3.2.4 极高可靠性与极低时延类业务
工业精准制造、智能电网控制、智能交通等特殊垂直行业业务由于业务自身的“高精准”要求，对通信网的可靠性、时延和抖动有相对更高的要求，这类业务称为“极高可靠性与极低时延类业务”。
典型业务如“精密仪器自动化制造”，对核心器件的协同控制不光要求超低时延，还要求高精准，也就是说协同控制信息的传递必须恰恰在指定的时隙中到达，迟一点不行，早一点也不行，这实际上对通信的确定性和智能调度提出了高精准要求。再如“全自动驾驶”业务，为了保障绝对的驾驶安全和人身安全，车辆装备不断升级，车载摄像头逐步从单目发展为双目甚至多目摄像，各类探测装置，如光探测和测距、雷达、GPS、声纳、里程计和惯性测量装置等进行同步测量，同时车辆在行进过程中需实时下载动态高精度地图，在这个业务场景中，除了对带宽同样提出了很高的要求外，更重要的是对传输可靠性和时延的要求。
下面分析极高可靠与极低时延类业务的特点和对网络的需求。
（1）带宽需求
通常该类业务（如工业精准制造、智能电网控制等）主要传递的信息是简洁高效的控制类信息，因此该类业务对带宽的需求相对较低，一般不高于 100Mbit/s。个别业务除外，如全自动驾驶业务，为了更准确地掌握道路及道路周边的实时全景状态，全自动驾驶业务在车辆行进过程中需要实时下载动态高精度地图，这对带宽有较高的要求，需要 1～10Gbit/s 级别的带宽。
（2）时延需求
极低时延要求是该类业务的重要特点，如工厂自动化和机器控制类业务通常要求 10 ms 到亚毫秒以内的时延，以满足关键的闭环控制要求。
（3）确定性需求
工业精准控制、智能电网控制、精密仪器自动化制造等类业务对时间确定性有着明确的要求。例如智能电网控制中的继电保护业务要求时延抖动不超过100μm；
广域远程保护业务要求时延抖动不超过 10μm，同步要求低于 1μm；部分精密仪器自动化制造业务为保证产品质量，甚至要求亚微秒级的抖动。业务的精准要求网络传输信息要“不早也不晚”地到达，对网络的确定性指标能力提出极高的要求。
（4）可靠性和安全性需求
极高可靠性是该类业务的重要特点。为避免任何中断或丢包可能产生的风险，该类业务的服务可用性要求通常为99.999%～99.99999%。
不同的业务对通信性能有不同的具体要求，以智能电网控制中的继电保护业务为例，远程继电保护的通信性能需求见表 3-4[6]，其中，EHV为超高压，HV为高压，MV 为中压。
表 3-4远程继电保护的通信性能需求
需求指标 |
模拟比较（差动电流） |
命令 |
远程跳闸系统 |
方向 |
双向 |
双向 |
单向 |
报文大小 |
50～100 bit |
少量比特（开/关） |
少量比特（开/关） |
报文周期性 |
3～12 次/周期 |
零星 |
零星 |
带宽 |
9.6～64kbit/s |
<10 kbit/s |
<10 kbit/s |
时延 |
<3～10 ms |
<10 ms |
<10 ms |
抖动 |
<100 μs |
不要求 |
不要求 |
非对称时延 |
<200 μs |
非关键 |
非关键 |
时间同步精度 |
<100 μs |
非关键 |
非关键 |
误码率 |
<10−8～10−6 |
<10−6 |
<10−6 |
恢复时间 |
<50 ms |
<50 ms |
<50 ms |
不可用率 |
10−4 单一系统（HV）； 10−7S 双冗余系统（EHV） |
<10−3～10−2 |
10−4 |
此外，智能电网根据传送电压等级的不同，对通信性能指标的需求也不同。广域远程继电保护业务按照电压等级对通信指标的需求见表 3-5[6]。
表 3-5广域远程继电保护业务按照电压等级对通信指标的需求
需求指标 |
A 等级 |
B 等级 |
C等级 |
D 等级 |
应用场景 |
EHV |
HV |
MV |
通用 |
时延 |
3 ms |
10 ms |
100 ms |
1 000 ms |
抖动 |
10 μs |
100 μs |
1 ms |
10 ms |
非对称时延 |
100 μs |
1 ms |
10 ms |
100 ms |
时间同步精度 |
1 μs |
10 μs |
100μs |
10～100 ms |
误码率 |
<10−7～10−6 |
<10−5～10−4 |
10−3 |
/ |
恢复时间 |
0 |
50 ms |
5 s |
50 s |
不可用率 |
<10−7～10−6 |
<10−5～10−4 |
10−3 |
/ |
如表 3-5所示，EHV、HV、MV的远程继电保护对通信的时延、抖动、非对称时延、时间同步精度以及误码率等都有不同的要求。总体而言，从表 3-4和表 3-5中数据可知，该类业务对数据带宽要求不高，但对时延、抖动和可靠性要求很高，抖动要求在 100μs以下，超高压业务甚至要求在10μs 以下，可靠性要求为 99.9999%甚至 99.99999%以上。
对比5G超高可靠和低时延类业务与6G极高可靠性与极低时延类业务对网络的需求指标，见表 3-6。
表 3-65G超高可靠和低时延类业务与6G极高可靠性与极低时延类业务对网络的需求指标
需求指标 |
5G 超高可靠和低时延类业务 |
6G 极高可靠性与极低时延类业务 |
峰值速率 |
1 Gbit/s |
10Gbit/s |
端到端时延 |
3 ms |
<1 ms |
确定性 |
/ |
<100μs，特殊情况要求<10μs |
同步精度 |
毫秒级 |
1～100μs |
可靠性 |
99.99% |
>99.9999% |
