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1、 中国移动中国移动 5G工业 UPF（OT UPF）白皮书 II 前 言 “5G+工业互联网”是加速我国工业数字化、网络化、智能化转型的重要基础。2022 年 9 月工信部印发5G 全连接工厂建设指南，明确了 5G 全连接工厂的总体建设要求和规划路径，充分发挥我国 5G 技术产业优势，与工业企业实际生产需求紧密结合，打造工厂级、车间级、产线级分级建设改造的整体方案，加快工业企业的智能化、数字化转型步伐。面向5G融入工业生产，2022年中国移动提出了5G 确定性工业生产网技术架构，并提出了工业 UPF 技术概念。结合中国移动在推进 5G 全连接工厂实践过程中对于工业数字化转型以及OICT深度融合

2、的最新理解，形成本白皮书。首先，面向多层级部署应用的需求，阐述了工业 UPF 的四种部署模式；其次，提出面向工业通信的全面连接、面向工业客户的全面服务、面向工业网络的全面保障的“三个全面”的工业 UPF 设计理念；再次，梳理了工业 UPF 的十大技术要点，形成 23 项关键技术能力，统一工业 UPF的技术路径；最后，提出工业 UPF 的演进展望。中国移动希望与各合作伙伴共同协作，推进“5G+工业互联网”的蓬勃发展、产业升级、生态繁荣，深化 OT 与 IT 的融会贯通、融合应用，为工业企业数字化转型提供关键支撑。III -1-2-“5G+工业互联网”是通过 5G 技术对人、机、物、系统等的全面连

3、接，构建覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业数字化、网络化、智能化发展提供新的实现途径1。随着 5G 在工业领域的进一步深入，产业寻求 5G 按照工业网络技术性能要求“从单一到多元”、应用环节“从外围辅助到生产核心”分级推动2，希望 5G 和工业智能制造产生更多的融合价值，赋能产业数字化转型。2022 年 9 月，工业和信息化部印发5G 全连接工厂建设指南，支持企业采用以 5G 为代表的新一代信息通信技术，打造产线级、车间级、工厂级等生产现场的新型工业互联网基础设施，形成生产单元广泛连接、信息（IT）运营（OT）深度融合、数据要素充分利用、创新应用高效赋能的先进工厂3。当前 5G

4、 技术正在随着产业应用的需求不断演进，5G 全连接工厂建设仍在探索阶段4，随着 5G 全连接工厂建设的深入开展，5G 应用的业务场景从工厂园区向生产车间、产线现场等生产场景深度融入，其中：（1）工厂园区业务场景 重点建设在工业园区内，基于 5G 支持跨车间跨层级互联互通、场景的深度和系统化应用、全要素生产率提升等业务能力，实现包括园区视频监控、环境监控、人员车辆管理等普通园区业务，对于工业时延和设备可靠性有较低需求，支持如 OPC UA、TCP/IP 等协议；（2）生产车间业务场景 重点建设基于 5G 支持多产线多系统协同优化、数据价值充分释放、集成创新水平提升等业务能力，实现包括车间 PLC

5、 北向的生产管理、物流管理类业务，如车间 -3-SCADA、MES、WMS、AGV 管理、危险作业人员定位、车辆和物料位置管理等低时延、高可靠性需求的业务，通常支持如 S7、Modbus TCP 等通信协议；（3）产线级业务场景 重点建设基于 5G 支持在单一生产环节、业务单元的设备连接、数据采集和 5G 融合应用创新方面等业务能力，实现包括生产现场工业自动化控制类业务，例如，产线PLC 与 I/O 设备、变频器、阀岛等的南向控制业务，产线线体 PLC 与设备主 PLC 或设备主PLC与从 PLC之间的东西向控制业务，此类业务通常要求通信的超低时延和设备的超高可靠性，支持例如 Profinet

6、/RT/IRT、CC-Link IE TSN、EtherNet/IP 等协议。-4-5-2022年中国移动发布的5G确定性工业生产网白皮书以“跨域融合、确定可靠、算网一体”为核心理念设计了 5G 确定性工业生产网技术架构5,，如图 1 所示。图 1 5G 确定性工业生产网架构图 该技术架构中，工业 UPF 作为融合组网、确定性服务、工业算力融合的枢纽，是5G与工业网络互联互通、应用生态深度融合的关键节点。在5G在融入工业生产环节的探索过程中，5G 工业 UPF（下文简称工业 UPF）仍面临三方面挑战：（1）广泛连接 在实际的工业生产网络中，工业UPF仍面临实现广泛通信连接的挑战。因选用设备商和