一种多维深度5G性能与电力业务需求匹配分析方法与流程

本发明涉及电力通信，特别涉及了一种多维深度5g性能与电力业务需求匹配分析方法。

背景技术：

1、5g是最新一代蜂窝移动通信技术，其通过mmtc和urllc等针对行业应用推出的全新场景，实现了由个人移动应用向垂直行业应用的转变。从网络性能和业务支撑能力上看，5g能够带来超高带宽、超低时延以及超大规模连接的用户体验，其基于软件定义、网络功能虚拟化等技术的网络架构能够支持网络资源的按需定制、高动态扩展与自动化部署，支持从接入网、核心网到承载网的端到端网络切片，从而为电力行业用户打造定制化的“行业专网”服务，从而更好地适应未来电力多场景、差异化业务灵活承载的需求，有力促进能源互联网业务应用创新，能从根本上满足“三型两网”战略目标和业务场景的刚性需求。

2、随着能源互联网的不断发展，电力现有存量业务也将不断出现新的提升需求，而新兴业务也将不断出现，这都对现有的通信网络提出更高的要求。为应对能源生产消费变革推动电网向能源互联网升级，迫切需要建设低时延、大连接、大带宽的5g网络从根本上满足能源互联网建设与发展中各类业务需求和网络安全要求，形成电网新业态，推动能源生态圈的质效提升和业态变革，保障电力网络安全自主可控，推动网络强国建设，落实国家能源安全新战略。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中电力存量业务需求增加，而现有通信无法满足低时延、大连接、大带宽的网络通信的问题，提供了一种多维深度5g性能与电力业务需求匹配分析方法，为不同的电力业务提供不同的5g技术，保证电力业务正常通信；提供了低时延、大连接、大带宽的5g网络，从根本上满足能源互联网建设与发展中各类业务需求和网络安全要求，形成电网新业态，保障电力网络安全自主可控。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种多维深度5g性能与电力业务需求匹配分析方法，包括以下步骤：

4、s1：分析当前电力存量业务应用场景以及电力新兴业务的应用场景；

5、s2：分析可由5g网络承载的存量业务优化提升通信需求以及新兴业务通信需求；

6、s3：在现有电力业务通信需求的基础上，对未来电力业务发展的通信需求进行预测，判断5g网络是否能够满足业务需求；

7、s4：结合5g通信三大技术能力与电力业务通信需求，分析5g技术性能与电力业务通信需求的适配性，明确各类业务场景与5g技术能力的匹配关系。

8、本发明将目前电网有规模应用的业务认为是存量业务，近些年新兴起来的业务，为新兴业务。鉴于电力业务需求的复杂性，以及5g技术面向多种业务场景的多种技术方案，很难统一地说某种电力业务是否可以用5g来接入。本发明通过对电力业务进行分析，就某个业务，分析匹配何种5g的组网架构、资源调度、安全方案能够满足业务接入需求。多维匹配包括通信性能匹配、判决方式匹配、安全性能匹配以及网络功能匹配。深度匹配是指匹配分析匹配到5g在各个场景下的可以搭配选择的技术。本发明研究5g技术性能与电力业务通信需求的适配性，首先从时延、时延抖动、可靠性、速率、并发连接数等方面进行适配性分析，提出电力业务通信特征与5g网络embb、mmtc、urllc三大类应用场景的适配关系。为不同的电力业务提供不同的5g技术，保证电力业务正常通信；提供了低时延、大连接、大带宽的5g网络，从根本上满足能源互联网建设与发展中各类业务需求和网络安全要求，形成电网新业态，保障电力网络安全自主可控。

9、作为优选，所述步骤s1中，所述当前电力存量业务应用场景包括：

10、包括精准负荷控制、配网差动保护以及配电自动化在内的控制类业务应用场景；

11、包括用电信息采集、输变电状态监测以及视频监视在内的采集类业务应用场景；

12、包括移动巡检及办公、机器人巡检以及无人机巡检在内的移动类业务应用场景。

13、控制类业务涉及到核心的生产控制的业务流程，对通信安全性要求特别高；对通信的时延(秒级以下)、路由要求较严格。采集类业务具有点多面广的特点，主要应用包括两个场景。一是面向配电网状态监测，小数据量的特征；二是针对大数据量的采集。移动类业务主要体现在智能巡检方面，将采集到的数据、视频信息传输至主站。

14、作为优选，所述步骤s1中，所述电力新兴业务的应用场景包括：

15、远程交互业务应用场景、高清视频监视业务应用场景、多站融合业务应用场景以及虚拟电厂业务应用场景。

16、主要分析了各业务的应用现状、业务功能及业务特征。为后续新兴业务的通信需求分析提供分析基础。

17、作为优选，所述通信需求包括：通信性能需求、判决方式、安全性能需求以及网络功能需求；所述判决方式为业务的覆盖范围，所述业务包括点到点业务、局域业务、城域业务以及广域业务。

18、通信性能需求，包括电力能力业务对通信系统提供的带宽、时延、时延抖动、连接数等需求。安全性能需求，在通信层面安全性能需求主要包括业务隔离需求，不同安全大区之间实现隔离，相同安全大区不同业务之间实现逻辑隔离，对应到5g通信系统，需要在无线网、承载网、核心网实现不同的业务隔离。网络功能需求，包括时间同步需求、非ip传输需求、通道可用性需求、边缘计算需求、网络管理需求等。

19、作为优选，所述步骤s2中，所述当前电力存量业务提升通信需求分析包括：

20、根据电力存量业务应用场景，构建电力存量业务提升后的整体架构；

21、根据整体架构，分析电力存量业务提升后的分布规模以及数据流向；

22、计算电力存量业务提升后的数据并发率以及带宽，获取电力存量业务通信性能需求。

23、通过对电力业务通信需求的分析，为电力业务和5g通信技术的适配性分析提供重要的数据基础。

24、作为优选，所述步骤s4进一步包括：

25、s4.1：利用5g通信三大技术能力，对电力业务应用场景进行划分；

26、s4.2：分析5g性能的可选技术与电力业务需求匹配，建立5g技术与电力业务需求对应关系模型；

27、s4.3：对5g与电力业务适配性进行分析，并对电力业务进行测试。

28、5g性能的可选技术包括无线侧-超级上行技术、无线侧-资源调度技术、无线侧-non slot技术、无线侧-上行免调度传输、无线侧-精准时钟同步授时、承载域-硬隔离技术、承载网-软隔离技术、核心网-多路冗余传输、核心网-5g lan、核心网-隔离技术、核心网-mec(upf)下沉技术。

29、需求匹配包括通信性能匹配、安全性能匹配、业务范围匹配以及网络功能匹配；通信性能匹配包括电力业务时延需求匹配、电力业务带宽需求匹配、电力业务抖动需求匹配、电力业务连接数需求匹配；安全性能匹配包括隔离需求匹配、终端安全需求匹配、网络安全需求匹配；业务范围匹配包括本地业务匹配以及远端业务匹配；网络功能匹配八婆了业务时间同步续期牛皮配、非ip业务需求匹配以及网络需求匹配。

30、作为优选，所述步骤s4.1进一步包括：

31、根据5g通信三大技术能力：embb、mmtc以及urllc，结合电力业务的无线通信通道的需求以及电力业务应用场景，对电力业务应用场景划分，使每一个电力业务应用场景都有一个对应的5g通信技术。

32、embb即增强移动宽带(enhance mobile broadband)，embb目标是在现有移动宽带业务场景的基础上，进一步提升性能，支持包括超高清视频、虚拟现实vr、增强现实ar等移动宽带应用；主要支撑智能电网的大视频应用，包括了变电站巡检机器人、输电线路无人机巡检、配电房视频综合监控、移动现场施工作业管控、应急现场综合自主网应用等。embb场景能很好地匹配目前电力视频采集和移动应用类业务。mmtc即大规模机器类型通信，典型应用包括智慧城市、智能家居等；主要支撑分布式能源调控及高级计量等业务。这类应用对连接密度要求较高，同时呈现行业多样性和差异化。urllc即超高可靠性低延时通信，典型应用包括工业控制、无人机控制、智能驾驶控制等；主要支撑分布式配电自动化、用电负荷需求侧响应业务等。这类场景聚焦对时延极其敏感的业务，高可靠性也是其基本要求。

33、作为优选，所述步骤s4.3进一步表示为：

34、s4.3.1：进行配网差动保护性能测试，包括整体联调性能测试、无线授时精度测试、时延测试、通信系统可靠性测试以及接口测试；

35、s4.3.2：进行配电自动化业务测试，验证5g无线网络系统能够承载配电自动化业务；

36、s4.3.3：进行移动视频会议业务测试，验证5g无线网络系统能够承载移动视频会议业务；

37、s4.3.4：进行用电信息采集业务的测试，判断5g系统是否能够承载用电新兴采集业务；

38、s4.3.5：进行巡检机器人业务适配性，判断5g无线网络系统是否能够承载巡检机器人业务。

39、对适配性进行分析：分析电力业务通信现状：分析电力业务模型及功能需求(包括需求响应业务整体架构、关键设备节点、拓扑，需求响应业务主要功能及现状)，电力业务当前瓶颈，电力业务分布及规模，通信方式以及通信协议，业务带宽测算。分析电力业务提升后的通信需求，结合两者，对适配性进行分析。

40、因此，本发明具有如下有益效果：1、就某个业务，分析匹配何种5g的组网架构、资源调度、安全方案能够满足业务接入需求，为不同的电力业务提供不同的5g技术，保证电力业务正常通信；2、提供了低时延、大连接、大带宽的5g网络，从根本上满足能源互联网建设与发展中各类业务需求和网络安全要求，形成电网新业态，保障电力网络安全自主可控。