【儀表網(wǎng) 儀表標(biāo)準(zhǔn)】由中國(guó)機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)協(xié)會(huì)儀器儀表及自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)組織起草的《OPC統(tǒng)一架構(gòu)與5G集成技術(shù)規(guī)范 第1部分：通用要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)已完成征求意見(jiàn)稿，現(xiàn)面向社會(huì)公開(kāi)征求意見(jiàn)。
 

　　第五代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱“5G”)具有大帶寬、廣聯(lián)接和低時(shí)延的特性，基于5G的工業(yè)無(wú)線通信能夠滿足工業(yè)場(chǎng)景中數(shù)目眾多的進(jìn)行柔性組網(wǎng)的通信需求。例如：制造商可以通過(guò)5G將制造裝備和其他機(jī)器、工具、工廠和倉(cāng)庫(kù)中的資產(chǎn)連接起來(lái)，也可以將信息系統(tǒng)與各種設(shè)備相連，為相關(guān)各方提供更豐富的可操作、可追溯、可定位的信息，助力工業(yè)向數(shù)字化、信息化和智能化的轉(zhuǎn)型。
 

　　IEC TR 62390定義了各個(gè)層的任務(wù)，現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)包括互聯(lián)(物理介質(zhì)、接口、數(shù)據(jù)訪問(wèn)的層級(jí)問(wèn)題)、互通(主要在通信層，參數(shù)類型一致性定義)，而應(yīng)用層的語(yǔ)義、應(yīng)用的行為以及動(dòng)態(tài)功能則是設(shè)備行規(guī)的范疇，這一層是OPC UA發(fā)揮作用的領(lǐng)域，其核心在于統(tǒng)一規(guī)范——OPC UA并不包含具體的技術(shù)，而是使得各個(gè)不同的總線、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)獲得統(tǒng)一的語(yǔ)義交互規(guī)范。
 

　　5G作為新興技術(shù)，缺少應(yīng)用層語(yǔ)義交互的統(tǒng)一描述語(yǔ)言，OPC UA和5G無(wú)線通信技術(shù)的融合應(yīng)用，在應(yīng)用層提供了5G的使用規(guī)范，提高了5G的易用性和交互能力，是實(shí)現(xiàn)5G工業(yè)設(shè)備集成互聯(lián)互通、語(yǔ)義互操作、柔性可重構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)的重要支撐，賦能工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景更多的可能性。
 

　　本文件是指導(dǎo)OPC UA與5G集成應(yīng)用的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，旨在提出OPC UA與5G工業(yè)集成應(yīng)用的通用架構(gòu)及基本要求，為工業(yè)用戶、系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商等提供應(yīng)用指導(dǎo)，簡(jiǎn)化集成復(fù)雜度。
 

　　——第1部分：通用要求。規(guī)定了OPC UA與5G融合應(yīng)用的組網(wǎng)架構(gòu)、基本概念、OPC UA與5G集成基本要求，為工業(yè)用戶、系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商等提供應(yīng)用指導(dǎo)。
 

　　——第2部分：業(yè)務(wù)規(guī)范
 

　　——第3部分：管理規(guī)范
 

　　——第4部分：安全規(guī)范
 

　　——第5部分：測(cè)試規(guī)范
 

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。參考國(guó)標(biāo)計(jì)劃20184670-T-604 基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)無(wú)線通信規(guī)范 第1部分 通用技術(shù)要求；國(guó)標(biāo)計(jì)劃20213051-T-604 基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)無(wú)線通信規(guī)范 第5部分 應(yīng)用規(guī)范等規(guī)程內(nèi)容編制。
 

　　本文件定義了OPC UA與5G通信技術(shù)集成應(yīng)用的通用技術(shù)要求。本文件可用于解決從底層5G通信到上層應(yīng)用軟件統(tǒng)一訪問(wèn)的集成與互操作問(wèn)題，適用于系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)供應(yīng)商、最終用戶等。
 

　　部署參考架構(gòu)：
 

　　OPC UA與5G集成系統(tǒng)架構(gòu)，可劃分為公共網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)IT網(wǎng)和企業(yè)OT網(wǎng)等不同域，主要組成單元包括：
 

　　——OPC UA設(shè)備。包括企業(yè)OT域的工業(yè)機(jī)器人、傳感器、執(zhí)行器、PLC、MES和SCADA等終端設(shè)備、企業(yè)IT域的ERP、WMS等、公共網(wǎng)絡(luò)的云平臺(tái)等，支持OPC UA功能。
 

　　——5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。包括用戶面、控制面、管理面、終端設(shè)備(UE)等，提供UE設(shè)備接入、設(shè)備管控、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷等功能，支持OPC UA功能。
 

　　數(shù)據(jù)傳輸方式：
 

　　OPC UA與5G主要采用2種集成通信架構(gòu)，包括IP和以太兩種方式，以實(shí)現(xiàn)OPC UA數(shù)據(jù)在5G上的傳輸：
 

　　——基于網(wǎng)絡(luò)層： OPC UA應(yīng)用層數(shù)據(jù)封裝到IP報(bào)文中，然后下發(fā)給5G網(wǎng)絡(luò)或模塊，IP封裝的目的是5G網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別用于過(guò)濾和路由的報(bào)文；
 

　　——基于鏈路層：OPC UA應(yīng)用層數(shù)據(jù)封裝到Ethernet幀中，然后下發(fā)給5G網(wǎng)絡(luò)或模塊，MAC封裝的目的是5G網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別用于過(guò)濾和路由的報(bào)文。
 

　　應(yīng)用模型要求：
 

　　5G工業(yè)終端在通信過(guò)程中，宜通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層包頭的標(biāo)識(shí)字段，或借助支持OPC UA通信協(xié)議的5GS能力開(kāi)放網(wǎng)元/網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)QoS需求映射。
 

　　1.5G能力開(kāi)放網(wǎng)元/網(wǎng)關(guān)信息模型要求
 

　　應(yīng)支持OPC UA服務(wù)器功能，將QoS協(xié)商、網(wǎng)絡(luò)管理集成、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、設(shè)備行為協(xié)商、時(shí)間同步等5G能力開(kāi)放功能以模型的方式供5G工業(yè)終端調(diào)用。
 

　　2.5G工業(yè)終端信息模型要求
 

　　應(yīng)支持5G工業(yè)終端通過(guò)A、B、C三種方式完成用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，可利用的網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層包頭標(biāo)識(shí)字段實(shí)現(xiàn)QoS需求映射，應(yīng)遵循網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層標(biāo)準(zhǔn)的通用要求。
 

　　C/S用戶面網(wǎng)絡(luò)層接口：
 

　　——應(yīng)將OPC UA Client/Server 通信方式下建立的通道、會(huì)話、訂閱、監(jiān)視等服務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男枨笥成涞絀P包頭的Type of Service字段。
 

　　Pub/Sub用戶面網(wǎng)絡(luò)層接口：
 

　　——OPC UA Pub/Sub通信方式下，應(yīng)將發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)的QoS需求映射到IP包頭的Type of Service字段。
 

　　Pub/Sub用戶面鏈路層接口：
 

　　——OPC UA Pub/Sub通信方式下，應(yīng)將發(fā)送數(shù)據(jù)幀(Frame)的QoS需求映射到5G QoS模型。
 

　　當(dāng)5GS無(wú)法保證數(shù)據(jù)按QoS需求交付時(shí)，應(yīng)將5G網(wǎng)絡(luò)QoS信息通過(guò)5G能力開(kāi)放網(wǎng)元/網(wǎng)關(guān)反饋至OPC UA工業(yè)應(yīng)用，OPC UA工業(yè)應(yīng)用應(yīng)根據(jù)接收到的反饋信息進(jìn)行調(diào)整。
 

　　信息安全：
 

　　應(yīng)支持5G的主認(rèn)證功能，保障合法網(wǎng)絡(luò)身份；
 

　　宜支持5G的二次認(rèn)證功能，保障合法終端設(shè)備；
 

　　宜支持機(jī)卡綁定功能，防止惡意終端接入網(wǎng)絡(luò)；
 

　　宜支持安全保障策略協(xié)同功能，如OPC UA啟用加密5G不啟用、5G啟用加密OPC UA不啟用或OPC UA與5G均啟用加密等。
 

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