【儀表網(wǎng) 儀表標準】由中國機械工業(yè)標準化技術協(xié)會儀器儀表及自動化專業(yè)委員會組織起草的《OPC統(tǒng)一架構與5G集成技術規(guī)范 第1部分：通用要求》團體標準已完成征求意見稿，現(xiàn)面向社會公開征求意見。
第五代移動通信技術(簡稱“5G”)具有大帶寬、廣聯(lián)接和低時延的特性，基于5G的工業(yè)無線通信能夠滿足工業(yè)場景中數(shù)目眾多的進行柔性組網(wǎng)的通信需求。例如：制造商可以通過5G將制造裝備和其他機器、工具、工廠和倉庫中的資產(chǎn)連接起來，也可以將信息系統(tǒng)與各種設備相連，為相關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型。
IEC TR 62390定義了各個層的任務，現(xiàn)場的網(wǎng)絡包括互聯(lián)(物理介質、接口、數(shù)據(jù)訪問的層級問題)、互通(主要在通信層，參數(shù)類型一致性定義)，而應用層的語義、應用的行為以及動態(tài)功能則是設備行規(guī)的范疇，這一層是OPC UA發(fā)揮作用的領域，其核心在于統(tǒng)一規(guī)范——OPC UA并不包含具體的技術，而是使得各個不同的總線、實時以太網(wǎng)獲得統(tǒng)一的語義交互規(guī)范。
5G作為新興技術，缺少應用層語義交互的統(tǒng)一描述語言，OPC UA和5G無線通信技術的融合應用，在應用層提供了5G的使用規(guī)范，提高了5G的易用性和交互能力，是實現(xiàn)5G工業(yè)設備集成互聯(lián)互通、語義互操作、柔性可重構等關鍵技術的重要支撐，賦能工業(yè)應用場景更多的可能性。
本文件是指導OPC UA與5G集成應用的通用技術標準，旨在提出OPC UA與5G工業(yè)集成應用的通用架構及基本要求，為工業(yè)用戶、系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)供應商、運營商等提供應用指導，簡化集成復雜度。
——第1部分：通用要求。規(guī)定了OPC UA與5G融合應用的組網(wǎng)架構、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)供應商、運營商等提供應用指導。
——第2部分：業(yè)務規(guī)范
——第3部分：管理規(guī)范
——第4部分：安全規(guī)范
——第5部分：測試規(guī)范
本文件按照GB/T 1.1—2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。參考國標計劃20184670-T-604 基于蜂窩網(wǎng)絡的工業(yè)無線通信規(guī)范 第1部分 通用技術要求；國標計劃20213051-T-604 基于蜂窩網(wǎng)絡的工業(yè)無線通信規(guī)范 第5部分 應用規(guī)范等規(guī)程內(nèi)容編制。
本文件定義了OPC UA與5G通信技術集成應用的通用技術要求。本文件可用于解決從底層5G通信到上層應用軟件統(tǒng)一訪問的集成與互操作問題，適用于系統(tǒng)集成商、系統(tǒng)供應商、最終用戶等。
部署參考架構：
OPC UA與5G集成系統(tǒng)架構，可劃分為公共網(wǎng)絡、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設備。包括企業(yè)OT域的工業(yè)機器人、傳感器、執(zhí)行器、PLC、MES和SCADA等終端設備、企業(yè)IT域的ERP、WMS等、公共網(wǎng)絡的云平臺等，支持OPC UA功能。
——5G網(wǎng)絡設備。包括用戶面、控制面、管理面、終端設備(UE)等，提供UE設備接入、設備管控、網(wǎng)絡管理、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，包括IP和以太兩種方式，以實現(xiàn)OPC UA數(shù)據(jù)在5G上的傳輸：
——基于網(wǎng)絡層： OPC UA應用層數(shù)據(jù)封裝到IP報文中，然后下發(fā)給5G網(wǎng)絡或模塊，IP封裝的目的是5G網(wǎng)絡中識別用于過濾和路由的報文；
——基于鏈路層：OPC UA應用層數(shù)據(jù)封裝到Ethernet幀中，然后下發(fā)給5G網(wǎng)絡或模塊，MAC封裝的目的是5G網(wǎng)絡中識別用于過濾和路由的報文。
應用模型要求：
5G工業(yè)終端在通信過程中，宜通過網(wǎng)絡層、鏈路層包頭的標識字段，或借助支持OPC UA通信協(xié)議的5GS能力開放網(wǎng)元/網(wǎng)關，實現(xiàn)QoS需求映射。
1.5G能力開放網(wǎng)元/網(wǎng)關信息模型要求
應支持OPC UA服務器功能，將QoS協(xié)商、網(wǎng)絡管理集成、服務發(fā)現(xiàn)、設備行為協(xié)商、時間同步等5G能力開放功能以模型的方式供5G工業(yè)終端調用。
2.5G工業(yè)終端信息模型要求
應支持5G工業(yè)終端通過A、B、C三種方式完成用戶數(shù)據(jù)轉發(fā)時，可利用的網(wǎng)絡層、鏈路層包頭標識字段實現(xiàn)QoS需求映射，應遵循網(wǎng)絡層、鏈路層標準的通用要求。
C/S用戶面網(wǎng)絡層接口：
——應將OPC UA Client/Server 通信方式下建立的通道、會話、訂閱、監(jiān)視等服務對網(wǎng)絡傳輸?shù)男枨笥成涞絀P包頭的Type of Service字段。
Pub/Sub用戶面網(wǎng)絡層接口：
——OPC UA Pub/Sub通信方式下，應將發(fā)送數(shù)據(jù)報(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，應將發(fā)送數(shù)據(jù)幀(Frame)的QoS需求映射到5G QoS模型。
當5GS無法保證數(shù)據(jù)按QoS需求交付時，應將5G網(wǎng)絡QoS信息通過5G能力開放網(wǎng)元/網(wǎng)關反饋至OPC UA工業(yè)應用，OPC UA工業(yè)應用應根據(jù)接收到的反饋信息進行調整。
信息安全：
應支持5G的主認證功能，保障合法網(wǎng)絡身份；
宜支持5G的二次認證功能，保障合法終端設備；
宜支持機卡綁定功能，防止惡意終端接入網(wǎng)絡；
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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