《電子技術(shù)應(yīng)用》
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城市軌道交通5G虛擬專網(wǎng)建設(shè)方案研究
2021年電子技術(shù)應(yīng)用第5期
張 博1，余曉君1，衛(wèi)建芳2，郭昕蓓1
1.深圳市桑達(dá)實(shí)業(yè)股份有限公司，廣東 深圳518057；2.中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司第六研究所，北京100083
摘要： 分析了城市軌道交通安全生產(chǎn)、內(nèi)部管理和外部服務(wù)3個(gè)域里不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的差異化需求，并針對(duì)這些差異化需求，研究了5G網(wǎng)絡(luò)切片和多接入邊緣計(jì)算等構(gòu)建5G虛擬專網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。給出以5G網(wǎng)絡(luò)切片和多接入邊緣計(jì)算技術(shù)為核心，建設(shè)城市軌道交通5G虛擬專網(wǎng)的技術(shù)方案，為城市軌道交通向便捷化、高效化和智能化發(fā)展提供了有力支撐。
中圖分類號(hào)： TN92
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211513
中文引用格式： 張博，余曉君，衛(wèi)建芳，等. 城市軌道交通5G虛擬專網(wǎng)建設(shè)方案研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(5)：19-24.
英文引用格式： Zhang Bo，Yu Xiaojun，Wei Jianfang，et al. Research on construction scheme of virtual 5G private network for urban rail transit[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(5)：19-24.
Research on construction scheme of virtual 5G private network for urban rail transit
Zhang Bo1，Yu Xiaojun1，Wei Jianfang2，Guo Xinbei1
1.Shenzhen SED Industry Co.，Ltd.， Shenzhen 518057，China； 2.The Sixth Research Institute of China Electronics Information Industry Group Co.，Ltd.，Beijing 100083，China
Abstract： This paper analyzed the differentiated requirements of different business systems for communication network in three domains including urban rail transit safety production, internal management and external services, and studied the key technologies of 5G virtual private network construction, such as 5G network slicing and multi-access edge computing. Based on 5G network slicing and multi-access edge computing technology, this paper presented a technical scheme of constructing virtual 5G private network of urban rail transit for different demand scenarios, which provided a strong support for the development of urban rail transit to convenience, efficiency and intelligence.
Key words : 5G；network slicing；multi-access edge computing；virtual private 5G network；urban rail transit

0 引言

    隨著通信與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)方式也從原始的人工駕駛向自動(dòng)駕駛(Automatic Train Operation，ATO)發(fā)展，并進(jìn)一步邁向全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(Fully Automatic Operation System，F(xiàn)AO)模式[1]。

    在目前的城市軌道新建線路中，基于第四代移動(dòng)通信的LTE-M技術(shù)已迅速取代WLAN技術(shù)成為主流通信技術(shù)，較好地滿足了城市軌道交通無線通信的需求。

    但是隨著對(duì)城市軌道交通便捷化、高效化和智能化的要求越來越高，下一代列車控制、智能視頻監(jiān)控、智能運(yùn)維和乘客服務(wù)系統(tǒng)等新系統(tǒng)不斷引入，這對(duì)構(gòu)建新一代城市軌道通信系統(tǒng)提出了迫切需求。

    與LTE-M相比，5G除提供高速率的數(shù)據(jù)服務(wù)外，還定義了增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)、超可靠低時(shí)延(Ultra-reliable and Low Latency Communications，URLLC)以及海量機(jī)器通信(Massive Machine Type Communications，mMTC)三大場(chǎng)景[2]，為城市軌道交通各業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供支持高速移動(dòng)、高速率、高可靠、高實(shí)時(shí)的通信手段，能夠滿足新一代城市軌道交通的應(yīng)用需求。但這三大場(chǎng)景在滿足城市軌道交通業(yè)務(wù)多樣性需求的基礎(chǔ)上，也為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來了新的挑戰(zhàn)。如果遵循傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)思路，僅通過一張網(wǎng)絡(luò)來滿足這些彼此之間差異巨大的業(yè)務(wù)需求，投資巨大且效率低下。

    相對(duì)于傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)，國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP引入了全新的基于服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(Service-based Architecture，SBA)對(duì)5G無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)進(jìn)行了重構(gòu)[3]，并以網(wǎng)絡(luò)切片、多接入邊緣計(jì)算(Multi-access Edge Computing，MEC)等技術(shù)為基礎(chǔ)，允許用戶可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，在一個(gè)通用的物理平臺(tái)之上建設(shè)多個(gè)互相隔離的虛擬專網(wǎng)，這樣既滿足業(yè)務(wù)的差異性和安全性，又保證了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，是未來軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必由之路。




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作者信息:

張  博1，余曉君1，衛(wèi)建芳2，郭昕蓓1

(1.深圳市桑達(dá)實(shí)業(yè)股份有限公司，廣東 深圳518057；2.中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司第六研究所，北京100083)

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