《电子技术应用》
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城市轨道交通5G虚拟专网建设方案研究
2021年电子技术应用第5期
张 博1，余晓君1，卫建芳2，郭昕蓓1
1.深圳市桑达实业股份有限公司，广东 深圳518057；2.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京100083
摘要： 分析了城市轨道交通安全生产、内部管理和外部服务3个域里不同业务系统对通信网络的差异化需求，并针对这些差异化需求，研究了5G网络切片和多接入边缘计算等构建5G虚拟专网的关键技术。给出以5G网络切片和多接入边缘计算技术为核心，建设城市轨道交通5G虚拟专网的技术方案，为城市轨道交通向便捷化、高效化和智能化发展提供了有力支撑。
中图分类号： TN92
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211513
中文引用格式： 张博，余晓君，卫建芳，等. 城市轨道交通5G虚拟专网建设方案研究[J].电子技术应用，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

    随着通信与计算机技术的飞速发展，城市轨道交通的运营方式也从原始的人工驾驶向自动驾驶(Automatic Train Operation，ATO)发展，并进一步迈向全自动运行系统(Fully Automatic Operation System，FAO)模式[1]。

    在目前的城市轨道新建线路中，基于第四代移动通信的LTE-M技术已迅速取代WLAN技术成为主流通信技术，较好地满足了城市轨道交通无线通信的需求。

    但是随着对城市轨道交通便捷化、高效化和智能化的要求越来越高，下一代列车控制、智能视频监控、智能运维和乘客服务系统等新系统不断引入，这对构建新一代城市轨道通信系统提出了迫切需求。

    与LTE-M相比，5G除提供高速率的数据服务外，还定义了增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband，eMBB)、超可靠低时延(Ultra-reliable and Low Latency Communications，URLLC)以及海量机器通信(Massive Machine Type Communications，mMTC)三大场景[2]，为城市轨道交通各业务领域提供支持高速移动、高速率、高可靠、高实时的通信手段，能够满足新一代城市轨道交通的应用需求。但这三大场景在满足城市轨道交通业务多样性需求的基础上，也为网络建设带来了新的挑战。如果遵循传统网络的建设思路，仅通过一张网络来满足这些彼此之间差异巨大的业务需求，投资巨大且效率低下。

    相对于传统的4G网络，国际移动通信标准组织3GPP引入了全新的基于服务的网络架构(Service-based Architecture，SBA)对5G无线接入网和核心网进行了重构[3]，并以网络切片、多接入边缘计算(Multi-access Edge Computing，MEC)等技术为基础，允许用户可根据实际业务需求，在一个通用的物理平台之上建设多个互相隔离的虚拟专网，这样既满足业务的差异性和安全性，又保证了网络建设的灵活性和经济性，是未来轨道交通通信网络建设的必由之路。




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作者信息:

张  博1，余晓君1，卫建芳2，郭昕蓓1

(1.深圳市桑达实业股份有限公司，广东 深圳518057；2.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京100083)

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