5G专网数字孪生技术

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5G专网数字孪生平台旨在为垂直行业提供针对网络、终端/设备的直观展示,进而支撑客户对生产现场工况和网络进行实时监控、风险预警、故障定界和生产调度,实现行业现场管理的降本、提质、增效。

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5G专网是指运营商利用授权频谱,基于专有网络资源(无线网、传输网、核心网),在专有覆盖范围内(局域、广域),为专有服务对象(垂直行业)提供通信服务能力可定制和隔离度可定制的移动蜂窝网络。专网是相对于公网而言的,具有业务优先可控,铺设可控,安全性高,专用资源可调配等优点。

基于垂直行业对网络在可用性、可靠性、灵活性和安全性等方面的需求特征,5G专网对网络运维管理的要求极高。数字孪生基于数据采集、大数据分析、可视化建模等技术,为客户提供行业终端的快速接入管理与5G专网通信网络质量、客户产线作业状态的直观展示能力,帮助客户对其生产作业设备、生产现场工况与专网网络质量情况进行实时监控,以数字可视化方式呈现企业网络质量、业务场景与生产工况,并以风险预警、故障定界等手段支撑客户进行快速排障与业务恢复,提升客户生产管理效率,赋能企业生产管理与运营智能化。

5G专网数字孪生平台

5G专网数字孪生平台承载了感知、分析、可视化等核心能力,是数字孪生在各垂直行业专网全生命周期中应用的核心基石。5G专网数字孪生平台整体由终端层、边缘层、平台层和应用层四大部分组成。其中,平台层能力主要由数据采集、数据处理与分析,及可视化建模引擎等支撑形成;应用层则重点包括数字驾驶舱、网络态势感知和数字连接等能力,并支持第三方应用的引入与集成。

5G专网数字孪生平台旨在为垂直行业提供针对网络、终端/设备的直观展示,进而支撑客户对生产现场工况和网络进行实时监控、风险预警、故障定界和生产调度,实现行业现场管理的降本、提质、增效。

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5G专网数字孪生平台主要有两类核心价值。一类是通过平台层实现的价值,一是数据采集与集成,实现设备接入、数据集成及边缘节点接入的高效管理;二是数据处理与分析,实现消息集成、可视化建模、数据分析及服务集成。

另一类是通过应用层实现的价值,一是数字驾驶舱,基于数字可视化工具,将网络、终端设备、生产运营数据在大屏统一展示;二是网络态势感知,提供网络资源管理、故障定界及处理、网络/业务SLA指标监控等网络运维能力;三是数字连接应用,提供对自有各类行业网关、CPE的应用侧管理功能。

5G专网数字孪生关键技术

1、数据接入技术

数据接入技术是5G专网数字孪生技术实现的基础,主要提供涉网设备接入、网络数据采集、设备管理、数据预处理等能力。结合5G专网终端特征,支持传感器、边缘网关、行业终端、智能设备、DTU、消费电子、模组固件等各类终端设备的快速接入,提供MQTT、NB-IoT(LwM2M)等多种协议的设备端SDK,既可以满足长连接的实时性需求,也满足短连接的低功耗需求。通过对接入设备的信息进行统一采集和管理,帮助垂直行业客户精准定位网络状态和故障,提升网络智能化管理水平。

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2、网络态势感知技术

在复杂的无线网络环境中,5G无线空口质量优劣,并不能等同说明业务链路质量状态,采用链路级的主动质量探针,可以清晰的了解到网络链路当中的主要性能状况,同样可以为企业客户提供应用服务的网络链路层可用性监测,端到端的链路质量分析和诊断定界,采集网络链路当中的时延、丢包等核心性能指标。

通过在终端侧、UPF和MEC入口部署拨测探针,主动探测终端至UPF/MEC的链路双向可用性及质量,实时监测链路和节点质量,采集链路时延、丢包、抖动、连续性与可用性、带宽等数据,结合5G无线网络质量监测实现终端、基站、UPF、MEC的链路质量分段检测能力,当检测到链路性能劣化至告警阈值时触发性能告警并进行自动化故障定界、定位。

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3、2D/3D数字可视化技术

基于数字化可视技术,将网络性能指标、云基础设施信息、设备接入数据、生产运营数据、软硬探针数据在5G专网运营平台统一展示,实现各类数据的汇聚,提升企业生产运营效率,助力企业对生产活动进行调度和管理。主要具备如下能力:

环境建模:提供客户侧厂区、园区、楼宇等各类室内外环境的建模仿真能力,为客户提供不同精细化程度的2D/3D可视化实景产品,实现客户生产环境的真实还原。

设备建模:提供客户生产环节涉及的各类产线流程与产线设备、网络路径与通信设备的建模仿真能力,结合生产数据与告警数据向客户提供其生产业务质量、网络质量的全景监测功能。

数据分析:通过对客户厂区的环境数据、视频数据、生产数据、网络质量等数据进行采集处理,结合环境建模与设备建模技术,将客户的业务场景、生产过程包括设备数据、运行数据、告警数据进行直观呈现,辅助客户对其生产业务进行管理与决策。

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4、服务集成管理技术

服务集成可视化技术提供API网关服务,可以作为统一的API接入层。服务集成API网关服务是API全生命周期治理经验产品,主要解决从API设计、开发、管理、消费、分析的全流程的管理问题。API网关支持高性能的API转发、多应用API自定义组合、多集群管理、API访问权限控制等功能,拥有强大的自定义插件系统可以自行扩展,并提供友好的图形化配置界面,能够快速帮助企业进行API服务治理、提供服务的稳定性和安全性。

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