曾佑佑 香港应用科技研究院 总监
谢谢张处长，谢谢汪院士，谢谢汪总的报告，我是香港应用科技研究院负责通讯技术方面的，我今天汇报的是“5G+TSN”系统赋能5G全链接工厂。
首先介绍应用科技研究院通讯技术5G方案。智慧“5G+TSN”怎么助力新型工业化，还有我们的“5G+TSN”融合方案。
我们香港应用科技研究院是香港最大的应用科技研究机构之一，我们最着重的就是应用科技，我们要如何应用、如何落地，这个是我们的一个方针。在我们公司里有很高的比例都是硕士和博士生。我们也有很多的技术是直接转移到业界的。作为这个通讯群组，我们已经积累了很久4G、5G研发技术开发，可以看到，我们在小基站和在核心网方面累积了很多经验。在基站方面，我们的小基站、宏基站、SON、CRAN、O-RAN，在核心网方面我们的EPC、虚拟EPC、边缘计算、云原生的5G核心网、MEC等等，我们这些也已经授权给很多业界厂商，广泛在中国大陆发布应用落地。
我们这套方案叫Easy5G，因为我们认为这个是非常容易的去部署，是提供一个端到端的网络，是高性价比，可定制的，所以我们也欢迎和业界的伙伴们一起定制，对你们有帮助的核心网。
这是我们的一些产品和方案的例子，我们有5G的基站，有5G的核心网、边缘平台，还有编排器和应用。
对我们来说，我们主要面向垂直行业，因为我们认为作为一个私网可能对大家的帮助更大。在香港本地，我们帮助香港基层支持高效运营和创新应用，在香港警察那边我们支持如何增强公共安全，跟香港地铁在做5G基建以及地铁联网，在车联网那里提高道路安全和效率，这些都是我们群组参与的一些方向。
现在大家看到的这里的网员是我们全部自主开发，我们有所有的网员，也可以定制，如果新的性能或者功能，我们可以支持上面部署的全部功能，而且所有都是按照3GPP标准开发，是完全开放式的。我们满足电信、物联网、商业基站和终端模式、测试，我们的客户们也已经把这些落地，正在使用。从硬件来说，我们的硬件部署非常灵活，支持X86、ARM、容器、虚拟机、私有公有云部署，吞吐量方面非常有信心，可以达到1.3Tbps。
这些是我们的核心网的优势，从我们部署方面是可以扩展支持网络切片，刚才提到高吞吐我们也是技术领先。刚才汪董也提到了，运维安装这些很复杂，我们现在有一个非常简单的界面，可以帮助大家尽量维护这个网络。从互操性方面，因为我们也已经有很多的落地，所以在商业基站和手机终端方面测试也是没问题的，我们曾经跟华为公营的（英文）做过联调，实施我们的UPF介入华为的公网。从部署方面，除了刚才提到的可以支持不同的硬件或者云原生，我们也可以支持一体机，假设大家想把BBU和5G放在一台机子上面，我们也是可以支持的。我们符合移动的opneUPF，也支持网络切片，还有车联网的切片验证。
这里再次强调一下我们数据面的功能，因为我们在前期也在北展NWC多次发表性能的不断提升，从之前的200（英文），到现在的1.3（英文），这些技术细节也可以参考我们和英特尔的白皮书。我们现在的UPF不单支持外面的基本的UPF功能，我们还支持高版本的UPF功能，比如以太数据网、5GLAN和确定性网络。
这个是我们的截图，我们有支持不同的编排器，我们有两种编排器，一个是为了5G核心网的编排，另外一个是边缘计算。编排器可以按照需求在不同网络切片上面部署需要的网员，在边缘计算那里也可以按比如租户来布不同的服务。编排器可以很灵活的在边缘区域或核心数据中心上面部署。
总的来说，我们云原生5G核心网架构支持不同的灵活部署，灵活不单指在不同的模式下，甚至是混合模式下我们也是支持的，在这种不同的譬如阿里云、AWS、英特尔等我们都已经进行过验证，也发表了不同的白皮书，在网络上面的测试性能。
我分享一下“5G+TSN”如何助力新型工业化。
刚才各位领导已经看过很多IT和OT的需求，那IT我们是指信息技术，OT是指营运技术。从国家的方向来说5G+工业互联网数字转化是必备的，“5G+TSN”能够满足这个需求。传统的制造工厂因为这些联线都是比较固定的，而且非常繁琐，如果大家看过一些工厂，基本上一个设备一堆固定的私有化连接，你不可以把不同厂家的仪器放在同一个网络，而且这个网络也只能支持单一的协议。
灵活的自动化场景因为不能够加入新的设备造成很多限制，而且大部分是基于有线连接，比如电缆移动有时候就会导致通信故障，图谱也会非常复杂，每套设备就可能多一个网络，层次多又难部署扩展，所以在网络拓扑中可能设备相对的就会比较少，网络部署和维护成本也很高，刚才汪董那边也提过了。我们认为TSN室内的5G全连接工厂就可以解决这里面的很多问题。第一，这里面需要的网络电缆更少，可以很容易的支持柔性化，减少拖拉联线的动作。另外，网络拓扑大大简化，支持海量设备的连接，足以创新，因为有了TSN可以支持高精度同步，保证流量带宽高优先级实时流量、低延迟，有了这个可以节省网络部署和成本。
从我们看到现在大部分都是走现场总线Fieldbus，比如Allen Bradley家族中的ControlNet，西门子的Profibus，三菱的CC-Link，这些都是每一家有自己的一套协议，他们之间是不可互通的，因为它没有一个开放性的标准，所以这些现场走线技术之间是没有互操作的可能，它不单是有线的，而且它的宽带也是有限制的，Ethernet对这个来讲就宽很多。还有刚才提到的OT跟IT是不能在一个网里同时运行，Ethernet对于Fieldbus对比来说，第一，它的带宽非常的长，而且它的距离也允许比较长，我们可以有更多类型的数据放在同一个网上面，但Ethernet本身有一个问题，没有确定性，也没有实时应用程序。所以我们认为“5G+TSN”就是一个有确定性、有无限性的升级版以太网。
TSN不单可以实现和以太网的融合，而且可以满足工业界对网络实时性和确定性的要求。TSN赋能各个公司它有开放性、互操作性的可能，比如西门子有Profinet over TSN，CC-Link也有CC-LinkIE TSN协议。对于TSN因为它是基于以太网，所以它的带宽可以更大，可以支持到比如100Gbit每秒，而且它可以通过wifi和5G实现。通过5G实现是首选，因为它可以提供端到端的安全性和全球身份认证，就好像现在我们每个终端有一个SIM卡，有一个用户的许可权，而且它支持QoS，对用户的质量，对每一条服务，甚至每一个设备，我们可以按它的所需要去满足。
IT和OT如果可以同时存在的话，它的融合可以实现再工业化和再物联网的使用，TSN可以通过一个统一的网络实现这一点，在网络方面有明显的优势，而降低了部署的成本。TSN可以支持高速联网，大容量的数据传输、高精度的运动和低延迟。而且因为它可以支持QoS，可以做优先级排序，正确时间交付到正确的位置上，有了这样一张统一的网络，我们可以做更多样化的应用，这是数字化的，进一步的加上AI和算力进去也是可以的，TSN也可以有网络安全的支持。
所以我们认为，未来5G和TSN的集成对于工业自动化将变得越来越重要，我们的想法是，作为新型工业化的支持技术，TSN可以与5G超低延迟高可靠相结合，以提供端到端的确定性连接。工业自动化、数字化转型，目标是让工厂里任何地方都可以去访问信息，5G URLLC是高效无线的解决方案，“5G+TSN”就可以使工厂更全面连接，满足工业通信技术的所有关键要求，这个是未来一个非常重要的步骤。
总的来说，5G具有很高的可靠性、低延迟连接，支持广域部署，支持QoS，也支持端到端安全和全球身份管理。“5G+TSN”可以用于IT和OT的统一网络确定性+无线，可以配置，可以安全，可以更高效率和更高带宽。数字化转型和人工智能可以进一步增强智能学习和决策。
介绍一下“5G+TSN”融合的方案。我们和深圳鹏城实验室共同开发“5G+TSN”的实验场搭建，我们分了两个阶段，第一阶段4040主要集中在数据面，第二阶段我们按照标准把数据和控制面完全按3GPP的标准完成，这两个阶段我们也会分别发表对应的白皮书。这是我们具体的方案细节，按照现在商业化的5G基站，如果大家知道TSN在3GPP那里属于版本16的内容，但现在版本16的基站还比较少。所以我们就想了一个方法，在5G商业基站上面，通过（英文）这样的形式完成了数据面验证，而我们的方案特点是，我们现在有超低的延迟，高精度的同步，高可靠，可以接入多的边缘计算。5G核心网成本降低，我们可以在不同的比如ARM和其他超小型工业电脑上完成这样的实现。
这个是我们的展台，我们在E2756，搭建了完整的演示方案，后续也会有白皮书的发表，把里面测试的细节数据也提供给各位专家参考，欢迎大家来到我们的展位指教讨论，谢谢大家！
下面，我代表我们香港应用科技研究院和鹏城实验室做白皮书的发布，也非常感谢大家的莅临和聆听。
我们白皮书的题目是《Empowering 5G Data Path for Time Sensitive Networking》，我们现在有的是英文版，中文版还在翻译中，中文的题目是《时间敏感网络技术，赋能5G确定性数据传输》。细节我们会提供大家*载下**，这个演示在展位E2756那里可以去实地观摩。
“5G+TSN”已经成为5G赋能产业网络技术的新热点，我们从标准的定义、政策引导和产业关注方面得到了大力支持，从标准定义来讲，从标准16就开始加入，不断的在演进，版本17那里增加了“5G+TSN”时间同步和时延敏感通信流程，定义了新的TSN网员以支持5G系统内生确定性。在政策引导下面，我们也很确定“5G+TSN”占有非常重要的地位，在产业关注那里其实也已经看到有很多的发表。
我们主要针对三个技术挑战：1、端到端的时间同步，两个时间域，5G时间域和“5G+TSN”端到端时间同步。5G UE需要通过空口进行时间同步，5G系统需要从5G核心网到UE的端到端同步。TSN域时间需跨过5G域进行同步。2、端到端低延迟和确定性，“5G+TSN”端到端时延，TSN的帧抢占机制，我们可以考虑到5G切片和UPF下层这个空口延时也是对我们来说一个很大的挑战，还有就是端到端的抖动，因为在TSN交换机转发不确定，空口宽带不确定，这些是我们的第二个挑战。3、整个网络部署和管控，这里就有端到端QoS映射，在TSN有自己的QoS，在5G有一个QoS，这个是融合的映射。宽不同域怎么网络管理，这个也是我们探讨的技术挑战之一。
这个是我们第一阶段的解决方案，主要是针对数据面，在控制面和管理面我们用静态的配置。刚才提到这个是用商用R15商用基站和终端解耦和轻量化设计，我们是支持端到端的PD（英文），现在已经实现了端到端PDU绘画、端到端时间同步、端到端的确定性调度，还有端到端的高可靠保护，这些现在已经完成了，这是我们第一阶段的解决方案。
这里面UPF和NW-TT是我们这次的重点，还有DS-TT，宽域从5G到TSN，TSN到5G在边缘的一个转换。
基站和终端方面我们现在还是用商用的，下一阶段会升级“5G+TSN”控制面。我们的测试结果，这些是白皮书里面的截图，细节大家可以参考白皮书。我们的测试结果，我们通过有限的P2P会比通过GPS同步高精度端到端同步误差更小，而且平均抖动也会更好。
我们也探讨了冗余保护和工业场景的模拟，我们在方案1里面探讨了冗余保护测试，我们也验证了不管是哪一条路径失效，我们可以确保零丢包。在工业应用场景模拟测试，或者是现场这里，我们有一个高优先级的背景留在那里输送，这样的话可以保证这些是不会受到其他数据流的影响。中间两个机械臂可以同步操作，摄像头监控可以正常的运行。
我们整个的结果评估，在5G系统能够同步的情形下，“5G+TSN”的端到端时间同步精度是可以符合3GPP标准的要求，它的抖动可以小过一个（英文），符合IEEE的要求，这个也是具有端到端无损冗余保护，具有高可靠的能力。
总结和展望，5G技术解决了工业有线网络移动性差和灵活性低的问题，我们在特殊高风险环境下难以部署的问题，在移动性、可靠性连接密度和吞吐量方面远远超过4G和wifi，“5G+TSN”的融合也可以进一步满足工业对低时延、确定性、高可用的技术要求，“5G+TSN”也作为智能制造、智能电网、智能采矿、智能港口、智能交通等多种场景，奠定了确定性通信系统的基础。白皮书这里我们是没有完全展现3GPP的要求，我们主要是在数据面的确定，在数据面演示了“5G+TSN”融合的可能性，我们在下一阶段期待向大家发表一个完整的方案。这里面有了控制面的流程就可以结合URLLC技术实现“5G+TSN”端到端的确定性调度，也会按照标准演进。
上个月我们联合鹏城实验室和浪潮组成编队，加入了移动信息现代产业链“十百千万合作伙伴计划”通信子链联合攻关5G确定性关键技术，针对轻量级“5G+TSN”组网，可以促使“5G+TSN”更快的商业落地，我们期望未来可以增加跟OT厂商的合作，解决OT现有的问题。
这个是我们白皮书的*载下**链接，我们的主要愿景和主要内容大家可以参考一下。
这里简单介绍一下鹏城实验室和我们。鹏城实验室是中央批准成立的突破性、引领型、平台型一体化的网络同谋领域新型科研机构，作为国家战略科技力量的重要组成部分。我们香港应用科技研究院主要在标准、解决方案和基础设施方面支持香港的数字转型、再工业化和工业4.0的升级。我们现在Easy 5G方案支持TSN，欢迎各位领导的指导，感谢大家的聆听。
（本文是曾佑佑在第三十一届“2023年中国国际信息通信展览会 上5G+工业互联网高峰论坛上的主题报告，摘自速记未加删减！）
