5G行业网数字孪生白皮书-38页_3mb

5G+行业网数字孪生白皮书总结

核心内容

本白皮书围绕5G行业网（包括5G专网与行业现场网）与数字孪生技术的融合，提出了“网络数字孪生”这一新概念，旨在通过构建数字化的虚拟镜像，实现对行业网络全生命周期的智能化、可视化管理。白皮书系统分析了行业网络的运维管理痛点，提出了基于数字孪生的解决方案，并结合典型行业场景展示了其应用价值与前景。

主要观点

• 数字孪生网络（DTN） 是一种通过数字化方式创建物理网络实体的虚拟孪生体，并实现与物理网络实体之间的实时交互映射的网络系统。
• 数字孪生网络的核心价值体现在：拓扑透视与流量全息、全生命周期管理、实时闭环控制、网络风险与成本降低。
• 5G行业网具有高可用性、高可靠性、高灵活性、高安全性等特征，对网络运维提出了更高要求。
• 传统运维模式难以应对行业网络的复杂性和多样性，亟需向可视化、自动化、智能化转型。
• 数字孪生技术可实现对网络性能的实时监测、故障预测与智能运维，提升网络服务质量与运维效率。

关键信息

1. 网络数字孪生技术体系

• 技术架构：采用“三层三域双闭环”架构，包括物理网络层、孪生网络层、网络应用层，以及数据域、模型域、管理域。
• 关键技术：
  • 数据采集与分析：包括数据接入、数据共享仓库、数据处理与分析。
  • 网络态势感知：通过探针技术对网络链路进行质量监测与分析。
  • 2D/3D可视化：实现网络拓扑、设备状态、业务质量等的可视化呈现。
  • 服务集成管理：提供统一的API接入与管理，支持多应用组合与自定义插件。
  • 模型构建技术：包括几何模型、信息模型、机理模型，支撑网络仿真与智能决策。

2. 5G行业网运维管理痛点

• 故障恢复时间容忍度低：传统被动式运维无法满足行业对快速响应的需求。
• 终端数量与类型多样：网络运维需面对异构终端与复杂组网方案。
• 运维系统割裂：数据隔离、缺乏统一管理平台。
• 自动化程度低：人工参与多，效率低、成本高。

3. 基于数字孪生的解决方案

• 全生命周期管理能力体系：
  • 方案规划与仿真：通过数字孪生模型快速构建与优化网络方案。
  • 数字孪生建模能力：实现设备与网络的虚拟映射，支持智能运维。
  • 数字孪生可视化能力：提供多维度、多层级的网络状态展示。
  • 智能运维能力：支持故障定界、场景识别、根因定位、预测性维护等。

4. 典型应用场景

• 离散制造行业：如海尔工业园区，通过数字孪生实现网络与设备状态的可视化管理与智能运维。
• 水文行业：通过5G专网数字孪生平台实现对水文站设备与网络的统一监控与分析。
• 煤炭行业：助力中煤平朔集团实现“智慧矿山”转型，提升网络运维效率。
• 智能制造：基于数字孪生网络实现对产线设备的远程控制与同步管理。
• 智慧园区：支持多媒体远程业务混传，通过QoS策略保障业务质量。
• 行业现场网：实现异构网络的融合管理，解决“最后一百米”连接问题。

技术与平台

5G专网数字孪生平台

• 平台架构：包括终端层、边缘层、平台层、应用层。
• 核心能力：
  • 数据接入：支持多种协议与设备接入。
  • 网络态势感知：通过探针技术实现链路质量分析。
  • 数字可视化：提供2D/3D网络拓扑与设备状态展示。
  • 服务集成管理：支持API统一管理与智能运维能力。

行业现场网数字孪生平台

• 平台架构：包括数据获取与管理、模型构建、可视化、智能运维等模块。
• 核心能力：
  • 数据采集与分析：实现终端、网络与业务质量数据的实时采集与分析。
  • 模型构建技术：融合异构设备与网络，构建统一的数字孪生模型。
  • 智慧运维：实现故障定界、根因定位、预测性维护等功能。
  • 可视化技术：支持GIS、BIM、3D可视化等，提升网络可感知性。

未来展望

• 随着产业数字化转型的深入，行业网络将更加异构化与定制化。
• 传统运维体系难以满足行业网络的管理需求，需向**全生命周期网络管理（NLM）**演进。
• 中国移动将持续推进数字孪生网络平台建设，推动行业终端与网络设备的标准化、智能化。
• 通过构建统一的数字孪生平台，实现“可视、可管、可控”，提升行业客户对网络的感知能力与运营商的运维效率。

编写单位及作者

• 技术指导：
  • 魏晨光：中国移动通信有限公司研究院副院长
  • 何瑞：中移物联网有限公司副总经理
• 编写单位：
  • 中国移动通信有限公司研究院：范晓晖、王迪、龙容、罗达、李小涛、周铖、王曦泽、万鸿俊、马帅、肖善鹏
  • 中移物联网有限公司：梁宇航、刘炀、姜仁杰