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电力5G标准体系白皮书

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版权声明 本白皮书版权属于5G应用产业方阵,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的,应注明“来源:5G应用产业方阵”。违反上述声明者,本方阵将追究其相关法律责任。 目录 前言.....................................................................................................................................3国内外5G标准研究现状..................................................................................................51.13GPP 5G标准研究现状.................................................................................51.2CCSA 5G标准研究现状...............................................................................10电力无线标准现状..........................................................................................................121.1电力技术标准体系......................................................................................121.2电力无线标准进展......................................................................................12电力5G标准体系............................................................................................................161.1指导思想和基本原则..................................................................................161.2电力5G标准体系架构................................................................................171.3电力5G标准体系主要内容........................................................................18电力5G标准需求总结....................................................................................................23总结..................................................................................................................................28附录A:CCSA标准研究进展明细..................................................................................28附录B:缩略语...............................................................................................................34 前言 第五代移动通信系统(5G)是新一代蜂窝移动通信技术,能够提供10倍于4G的用户体验速率,高达20Gbps的峰值速率,低至1ms的空口时延,99.999%的超高可靠性,每平方公里100万个的终端连接密度。5G正在成为加速传统产业转型升级、实现数字经济蓬勃发展的重要驱动力,是各国战略竞争制高点和未来社会发展、信息化的关键使能技术。 电力行业发展对通信方面的需求与5G通信特点高度契合。电力业务的多样化需求也迫切需要通过5G网络实现电力生产、运营全环节的各类设备的无线接入、实时交互和深度感知,实现电网业务智能化升级,促进电力新兴业务发展。 当前,电网公司已开展了智能巡检、配网差动保护、配电自动化、用电信息采集等业务5G试点应用,验证结果表明5G可以满足电网传统及部分新兴业务通信要求,但一些具体业务实现方式、安全隔离手段等尚待进一步明确。为了深化5G通信与电力业务的融合,推动电网业务的智能化升级,全行业需要构建电力5G标准体系,确保电力5G网络规范化建设及应用。 2021年4月,5G产业应用方阵(5G AIA)智能电网行业组成员单位共同发起《电力5G标准体系白皮书》的立项,该白皮书由中国电力科学研究院有限公司牵头,基于前期对电力5G标准体系的初步研究成果,联合电力相关企业、电信运营商、通信设备商和终端模组芯片厂家对电力5G标准体系进行了充分的研讨,形成最终文稿,并经5G AIA评审后,共同发布《电力5G标准体系白皮书》。 本白皮书主要编写单位及人员(以下排名不分先后):中国电力科学研究院有限公司的马开志、孟萨出拉、韩金侠、王智慧、杨德龙、朱思成、吴赛、段钧宝、刘恒、高凯强、严敏辉、贾玲,中国南方电网电力调度控制中心的朱海龙、张国翊、曹扬、洪丹轲、黄昱、陶文伟、余江、谢俊毅、陆国生,国网福建省电力有限公司的陈端云、夏炳森、陈锦山、苏素燕、唐元春,国网四川省电力公司成都供电公司的宋戈、赵晓坤、王丹,南方电网科学研究院有限责任公司的匡晓云、陈立明、索思亮,中国移动通信有限公司研究院的叶雯、王荣、刘姗姗、韩柳燕,中国电信股份有限公司研究院的夏旭,华为技术有限公司的杨晓华、陈俊龙、李宝、王健、徐礼葆,中兴通讯股份有限公司的赵孝武、束裕、冯岩,四川中电启明星信息技术有限公司的张立堃、曾山、王瑞祥,紫光展锐(上海)科技有限公司的朱勇旭、张伟强,鼎桥通信技术有限公司的张林,国网四川省电力公司信息通信公司的谢欢,杜书,国网浙江省电力有限公司杭州供电公司的王剑、钱锦,国网山东省电力有限公司的刘晗、李正浩,许继集团有限公司的徐涛,国网冀北电力有限公司的邢宁哲、杨纯,北京智芯微电子科技有限公司的王于波、赵旭,中信科移 动通信技术股份有限公司的宋一扬、王忠利,深圳市广和通无线股份有限公司的李许安、曹刚,四川爱联科技股份有限公司的孙蓝田,上海移远通信技术股份有限公司的钱浩,中国电信股份有限公司成都分公司的张君、肖杨。 国内外5G标准研究现状 1.13GPP 5G标准研究现状 3GPP标准组织架构 3GPP标准体系庞大,每个技术版本涉及3GPP下属3个技术规范组(TSG)及其下属的若干工作组共同完成的诸多规范。这三个技术组指服务/系统架构、核心网和终端、无线接入网。3GPP标准的组织架构如下图所示。 其中,服务/系统架构技术规范组(TSG SA)包括6个工作组,核心网和终端(TSG CT)包 括4个工作组,无线接入网(TSG RAN)包括5个工作组。与TSG SA和TSG CT不同,3GPP对TSGRAN的相关5G规范进行了重新编号,即统一为38.xxx系列,分别对物理层规范、高层协议、接口和操作维护、射频特性和性能、终端一致性进行了定义。 3GPP 5G标准进展 截至目前,针对5G NR,3GPP已经发布了三个版本(以stage2冻结时间为准),分别为: 3GPP R15版本:2017年12月发布非独立组网(NSA)版本(早期交付early drop,Option3)、2018年6月发布独立组网(SA)版本(主交付maindrop,Option12)、2019年3月发布非独立组网(NSA)补充版本(延迟交付late drop,Option4&7、NR-NR DC)。3GPP R15版本是5GNR标准的第一个相对完整版本,主要涵盖eMBB和部分uRLLC场景,该版本虽然是初始商用标准,但是它已经确立了5G网络向全新架构以及IT化、极简化、服务化的转型。 3GPPR16版本:2020年7月发布。该版本在5G NR基本能力增强的基础上,针对5G赋能一些垂直行业应用做了网络能力的提升,因此相对于R15,R16提升了5G NR的整体系统能力。该版本包括eMBB增强技术,如大规模天线技术增强、赋能车联网的通信能力、工业互联网应用的工业级时延敏感网络技术和低功耗终端技术等,涵盖eMMB和uRLLC以及低功耗等场景。 3GPP R17版本:2022年6月发布。该版本在eMBB和垂直行业应用上,进一步增强了业务速率、网络覆盖、频谱效率、移动性、功耗、时延等技术指标,并引入对多播广播(MBS)新型业务的支持,另外还引入Redcap新技术丰富了5G终端类型,为5G应用于更多场景提供了强大支撑。 一、通用特性(涉及所有TSG) 1、URLLC增强2、支持工业互联网(IIoT)增强(包括时间敏感通信保障信息、上行增强、以太网头压缩、5G与TSC集成、精准时间同步等)3、支持LAN-type业务(5G-LAN)4、蜂窝物联网(cellular IoT)增强(包括NB-IoT及eMTC等接入5GC)5、高级车联网(V2X)支持(如5G Sidelink)6、5G定位业务及其增强7、5G私有或非公共网络(NPN)8、5G系统集成卫星接入(NTN)二、NR RAN相关的特性1、NR-U(基于NR的非授权频段技术)2、RAN增强支持URLLC3、2-step RACH4、UE节能5、集成接入与回传(IAB)6、EN-DC(NR-LTE双连接)支持3个DL bands和3个UL bands7、移动性增强8、载波(CA)聚合增强9、DL 256 QAM在FR2频段支持10、SON、MDT11、CrossLinkInterference(CLI)handlingandRemoteInterference Management (RIM)12、RRM增强13、LTE-NR、NR-NR DC/CA增强14、LTE-NR动态频谱共享(DSS)15、基于LTE的5G地面广播三、SA及CT领域1、SBA增强(包括支持IMS与5GC的集成) 3GPP R18版本:随着R17标准的冻结,3GPP也启动了面向R18的标准制定工作。3GPP R18是5G-Advanced的第一个版本,计划2023年底冻结。目前5G智能电网研究项目在3GPP R18中已成功立项。 3GPP也在加强与IEC、IEEE、5G-ACIA、CIGRE、5GSA等国际标准组织和行业联盟的合作,以推动5G智能电网项目的标准进程。 1.2CCSA 5G标准研究现状 CCSA组织架构介绍 中国通信标准化协会(CCSA)于2002年12月18日在北京成立,是国内企事业单位自愿联合组织起来,经业务主管部门批准,国家社团登记管理机关登记,在全国范围内开展信息通信技术领域标准化活动的非营利性法人社会团体。 CCSA由会员大会、理事会、技术专家咨询委员会、技术管理委员会、若干技术工作委员会和秘书处组成,其组织架构如下图所示。 其中开展技术工作的主要是技术工作委员会(简称TC),TC共有12个,除技术工作委员会外,CCSA还会适时根据技术发展方向和政策需要,成立特设任务组(ST)和特设项目组(SP),如下图所示: CCSA 5G标准研究进展 CCSA中的标准可以分为三大类,一类为国家标准(GB),第二类为通信行业