高速公路 5G 专网应用.pdf

高速公路 5G 专网应用 【城市轨道交通系统安全保障技术国家工程实验室】 C O N 1 关于 5G 全球之争与战略布局 T E N 2 探讨智慧交通的 5G 应用需求 T S 3 发展高速公路 5G 专网的建议 目 录 关于 5G 全球之争与战略布局 5G 作为即将到来的第五代无线网络技术，应用场景可归纳出 增强移动宽带、海量机器连接、高可靠低时延三个主要方向。相较 于4G ，5G 峰值速率为10-20Gbps ，提升了10-20倍；用户体验速 率将达到0.1Gbps-1Gbps ，提升了10-100倍；可连接数密度方 面，5G每平方公里可联网设备的数量高达100万个，提升了10倍； 端到端时延方面，5G将达到1ms级，提升了10倍；移动性方面， 5G支持时速高达 500km/h 的通信环境，提升了1.43倍。 关于 5G 全球之争与战略布局 在全球目前采用两种方法部署 5G 频谱。第一种放在6GHz以下的电磁频谱上 （“Sub-6”），主要在3GHz 和4 GHz频段；第二种侧重于24~300GHz之间的频段 （“高频频谱”或 “毫米波”），这是目前美国、韩国、日本和加 拿大采用的技术制式。 关于 5G 全球之争与战略布局 • 毫米波，波长在1到10毫米之间的电磁波，通常对应于30GHz至300GHz之间的无线电频谱。 • 事实上，蜂窝、WiFi和蓝牙所能提供的频谱资源全部加起来都远不如5G毫米波。在频谱效率相近的情况下，频谱 资源越丰富，意味着数据速率越高，可容纳的用户数量也就越多。 • 作为5G网络性能提升的“利刃”，毫米波频段将深刻影响以轨道交通产业为主的垂直行业应用发展 。 关于 5G 全球之争与战略布局 1、基于流量的商业模式 • 5G早期最先成熟的是增强移动宽带(eMBB)应用场景，该场 景主要面向个人消费者(2C) ，该场景下流量经营仍然是运营 商的主要商业模式。5G时代，运营商需要加快用户分级的智 能管道升级，实现差异化的流量收费模式。 2、基于连接的商业模式 • 对于大连接场景，连接是基本收入来源。该场景下，可以单 独提供连接，也可能包括一些终端设备和模组，运营商可以 按照物联网设备采用卡用户收益(月 / 年)等方式收费。 3、基于网络切片的商业模式 • 5G时代，运营商能够根据不同垂直行业和特定区域定制化网 络切片以支撑相应的业务开展。对于垂直行业用户。可以直 接向运营商购买网络切片，一般采用按年计费的方式。 关于 5G 全球之争与战略布局 城市轨道交通系统安全保障技术国家工程实验室委托中国铁道科学研究院在国家铁道试验中心开展 支持移动环境的5G毫米波网络测试。测试指标如下： 关于 5G 全球之争与战略布局 • 为了模拟真实环境下的各种情况下，本次试验选择直道、坡道、弯道、隧道等轨道交通典型线路作为测试场景，该 物理场主要用于城轨测试，测试车速最高达到97km/h ，物理场景如图所示。 • 环行线接触网杆每隔50米一根，隧道内没有接触网杆；圆弧最小曲率半径为300米，最大曲率半径为1426米；直 道长度1.6公里左右；隧道有一端比较陡，为35/1000左右的坡度，另一端不但有坡度，而且还有R300的急转弯。 隧道长度为513米，进出有两个U型槽，分别长为215米和197米。 关于 5G 全球之争与战略布局 • 本次试验搭建车载网、地面接入网和小区管理网三级架构，在地面近3公里区间段（第 4400 米到第 7000 米）的 轨旁设置了10对无线基站，在地面设备室里配置了支持无线基站切换与会话维持追踪的SDN/NFV控制管理网络， 在列车顶部首尾方向设置了车载天线，以此开展毫米波通信传输试验。 • 更为重要的是通过构建新的SDN交换机制，从切换点选择、链路层转发和服务