《基于蜂窝网络的工业无线通信规范+第1部分：通 用技术要求gbt+42126.1-2022》详细解读

《基于蜂窝网络的工业无线通信规范第1部分：通用技术要求gb/t42126.1-2022》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4缩略语5基于蜂窝网络的工业无线通信系统5.1工业蜂窝网络连接与接入5.2基本数据流6工业蜂窝网络通用要求contents目录6.1概述6.2功能要求6.3蜂窝网络设备的管理要求6.4性能指标7工业蜂窝网络访问子层要求附录A(资料性)工业蜂窝网络组网方式A.1概述A.2公共网络组网方式A.3非公共网络组网方式contents目录附录B(资料性)基于工业5G蜂窝网络的工业机器人场景示例B.1场景概述B.2通用要求B.3功能要求附录C(资料性)基于工业5G蜂窝网络的人员技能防呆场景示例C.1场景概述C.2通用要求C.3蜂窝网络部署contents目录附录D(资料性)基于工业5G蜂窝网络的物流AGV集群调度D.1场景概述D.2通用要求D.3蜂窝网络部署附录E(资料性)基于工业5G蜂窝网络的远程操控场景示例E.1场景概述E.2通用要求E.3蜂窝网络部署contents目录参考文献011范围蜂窝网络工业无线通信的术语和定义。蜂窝网络工业无线通信的通用架构和基本原理。蜂窝网络工业无线通信的通用技术要求和测试方法。1范围022规范性引用文件GB/TXXXXX-XXXX信息技术工业无线通信术语和定义该标准定义了工业无线通信领域的基础术语和定义，为规范中的术语使用提供了依据。GB/TYYYYY-YYYY工业无线通信网络安全要求此标准详细阐述了工业无线通信网络在安全方面的要求，确保通信过程的安全性和可靠性。GB/TZZZZZ-ZZZZ工业无线通信网络性能评估方法该标准提供了评估工业无线通信网络性能的具体方法，有助于用户了解和优化网络性能。2规范性引用文件033术语和定义123蜂窝网络是一种由多个正六边形小区组成的无线通信网络，每个小区都有一个基站负责信号覆盖和通信传输。定义蜂窝网络具有覆盖广、容量大、通信质量稳定等特点，是实现移动通信的关键技术之一。特点蜂窝网络广泛应用于手机通信、物联网、车联网等领域，为人们提供了便捷、高效的通信服务。应用3术语和定义044缩略语常见缩略语解释对规范中出现的常见缩略语进行详细解释，方便读者理解其含义，如IoT、M2M等。缩略语的扩展与应用探讨缩略语在工业无线通信领域中的扩展与应用，以及在不同场景下的具体含义。缩略语的规范化使用本规范中采用了一系列缩略语，以确保文档表述的简洁性和专业性。4缩略语055基于蜂窝网络的工业无线通信系统基于蜂窝网络的工业无线通信系统包括终端设备、接入网、核心网和业务平台等组成部分，实现全面的工业通信解决方案。端到端系统组成系统应支持标准的网络接口和协议，以确保与各类工业设备和应用系统的互操作性。网络接口与协议系统需具备完善的安全保障机制，包括数据加密、身份认证、访问控制等，确保工业通信的安全可靠。安全保障机制5基于蜂窝网络的工业无线通信系统065.1工业蜂窝网络连接与接入连接建立机制规范定义了工业蜂窝网络设备的连接建立流程，包括信号检测、身份验证、参数协商等步骤，确保设备能够安全、快速地加入网络。连接管理策略为确保网络连接的稳定性和可靠性，规范制定了连接管理策略，包括连接状态监测、异常处理、重连机制等。5.1工业蜂窝网络连接与接入075.2基本数据流从终端设备向蜂窝网络基站传输的数据流，包括传感器采集的数据、设备状态信息等，用于实现监控、控制等功能。上行数据流从蜂窝网络基站向终端设备传输的数据，包括控制指令、配置参数等，用于对终端设备进行远程管理和控制。下行数据流在蜂窝网络基站或核心网中，对上行数据进行处理、分析和存储，并根据业务需求将相关数据转发至其他网络或应用系统，以实现数据的共享和应用。数据处理与转发5.2基本数据流086工业蜂窝网络通用要求传输可靠性工业蜂窝网络应具备高可靠性传输能力，确保数据在传输过程中不丢失、不损坏。设备可靠性网络设备应满足工业级可靠性要求，具备长时间稳定运行的能力。灾备与恢复应建立完善的灾备与恢复机制，确保在突发情况下网络的快速恢复。6工业蜂窝网络通用要求096.1概述标准的制定背景和意义随着工业无线通信技术的快速发展，制定通用的技术要求规范显得尤为重要。本部分旨在规定基于蜂窝网络的工业无线通信的通用技术要求，为相关设备和系统的研发、生产、应用和测试提供指导。标准的范围和内容概述本部分明确了基于蜂窝网络的工业无线通信的术语定义、缩略语、系统架构、接口要求、性能要求等，为后续各部分的具体技术要求奠定了基础。与其他相关标准的关系本部分在制定过程中充分参考了国内外相关的工业无线通信标准，确保与现有标准的兼容性和互补性，共同推动工业无线通信技术的健康发展。6.1概述106.2功能要求数据传输可靠性规范要求蜂窝网络在工业无线通信中应确保数据传输的准确性和可靠性，降低传输错误和数据丢失的风险。实时性保障为满足工业应用对实时性的高要求，规范明确了蜂窝网络应具备低延迟和高吞吐量的通信能力。多种业务模式支持蜂窝网络应支持包括点对点、点对多点以及广播等不同的业务模式，以适应工业场景中多样化的通信需求。6.2功能要求116.3蜂窝网络设备的管理要求初始配置设备应支持远程配置更新功能，允许网络管理员在不中断服务的情况下对设备进行必要的配置更改。配置更新配置备份与恢复为防止配置数据丢失，设备应提供配置备份机制，并支持在需要时快速恢复配置。蜂窝网络设备应具备初始配置功能，包括设备参数设置、网络接入配置等，确保设备能够正常接入网络并运行。6.3蜂窝网络设备的管理要求126.4性能指标规范中明确了在不同条件下，通信系统应达到的最低传输速率要求，确保数据高效传输。传输速率对通信系统的传输时延进行了限制，以保证工业应用中的实时性需求。传输时延规定了通信系统在不同环境下的误码率上限，确保数据传输的准确性。误码率6.4性能指标137工业蜂窝网络访问子层要求与其他子层关系阐述访问子层与数据链路层、网络层等相邻子层之间的交互关系及数据流程。标准化与互操作性强调访问子层的标准化设计，以确保不同厂商设备之间的互操作性和兼容性。定义与功能明确工业蜂窝网络访问子层的基本概念、主要功能和作用范围。7工业蜂窝网络访问子层要求14附录A(资料性)工业蜂窝网络组网方式详细阐述工业蜂窝网络的组网方式，包括独立组网、联合组网等不同类型的定义及特点。定义与分类应用场景发展趋势分析各种组网方式适用的工业场景，如智能制造、远程控制等，以及对应的优劣势。探讨未来工业蜂窝网络组网方式的发展趋势，如灵活性、智能化等。030201附录A(资料性)工业蜂窝网络组网方式15A.1概述规范制定背景随着工业无线通信技术的快速发展，制定统一的通信规范势在必行。本规范旨在明确基于蜂窝网络的工业无线通信的通用技术要求，为相关设备和系统的研发、生产、测试和应用提供指导。规范内容框架本规范主要包括术语定义、缩略语、系统架构、技术要求、测试方法等方面。其中，技术要求部分详细阐述了物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等各个层面的技术细节。规范的适用范围本规范适用于基于蜂窝网络的工业无线通信系统，包括但不限于工业自动化、智能制造、能源管理等领域。通过遵循本规范，可实现设备间的互联互通，提高系统的可靠性和稳定性。A.1概述16A.2公共网络组网方式核心网负责数据处理、用户管理和业务控制，确保网络的高效、稳定运行。基站子系统包括基站收发信台和基站控制器，实现无线信号的收发和传输。传输网络连接核心网与基站子系统，提供高速、可靠的数据传输通道。A.2公共网络组网方式17A.3非公共网络组网方式03技术特点实现简单、低成本、低功耗，但传输距离和速率受限。01定义描述点对点通信是指两个设备之间直接进行数据传输，无需通过基站或中继设备。02应用场景适用于距离较近、数据传输量较小的设备间通信，如传感器数据采集、设备状态监测等。A.3非公共网络组网方式18附录B(资料性)基于工业5G蜂窝网络的工业机器人场景示例生产线设备连接01通过工业5G蜂窝网络，实现自动化生产线上各设备之间的高速、低时延连接，提升生产线整体效率。实时数据监控02利用5G网络的高带宽特性，实时传输生产线上的监控数据，便于管理人员及时掌握生产情况。远程控制03借助5G网络的远程控制能力，实现对生产线上设备的远程操控，提高生产灵活性。附录B(资料性)基于工业5G蜂窝网络的工业机器人场景示例19B.1场景概述工业现场环境复杂蜂窝网络在工业无线通信中的应用场景涉及到复杂的工业现场环境，包括多种工业设备、传感器和执行器等，需要网络具备高可靠性、低时延和广覆盖等特点。工业无线通信需要满足多种数据传输需求，包括实时监测、远程控制、数据采集等，每种需求对网络的性能要求不同，需要制定相应的技术规范。由于工业无线通信涉及到企业的核心数据和关键业务流程，因此安全性是首要考虑的因素。需要制定严格的安全标准和加密措施，确保数据在传输过程中不被窃取或篡改。数据传输需求多样安全性要求高B.1场景概述20B.2通用要求系统稳定性要求蜂窝网络在工业无线通信中保持高稳定性，能够长时间稳定运行而不出现故障。抗干扰能力规范提出工业无线通信应具备一定的抗干扰能力，以应对复杂电磁环境下可能出现的干扰。传输可靠性规范中明确规定了工业无线通信在蜂窝网络中的传输可靠性要求，确保数据在传输过程中不会丢失或损坏。B.2通用要求21B.3功能要求

B.3功能要求蜂窝网络通信协议规范应明确支持蜂窝网络（如4G、5G等）的通信协议，确保设备能够顺利接入网络并进行数据传输。兼容性要求规范应规定设备需满足的兼容性要求，以确保不同厂商生产的设备能够互联互通，降低系统集成的复杂性。协议更新与演进规范应考虑通信协议的更新与演进，提供必要的接口和扩展机制，以适应未来技术的发展。22附录C(资料性)基于工业5G蜂窝网络的人员技能防呆场景示例通过工业5G蜂窝网络，操作员可佩戴智能设备接收实时的操作指导信息，确保每个步骤准确无误。实时指导在操作关键步骤前，系统可通过智能设备进行技能验证，确保操作员具备相应的操作资质。技能验证当操作员出现操作失误时，系统可立即发出预警，提醒操作员及时纠正，避免质量问题。错误预警附录C(资料性)基于工业5G蜂窝网络的人员技能防呆场景示例23C.1场景概述工业现场环境复杂蜂窝网络在工业无线通信中需面对多样化的现场环境，包括高温、低温、强电磁干扰等复杂条件，对设备的稳定性和可靠性提出更高要求。大规模设备连接工业场景中通常存在大量设备需要同时接入网络，蜂窝网络需要具备支持高密度设备连接的能力，确保数据传输的实时性和准确性。跨区域通信需求随着工业自动化和智能化的推进，跨区域、跨厂区的设备通信和数据交互需求日益增多，蜂窝网络需要满足长距离、高速率的传输要求。C.1场景概述24C.2通用要求规范规定了工业无线通信在蜂窝网络环境下数据传输的可靠性要求，确保数据在传输过程中不丢失、不损坏。数据传输可靠性要求通信设备具备较强抗干扰能力，能够在复杂电磁环境下稳定运行，确保通信的可靠性。抗干扰能力为确保通信系统的可靠性，规范要求在关键部件和环节采用冗余设计，提高系统的容错能力。冗余设计010203C.2通用要求25C.3蜂窝网络部署广域覆盖场景利用蜂窝网络技术实现大范围区域的无线网络覆盖，适用于智慧城市、智能交通等应用。局域专网场景在特定区域内构建专用的蜂窝通信网络，满足工业、园区等局域范围内的无线通信需求。应急通信场景在自然灾害、突发事件等场景下，快速部署蜂窝网络以恢复通信能力。C.3蜂窝网络部署03020126附录D(资料性)基于工业5G蜂窝网络的物流AGV集群调度中央调度系统负责整体AGV集群的调度与管理，通过工业5G蜂窝网络与各个AGV保持实时通信。AGV控制器搭载在工业5G蜂窝网络模块上，负责接收中央调度系统的指令，并控制AGV执行相应任务。传感器与执行器配备在AGV上，用于环境感知、定位导航、搬运操作等任务的执行与反馈。附录D(资料性)基于工业5G蜂窝网络的物流AGV集群调度27D.1场景概述工业现场复杂环境蜂窝网络在工业无线通信中需面对多样的现场环境，包括设备密集、电磁干扰、高温高湿等挑战，因此需具备高可靠性、强抗干扰能力和稳定性。跨区域通信需求随着工业生产的规模化和智能化发展，跨设备、跨车间乃至跨地区的通信需求日益凸显，蜂窝网络以其广覆盖、高速率和灵活组网的优势，成为工业无线通信的重要组成部分。多样化业务需求工业生产涉及众多业务，如数据采集、远程控制、视频监控等，各类业务对通信的实时性、安全性和带宽需求不尽相同，蜂窝网络需满足这些多样化的业务需求。D.1场景概述28D.2通用要求D.2通用要求传输稳定性规范要求蜂窝网络在工业无线通信中必须保证传输的稳定性，能够抵御外界干扰，确保数据准确无误地传输。故障恢复能力在通信过程中，一旦出现故障，蜂窝网络应具备快速恢复的能力，以保障工业生产的连续性。安全性保障蜂窝网络在工业无线通信中需采取多种安全措施，防止数据泄露、被篡改或遭受恶意攻击。29D.3蜂窝网络部署冗余与可靠性设计为确保网络稳定性，应采用冗余部署策略，包括基站、传输链路等关键组件的备份。干扰管理与优化针对复杂电磁环境下可能出现的干扰问题，需进行细致的干扰排查与优化工作。广泛覆盖与容量增强蜂窝网络应确保在工业生产区域内提供广泛的信号覆盖，同时针对高数据吞吐量的区域进行容量增强部署。D.3蜂窝网络部署30附录E(资料性)基于工业5G蜂窝网络的远程操控场景示例实时性要求高借助5G网络低时延特性，确保远程操控指令的实时传输。精准度要求严5G网络的高可靠性确保远程操控过程中，机器人能够精确执行指令，提高生产效率。安全性保障强通过5G网络切片技术，为远程操控提供专属网络安全通道，确保数据传输的安全性。附录E(资料性)基于工业5G蜂窝网络的远程操控场景示例31E.1场景概述要点三工业自动化场景规范详细描述了蜂窝网络在工业自动化领域的应用