DB5201T+150-2024+工业互联网云端协同的5G接入边缘计算技术要求.docx

ICS33.020CCSM10B5201市地方标准DB5201/T1502024工业互联网云端协同的5G接入边缘计算技术要求5GaccessedgecomputingtechnoIogyrequirementsforindustria1.internetcIoudcoIIaboration2025-01-01实施2024-10-12发布贵阳市市场监督管理局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义14符合和缩略语25工业互联网5G接入的云端协同框架26技术要求37测试与评估78运维管理8本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由贵州大学提出。本文件由贵阳市大数据发展管理局归口。本文件起草单位：贵州大学、贵州省通信学会、中电科大数据研究院有限公司、集美大学、同济大学、中国互联网网络信息中心、中国烟草总公司贵州省公司、贵阳学院、贵州省标准化研究院、贵州警察学院、大数据安全工程研究中心（贵州）有限公司、国家计算机网络与信息安全管理中心贵州分中心、贵州电网有限责任公司、贵阳市大数据产业促进中心、贵州省烟草科学研究院。本文件主要起草人：邹赛、余楷、王清青、孙养龙、李王明卉、彭长根、高鸿峰、喻海生、李建航、吴冰、关月、文艺、王东博、王梅芳、郑斌、李再军、吴霁霖、谢冲、阳显斌、赵一君、李杰、彭晓珊、金贻、欧阳柏成、黄兴、胡俊、郑军、廖芳、李雪松、陈亮、王博威、卢仁猛、谢真强、陶政坪、黄果、杨高均、代杨、缪永祥、陈星、张坤勇、韦克苏、涂永高、武圣江、赵宇航。工业互联网云端协同的5G接入边缘计算技术要求1范围本文件规定了5G+工业互联网云端协同场景下，工业业务的5G接入边缘计算的技术框架，规定了工业业务感知技术要求、工业业务数据传输技术要求、云端业务数据处理技术要求、边端业务数据控制技术要求及云边协同技术要求。本文件适用于工业互联网领域，特别是涉及5G接入边缘计算技术的系统设计、开发、部署、运维和安全管理等方面。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T4493-2023工业互联网边缘计算需求YD/T4670-2024工业互联网边缘计算总体架构与要求3术语和定义YD/T4670-2024界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1边缘计算edgecomputing在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合联接、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。来源：YD/T4670-20243.R3.2边缘计算节点edgecomputingnode边缘网关、边缘控制器、边缘云等具有数字化、网络化、智能化的共性特点，在边缘计算中提供网络、计算、存储等资源的物理设备。来源:YD/T4670-20243.23.3兼容性验证compatibiIityvaIidationstandards测试和验证不同系统、设备、软件或组件相互协作、共享信息或数据的过程。3.4寸妾口标准化iinterfacestandardization不同系统、模块、设备或组件之间能够互相通信、兼容和协作的规范化接口协议、格式、数据交换方式和行为规范。4符合和缩略语下列缩略语适用于本文件。5G：第五代移动通信技术GthGenerationMobi1.eNetworks)MEC：多接入边缘计算(MU1.ti-accessEdgeComputing)TSN：时间敏感网络(Time-SenSitiVeNetworking)EMC：电磁兼容性(E1.eCtroMagneticCompatibi1.ity)5工业互联网5G接入的云端协同框架5.1 场景描述网络传输、现场终端，以及它们之间的本框架明确了工业场景下的关键组成部分，包括云、边缘、协同工作机制，框架见图1。边缘O网络传输网络传输现场终端高性能计算大数据分析数据存储应用部署设备采集数据兼容性验证接口标准化安全认证网络传输协同_云计算平4_深度分庐边缘计算芨5G边缘计算节点初步如里图1工业互联网5G接入的云端协同框架5.2 模块描述5.2.1现场终端由物联网设备(包括但不限于传感器、执行器、工业机器人等)组成，负责采集工业数据。设备通过有线或无线方式与边缘连接。5.2.2边缘位于现场终端和云之间，由边缘计算节点组成。边缘计算节点负责接收来自现场终端的数据并提供数据处理和决策功能。同时，边缘应具备云边协同和边缘协同功能。5.2.3网络传输基于5G技术的网络传输，负责现场终端、边缘及云之间的数据传输。止匕外，网络传输应提供接口标准化，支持不同设备和传感器的同时接入。网络传输需要通过兼容性验证和安全认证。5.2.4云工业互联网的核心部分由云计算平台组成。云计算平台具备强大的数据处理和分析能力，支持对边缘数据和终端数据进行深度挖掘和应用。同时，云提供多种应用接口，支持工业应用的开发和部署。5.3工作机制在工业互联网5G接入的云端协同框架中，各组成部分之间通过协同工作机制。具体流程如下：a）现场终端通过有线或无线方式与边缘连接，采集工业数据并上传至边缘；b）边缘接收来自现场终端的数据后进行数据处理和决策。同时，将部分数据或处理结果上传至云层进一步的分析和应用；c）网络传输基于5G技术实现数据的高速、低延迟传输；d）云接收来自边缘层的数据后，进行深度挖掘和应用，为工业生产的智能化和数字化转型提供支持。6技术要求6.1 工业业务感知技术要求6.1.1功能要求6.1.1.1 数据采集功能数据采集功能应具备以下能力：a）支持采集工业环境中的数据，包括但不限于温度、湿度、压力、振动等；b）支持多种传感器和设备的接入；c）支持用户配置采集频率和数据类型。6.1.1.2 数据处理功能数据处理功能应具备以下能力：a）支持对采集到的原始数据进行清洗、转换、压缩等预处理操作；b）支持数据分析算法，支持数据挖掘、趋势预测、异常检测等；c）支持云端和边缘端的数据处理功能协同。6.1.1.3 数据展示功能数据展示功能应具备以下能力：a）支持可视化界面，展示工业环境的各项数据指标；b）支持数据报表的生成和导出。6.1.1.4 业务决策支持功能业务决策支持功能应具备以下能力：a）基于数据分析结果为业务提供决策支持；b）支持与其他业务系统的集成。6.1.1.5 5G接入管理功能5G接入管理功能应具备以下能力：a）支持5G网络的接入管理功能；b）支持MEC技术的部署和应用；c）支持高速的5G网络接入；d）支持具备低延迟的通信能力；e）支持利用MEC技术进行数据本地化处理。6.1.2性能要求工业业务感知技术应满足如下性能要求：a）实时性：要求系统提供实时数据采集、处理和传输；b）准确性：要求系统提供高准确的数据采集和处理过程，减少误差和干扰对业务决策的影响；c）互操作性：要求系统提供接口标准化，支持与现有的工业控制系统无缝集成，支持工业互联网协议和标准；d）稳定性：要求系统在常规工业环境下稳定运行；e）可扩展性：要求系统支持新设备、新业务的接入和扩展；f）安全性：要求系统提供安全防护措施；g）EMC：要求系统符合工业控制系统的电磁兼容要求。6.2工业业务数据传输技术要求6.2.1功能要求6.2.1.1数据完整性传输数据完整性传输功能应具备以下能力：a）支持数据的传输完整性，不受破坏或篡改；b）支持数据校验和恢复机制。6.2.1.2实时性传输实时性传输功能应具备以下能力：a）支持低延迟的数据传输服务；b）支持数据分析和处理；c）支持TSN技术优化网络流；d）支持优先级队列管理机制。6.2.1.3安全性传输安全性传输功能应具备以下能力：a）采用加密协议和机制；b）支持身份验证和访问控制；c）通过安全认证流程。6.2 .1.4高并发处理高并发处理功能应具备以下能力:a）支持大量数据的并发传输；b）支持负载均衡和容错机制。6.2.2性能要求工业业务数据传输技术应满足如下性能要求：a）传输速度：要求提供高速数据传输；b）传输容量：要求提供高速率数据传输，满足大文件、视频等大数据量的传输需求；c）传输稳定性：要求提供数据重传和错误纠正机制；d）带宽利用率：要求提供动态带宽分配和调整机制，根据业务需求调整带宽资源的使用；e）并发处理能力：要求提供高并发处理能力，支持大量数据的并发传输和处理；f）安全性；要求提供安全技术和协议，提供安全防护措施；g）可扩展性：支持新设备和新业务的接入，并通过兼容性验证，建议采用YD/T4493-2023进行柔性网络部署；提供扩展接口和协议，支持与其他系统集成和对接。16.3 云端业务数据处理技术要求6.3.1功能要求6.3. 1.1数据处理能力数据处理功能应具备以下能力：a）支持数据处理和批量数据处理；b）支持大数据处理和人工智能算法。6. 3.1.2数据分析与挖掘数据分析与挖掘功能应具备以下能力：a）支持数据分析算法和工具；b）支持根据业务需求自定义数据分析模型。J6.3. 1.3数据存储与管理数据存储与管理功能应具备以下能力：a）支持数据备份和恢复机制；b）支持数据访问控制和管理功能，提供高效、安全的数据存储方案。6.4. 1.4业务决策支持业务决策支持功能应具备以下能力：a）基于数据分析结果为业务决策提供;b）支持可视化报表和图表展示；c）支持与其他业务系统集成和对接。6.3.2性能要求云端业务数据处理技术应满足如下性能要求：a）处理速度：要求云端提供快速数据处理能力，支持分布式计算和并行处理；b）系统稳定性：要求云端支持在高负载和复杂环境下稳定运行，提供故障检测和恢复机制；c）可靠性：要求云端提供数据校验和恢复机制；d）资源利用率：要求云端提供负载均衡和动态资源分配机制；e）安全性：要求云端提供安全技术和协议，提供安全防护措施；f）易用性：要求云端提供用户界面和操作体验，提供帮助文档和技术支持；g）可扩展性：要求云端支持新设备和新业务的接入，并通过兼容性验证，提供扩展接口和协议,支持与其他系统集成和对接。6.4边端业务数据控制技术要求6.4.1功能要求6.4.1.1数据采集与控制数据采集与控制功能应具备以下能力：a）支持采集工业设备传感器数据；b）支持根据数据分析结果或预设规则，调整和控制设备运行状态。6.4.1.2边缘计算与决策边缘计算与决策功能应具备以下能力：a）支持在边端设备或边缘服务器上执行部分数据处理和分析任务；b）支持根据边端计算的结果作出决策，并直接控制相关设备。6.4.1.3设备状态监控与告警设备状态监控与告警功能应具备以下能力：a）支持持续监控工业设备的运行状态和性能指标；b）支持告警功能并通知相关人员处理。6.4.1.4远程管理与控制远程管理与控制功能应具备以下能力：a