚拟专网一指禅，并欢迎更多产业界同仁加入5GDNA确定性网络产业联盟，共同推动5G+智能电网的规模商用，让沟通与光明无处不在。
