何 濤，黨選麗

（1.華為技術(shù)有限公司咨詢與系統(tǒng)集成部，廣東東莞 523808；2.鐵科院（北京）工程咨詢有限公司，北京 100081）

1 引言

軌道交通行業(yè)的5G應(yīng)用逐漸豐富，在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，國內(nèi)已累計(jì)建成5G基站71.8萬個(gè)，三大運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度和規(guī)模超出預(yù)期。5G網(wǎng)絡(luò)逐步實(shí)現(xiàn)軌道交通全面覆蓋，網(wǎng)絡(luò)能力既提升乘客的出行感知，又可以帶給軌道交通車地?cái)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)目赡?，?shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用的經(jīng)濟(jì)效益。雖然5G公用網(wǎng)絡(luò)（以下簡稱“5G公網(wǎng)”）完成了覆蓋，但是針對軌道交通行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求和公網(wǎng)還有很大區(qū)別，在5G公網(wǎng)的基礎(chǔ)上建設(shè)好1張專網(wǎng)，需要探索新的建設(shè)思路。

2 5G 移動(dòng)通信技術(shù)簡介

5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)采用全新的服務(wù)化架構(gòu)、全新的頻譜資源，結(jié)合多天線系統(tǒng)和先進(jìn)的算法，可滿足靈活多樣的鏈接需求。

在無線性能上，5G采用低密度校驗(yàn)碼（LDPC）、Polar新型信道編碼方案、性能更強(qiáng)的大規(guī)模天線技術(shù)等。為支持低時(shí)延、高可靠，5G采用短幀、快速反饋、多層/多站數(shù)據(jù)重傳等技術(shù)。

在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，5G采用云化核心網(wǎng)，支持靈活部署?；诰W(wǎng)絡(luò)功能虛擬化/軟件定義網(wǎng)絡(luò)（NFV/SDN），實(shí)現(xiàn)硬件和軟件解耦，控制和轉(zhuǎn)發(fā)分離；支持邊緣計(jì)算，云計(jì)算平臺(tái)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，支持基于應(yīng)用的網(wǎng)關(guān)靈活選擇和邊緣分流。

在滿足5G差異化需求上，5G采用切片技術(shù)讓運(yùn)營商能夠在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建多個(gè)專用的、虛擬的、隔離的、按需定制的邏輯網(wǎng)絡(luò)，用于滿足不同行業(yè)客戶對網(wǎng)絡(luò)能力的不同要求（如時(shí)延、帶寬、連接數(shù)等）。目前定義了3種網(wǎng)絡(luò)切片類型，即增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、低時(shí)延高可靠、大連接物聯(lián)網(wǎng)。

3 5G 網(wǎng)絡(luò)對于城市軌道交通的意義

截止2019年底，在城市軌道交通建設(shè)規(guī)模上，中國已經(jīng)有7座城市躋身全球前10位，運(yùn)營里程總長度6 730.27 km，城市軌道交通總客流量達(dá)227.8億人次。在建設(shè)“量”上已是全球領(lǐng)先，但在軌道智能化方面，還未跟上發(fā)展的步伐。受限于網(wǎng)絡(luò)能力，城市軌道交通大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)上傳，只能采用本地存儲(chǔ)、人工拷貝的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。因此，城市軌道交通有必要協(xié)同5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的發(fā)展。而5G網(wǎng)絡(luò)在城市軌道交通中的定位，需要朝著解決各業(yè)務(wù)模塊痛點(diǎn)的方向努力。

當(dāng)前城市軌道交通存在幾大業(yè)務(wù)痛點(diǎn)。

（1）無線帶寬不足導(dǎo)致視頻無法回傳。視頻的回傳訴求主要在車載視頻攝像頭上。車載視頻分為2個(gè)部分，第一部分在司機(jī)駕駛室，需要安裝多個(gè)攝像頭對司機(jī)行為進(jìn)行監(jiān)控，確保安全運(yùn)行。第二部分在車廂內(nèi)，對車廂情況進(jìn)行監(jiān)控，確保乘客的安全。受限于軌道專網(wǎng)頻譜，視頻只能存儲(chǔ)在駕駛室內(nèi)，到站后下載拷貝。

（2）無線帶寬不足導(dǎo)致應(yīng)急通信難。在應(yīng)急狀況下，車站需要臨時(shí)部署無線視頻攝像頭，并且與站外安保人員實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。以當(dāng)前地鐵的專網(wǎng)帶寬以及通信方式，是無法實(shí)現(xiàn)多終端的視頻回傳，信息實(shí)時(shí)交互存在困難。

（3）現(xiàn)有集群通信手段有限，無線帶寬不足。地鐵采用的是低頻集群通信系統(tǒng)，目前采用的400 MHz/800 MHz集群通信，受限于頻段能力，同時(shí)又要避免對室外的干擾，目前存在的困難是地下喊不到地面，地面喊不到地下，不同線路制式無法互通，不同站臺(tái)無法互通。

（4）城市軌道交通專網(wǎng)頻點(diǎn)被干擾。城市軌道交通列車控制系統(tǒng)承載于1 800 MHz專網(wǎng)頻譜上，該專網(wǎng)頻譜同時(shí)供機(jī)場、電力使用。部分頻點(diǎn)與其他區(qū)域的同頻網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生重疊或干擾，導(dǎo)致列車斷線停車。

除此之外，列車乘客信息系統(tǒng)（PIS）、列車控制和管理系統(tǒng)（TCMS）等，都因無線帶寬受限，無法確保數(shù)據(jù)有效傳輸。為解決這些問題，城市軌道交通業(yè)主和運(yùn)營商共同研究5G的應(yīng)用場景，南京市軌道交通率先實(shí)現(xiàn)了全國首個(gè)5G+MEC的切片網(wǎng)絡(luò)，武漢市軌道交通也在將部分專網(wǎng)業(yè)務(wù)遷移到5G網(wǎng)絡(luò)上。中國城市軌道交通協(xié)會(huì)對運(yùn)營商5G網(wǎng)絡(luò)給軌道交通的切片專網(wǎng)做了定義——軌道交通5G公專網(wǎng)：基于運(yùn)營商5G公網(wǎng)，通過資源隔離等技術(shù)手段，提供專屬網(wǎng)絡(luò)能力，承載軌道交通相關(guān)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，覆蓋軌道交通全場景，從而實(shí)現(xiàn)5G公網(wǎng)專用。當(dāng)前運(yùn)營商在城市軌道交通內(nèi)建設(shè)的5G公網(wǎng)主要為乘客提供服務(wù)，而在城市軌道交通中還存在大量的無人區(qū)、機(jī)房等。要實(shí)現(xiàn)5G的應(yīng)用，信號(hào)覆蓋是基礎(chǔ)。同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)容量設(shè)計(jì)方面，也需按區(qū)別于公網(wǎng)的思路進(jìn)行規(guī)劃。首先需要完成業(yè)務(wù)畫像，其次梳理話務(wù)模型，再次設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)匹配的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。完成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后，通過部署平臺(tái)對業(yè)務(wù)進(jìn)行可視化管理。

4 城市軌道交通 5G 應(yīng)用的業(yè)務(wù)畫像

業(yè)務(wù)畫像如同用戶畫像一樣，是將城市軌道交通具體的5G應(yīng)用轉(zhuǎn)化成網(wǎng)絡(luò)語言，根據(jù)每種業(yè)務(wù)應(yīng)用的特征、鏈接數(shù)、上行速率、下行速率、時(shí)延、可靠性、并發(fā)率等要求，形成網(wǎng)絡(luò)類型的數(shù)據(jù)標(biāo)簽。

以車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測業(yè)務(wù)為例，該業(yè)務(wù)是將車載主機(jī)、各子系統(tǒng)采集的列車狀態(tài)、故障等信息實(shí)時(shí)傳送到地面監(jiān)測中心。該業(yè)務(wù)實(shí)際應(yīng)用場景為正線、車輛基地/停車場。當(dāng)前局限于網(wǎng)絡(luò)能力，車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)并未實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，未來通過5G完成列車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測，業(yè)務(wù)可用性應(yīng)滿足如下技術(shù)要求，也等同于網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的要求。

車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延要求不超過100 ms的概率不小于99%，業(yè)務(wù)丟包率不超過1%。車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測業(yè)務(wù)要求每列車傳輸速率上行不小于10 Mbps，下行不小于1 Mbps。實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的終端分別安裝在車頭、車尾駕駛室內(nèi)。列車在跑動(dòng)過程中，終端需要100%在線。

根據(jù)要求梳理的車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測業(yè)務(wù)畫像如表1所示。除了車輛狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)用外，還有車載PIS、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）等多種應(yīng)用，都可以分別實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)畫像。

表1 5G業(yè)務(wù)畫像

通過調(diào)研，當(dāng)前城市軌道交通行業(yè)的5G應(yīng)用可以有如下需求，應(yīng)用清單如表2所示。

表2 城市軌道交通的5G應(yīng)用清單

為確保每一種應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)畫像只關(guān)注在單個(gè)5G扇區(qū)覆蓋范圍內(nèi)最大并發(fā)的終端數(shù)，以及在特定時(shí)段內(nèi)的終端并發(fā)率。如CCTV視頻承載，就是在列車運(yùn)行過程中啟動(dòng)，通過車載終端接入單元（TAU）將數(shù)據(jù)回傳。但應(yīng)急通信業(yè)務(wù)，只有在應(yīng)急狀態(tài)中才會(huì)使用，平時(shí)不需要占用帶寬。因此在業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力設(shè)計(jì)中，就需要充分考慮到各業(yè)務(wù)同時(shí)在線的范圍與時(shí)段。

5 城市軌道交通5G應(yīng)用的話務(wù)模型

在完成對城市軌道交通5G應(yīng)用的業(yè)務(wù)畫像后，需要根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生的時(shí)間與地點(diǎn)確定業(yè)務(wù)的話務(wù)模型。區(qū)別于5G公網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)，城市軌道交通5G終端的在線時(shí)長基本要求為100%。部分業(yè)務(wù)發(fā)生在列車內(nèi)，部分業(yè)務(wù)發(fā)生在軌道旁，但當(dāng)列車與軌旁業(yè)務(wù)同一時(shí)間發(fā)生在同一5G覆蓋扇區(qū)，其業(yè)務(wù)并發(fā)所占用的帶寬資源就需要統(tǒng)一考慮。

在城市軌道交通線路隧道中，運(yùn)營商已經(jīng)部署5G網(wǎng)絡(luò)，主要面向乘客提供服務(wù)。5G采用TDD制式，下行時(shí)隙配比高于上行，當(dāng)前普遍采用的是7 : 3，8 : 2，時(shí)隙配比已經(jīng)固化。城市軌道交通所用的業(yè)務(wù)模型主要是上行數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，在多個(gè)終端并發(fā)時(shí)，軌行區(qū)5G單扇區(qū)需要提供給車載與軌旁終端的上行吞吐率在70 Mbps左右，下行在30 Mbps左右。

隧道內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋一般采用泄漏電纜的部署模式，通過測試數(shù)據(jù)表明，采用100 MHz頻譜，部署雙纜或四纜，在時(shí)隙配比為7 : 3的網(wǎng)絡(luò)中，雙纜2T2R理想吞吐率為150 Mbps，四纜4T4R為252 Mbps。

根據(jù)話務(wù)模型與雙纜2T2R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的吞吐率基線，城市軌道交通5G應(yīng)用會(huì)占用40%左右的5G上行網(wǎng)絡(luò)資源，由于下行應(yīng)用業(yè)務(wù)量較少，對5G下行網(wǎng)絡(luò)資源占用率為5%左右。

與此同時(shí)，還需要考慮乘客使用5G網(wǎng)絡(luò)資源的情況。由于目前5G手機(jī)普及率不高，因此話務(wù)模型可以參考4G。未來隨著5G用戶的增加，乘客使用的網(wǎng)絡(luò)資源與軌道交通使用的資源是否會(huì)沖突，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要提前考慮。

6 承載城市軌道交通業(yè)務(wù)的5G 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

承載城市軌道交通業(yè)務(wù)的5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)涉及無線、傳輸、核心網(wǎng)的端到端3個(gè)部分，并通過網(wǎng)絡(luò)端到端（無線、傳輸、核心網(wǎng)）的切片隔離來實(shí)現(xiàn)對軌道交通業(yè)務(wù)的保障。切片保障主要包括3種方案，分別為基于服務(wù)質(zhì)量（Qos）保障、專屬5G服務(wù)、專用5G網(wǎng)絡(luò)。5G 切片隔離方案如表3所示。

表3 5G切片隔離方案

6.1 5G 無線接入網(wǎng)建設(shè)原則

城市軌道交通5G公專網(wǎng)主要需求是覆蓋連續(xù)性。目前5G公網(wǎng)只針對有乘客區(qū)域進(jìn)行覆蓋，如站臺(tái)、站廳、隧道等。而城市軌道交通車輛段、機(jī)房等無人區(qū)域并未被完全覆蓋。比較特殊的高架橋區(qū)域則通過宏站實(shí)現(xiàn)兼顧覆蓋。未來要實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)的承載，并確保業(yè)務(wù)的服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA），那么城市軌道交通沿線就需要實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)覆蓋，以確保網(wǎng)絡(luò)資源供城市軌道交通乘客和列車獨(dú)享。5G無線接入網(wǎng)建設(shè)中，推薦在信號(hào)覆蓋方面采用室外專項(xiàng)5G連續(xù)覆蓋，在頻譜規(guī)劃方面采用異頻組網(wǎng)方式；5G車載業(yè)務(wù)復(fù)用共享5G基站，通過5QI優(yōu)先級(jí)或RB資源預(yù)留的方式實(shí)現(xiàn)邏輯隔離；室外部分盡量采用與公網(wǎng)宏站不同的頻譜，降低干擾，減少切換，以保證終端可持續(xù)駐留于5G公專網(wǎng)內(nèi)。

當(dāng)前5G頻譜具備700 MHz、2.6 GHz、3.5 GHz以及4.9 GHz多種選擇。采用業(yè)務(wù)的承載頻譜需要遵循以下原則：頻譜干凈，室外干擾最小；5G載波帶寬大，若單載波在100 MHz，可以滿足車載業(yè)務(wù)的承載；選用的頻譜可以在泄漏電纜等基礎(chǔ)設(shè)施里使用。

5G網(wǎng)絡(luò)部署后，需要完成無線資源的切片方案，實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度，靈活適配軌道交通不同業(yè)務(wù)場景的隔離需求，5G切片方案如圖1所示。

圖1 5G切片方案

為滿足城市軌道交通不同業(yè)務(wù)場景的隔離需求，針對5G 專網(wǎng)的切片方案應(yīng)遵循以下原則。

（1）采用全線漏纜+小區(qū)合并技術(shù)，減少列車切換，提升終端穩(wěn)定性。

（2）軌行區(qū)扇區(qū)規(guī)劃與車速相關(guān)，如假設(shè)列車平均速度為 80 km/h，為減少切換，30 s行駛無切換，扇區(qū)覆蓋距離要大于667 m。

（3）根據(jù)每扇區(qū)的最大覆蓋距離、射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）的間距要求，采用多RRU小區(qū)合并特性，合理劃分及合并小區(qū)，使其既滿足容量需求，又減少切換及小區(qū)間的干擾。扇區(qū)規(guī)劃組網(wǎng)圖如圖2所示。

圖2 小區(qū)合并示意圖

6.2 5G 承載網(wǎng)建設(shè)原則

針對城市軌道交通業(yè)務(wù)的5G專用承載網(wǎng)的建設(shè)原則包含以下幾個(gè)方面。

（1）承載網(wǎng)基于靈活以太網(wǎng)技術(shù)（FlexE）硬隔離技術(shù)創(chuàng)建獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)切片，確保城市軌道交通業(yè)務(wù)安全可靠；超低時(shí)延類業(yè)務(wù)采用獨(dú)立切片承載，確保業(yè)務(wù)低時(shí)延承載。

（2）承載網(wǎng)物理組網(wǎng)需要具備雙路由，結(jié)合雙歸屬保護(hù)功能，實(shí)現(xiàn)鏈路、節(jié)點(diǎn)故障的50 ms恢復(fù)能力。

（3）低時(shí)延業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)的軌道設(shè)備，規(guī)劃階段要求接入到同一區(qū)域的傳輸網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)就近轉(zhuǎn)發(fā)，避免由于傳輸跨區(qū)域業(yè)務(wù)調(diào)度導(dǎo)致無法滿足時(shí)延要求，每100 km傳輸距離會(huì)產(chǎn)生0.5 ms傳輸時(shí)延，在評估承載網(wǎng)時(shí)延時(shí)需要綜合評估無線設(shè)備到用戶端口功能/邊緣計(jì)算技術(shù)（UPF/MEC）的光纖距離。

（4）按需端到端部署選擇重傳（SR）協(xié)議，簡化5G業(yè)務(wù)協(xié)議配置。5G業(yè)務(wù)承載端到端（E2E）采用SR協(xié)議，簡化協(xié)議配置（協(xié)議數(shù)量由10個(gè)減少到2個(gè)），配合網(wǎng)絡(luò)連接元件（NCE）一次性完成鏈路協(xié)議配置，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速發(fā)放。通過SR與NCE的配合使能網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的利用率由原來的40%提升到80%，從而節(jié)約擴(kuò)容成本。

6.3 5G 核心網(wǎng)建設(shè)原則

城市軌道交通5G公專網(wǎng)建設(shè)復(fù)雜度最高、行業(yè)定制化特點(diǎn)最強(qiáng)的子域就是5G核心網(wǎng)。5G核心網(wǎng)可以分為控制面和用戶面，控制面網(wǎng)元主要包含接入和移動(dòng)性能管理功能（AMF）、會(huì)話管理功能（SMF）、網(wǎng)絡(luò)切片選擇（NSSF）、認(rèn)證服務(wù)器功能（AUSF）、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理功能（UDM）、策略控制功能（PCF）等，用戶面主要為UPF。其中與城市軌道交通業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)性最強(qiáng)的網(wǎng)元為UPF。在城市軌道交通業(yè)務(wù)終端接入5G網(wǎng)絡(luò)基本信令及連接建立后，UPF負(fù)責(zé)城市軌道交通業(yè)務(wù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)、策略實(shí)施、流量報(bào)告、QoS處理等，相當(dāng)于業(yè)務(wù)出口網(wǎng)關(guān)。從網(wǎng)絡(luò)安全隔離角度出發(fā)，綜合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本以及軌道交通安全策略，建議獨(dú)立部署城市軌道交通專用 UPF。

綜上所述，城市軌道交通5G公專網(wǎng)核心網(wǎng)的建設(shè)思路如下。

（1）城市軌道交通行業(yè)設(shè)置專用UPF網(wǎng)元對用戶數(shù)據(jù)隔離、業(yè)務(wù)質(zhì)量自定義、計(jì)費(fèi)稽查、安全增強(qiáng)等方面具有較大意義，建議城市軌道交通5G切片配置專用的UPF。

（2）考慮到城市軌道交通運(yùn)營企業(yè)一般為市屬企業(yè)，每條線路分別與不同運(yùn)營商進(jìn)行商業(yè)合作，因此各運(yùn)營商為城市軌道交通提供的專用UPF網(wǎng)元需要獨(dú)立部署，不能復(fù)用。

（3）除了5G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部隔離之外，5G核心網(wǎng)用戶面UPF/MEC和城市軌道交通各線路主站/子站之間的N6接口，也需要通過專線承載，以確保E2E安全隔離。

（4）從差異化+確定性SLA業(yè)務(wù)體驗(yàn)保障視角出發(fā)，考慮到傳輸距離對時(shí)延的影響，需要根據(jù)時(shí)延要求考慮UPF/MEC的下沉位置，UPF/MEC部署位置盡量和城市軌道交通主站/子站等業(yè)務(wù)系統(tǒng)的部署原則對齊，避免路由迂回。

（5）從可靠性視角出發(fā)，基于城市軌道交通業(yè)務(wù)高可靠性/高可用需求，生產(chǎn)控制、管理信息對應(yīng)的城市軌道交通專用UPF應(yīng)考慮冗災(zāi)備份（同城或異地）方案。并且在用戶面和控制面斷連場景下，要考慮業(yè)務(wù)的持續(xù)運(yùn)行不中斷/快速恢復(fù)，即應(yīng)急控制面下沉到主站/子站，和UPF共部署。

7 5G 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的優(yōu)化與業(yè)務(wù)保障

7.1 業(yè)務(wù)保障

要做好城市軌道交通5G專網(wǎng)的切片效果，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的質(zhì)量非常重要?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的方案決定了車載業(yè)務(wù)的效果。

建設(shè)一張良好的城市軌道交通5G公專網(wǎng)，根據(jù)測試總結(jié)，建議滿足以下關(guān)鍵業(yè)務(wù)指標(biāo)（KPI）：

（1）5G全場景參考信號(hào)接收功率（RSRP）≥-95 dBm的采樣點(diǎn)比例≥99%；

（2）信號(hào)與干擾加噪聲比（SINR）≥5 dB的采樣點(diǎn)比例≥98%；

（3）通過軌行區(qū)5G公專網(wǎng)小區(qū)合并減少切換次數(shù)，小區(qū)合并長度不超過1.5 km，業(yè)務(wù)駐留率≥99%；

（4）5G公專網(wǎng)需滿足城市軌道交通平均上行業(yè)務(wù)并發(fā)帶寬不小于72 Mbps；

（5）通過切片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)保障、時(shí)延滿足城市軌道交通各業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

7.2 針對軌行區(qū)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在公網(wǎng)設(shè)計(jì)中，每450 m會(huì)有一個(gè)設(shè)備開斷點(diǎn)，為解決用戶切換問題，450 m漏纜兩頭會(huì)接上不同基站的信號(hào)，在一條漏纜里會(huì)存在兩個(gè)不同的扇區(qū)。對于乘客來說，由于業(yè)務(wù)連續(xù)性不強(qiáng)，當(dāng)前設(shè)計(jì)可以滿足業(yè)務(wù)需求。但是對于車載業(yè)務(wù)來說，一條漏纜里有兩個(gè)扇區(qū)的信號(hào)，會(huì)造成切換頻繁，導(dǎo)致業(yè)務(wù)時(shí)延增加。部分區(qū)域由于切換失敗，導(dǎo)致車載終端駐留失敗。通過扇區(qū)合并，在不損失容量的情況下，減少列車終端的切換次數(shù)，可以極大程度提升業(yè)務(wù)感知，減少業(yè)務(wù)時(shí)延。

5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后，通過持續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)小區(qū)吞吐率的提升。同理，在城市軌道交通的5G業(yè)務(wù)中，每種業(yè)務(wù)定義的優(yōu)先級(jí)不同，在速率、時(shí)延上，都需做好業(yè)務(wù)保障。每種業(yè)務(wù)在使用過程中均會(huì)發(fā)生資源搶占，網(wǎng)絡(luò)切片方案在資源上做了一定的隔離。另外，針對相同切片中的不同業(yè)務(wù)，還可以采用兩種機(jī)制保障：采用最低速率（PMBR） 可確保單上網(wǎng)用戶級(jí)速率穩(wěn)定；采用保證比特速率（GBR） 可確保網(wǎng)絡(luò)級(jí)用戶速率穩(wěn)定。

8 城市軌道交通 5G 業(yè)務(wù)的可視化管理

為確保城市軌道交通5G公專網(wǎng)的高效運(yùn)營與運(yùn)維，避免5G公專網(wǎng)成為“黑匣子”，運(yùn)營商需要基于城市軌道交通行業(yè)對專網(wǎng)自管理的需求，提供業(yè)務(wù)可視化平臺(tái)。一方面，借助大規(guī)模數(shù)據(jù)采集技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5G公專網(wǎng)從終端、網(wǎng)元到業(yè)務(wù)應(yīng)用等多域、多類型數(shù)據(jù)的融合；另一方面，借助業(yè)界成熟的大數(shù)據(jù)可視化相關(guān)組件，在數(shù)據(jù)展現(xiàn)層，構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、體驗(yàn)良好的人機(jī)交互方式，包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)展示、圖表靈活操作、指標(biāo)定制、多屏協(xié)同等能力，實(shí)現(xiàn)豐富絢麗的數(shù)據(jù)表達(dá)與數(shù)據(jù)洞察。最終向城市軌道交通5G公專網(wǎng)運(yùn)營運(yùn)維人員展現(xiàn)一張數(shù)據(jù)融合、透明可視、體驗(yàn)便捷、運(yùn)營高效的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)到業(yè)務(wù)的全方位立體化可管、可控、可視，助力運(yùn)營運(yùn)維高效決策，保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定可靠。

城市軌道交通公專網(wǎng)的可視化，從底向上，包含終端設(shè)備可視化、端到端網(wǎng)絡(luò)可視化、業(yè)務(wù)質(zhì)量可視化以及網(wǎng)絡(luò)故障可視化。

（1）終端設(shè)備可視化。實(shí)現(xiàn)城市軌道交通公專網(wǎng)中各類終端的集中化納管、可視化連接，確保所有終端的屬性被完整描述，可視呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)終端資源與業(yè)務(wù)的映射。

（2）E2E網(wǎng)絡(luò)可視化。完整呈現(xiàn)城市軌道交通公專網(wǎng)中從終端、接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、邊緣節(jié)點(diǎn)、核心網(wǎng)以及應(yīng)用服務(wù)器等端到端的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的TOPO自動(dòng)生成，以及網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)。借助E2E網(wǎng)絡(luò)可視結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)管理人員可以了解當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，判斷和定位網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)有效的監(jiān)測和控制。

（3）業(yè)務(wù)質(zhì)量可視化。一方面可還原業(yè)務(wù)的邏輯拓?fù)渎窂剑沟妹總€(gè)業(yè)務(wù)流可獨(dú)立的呈現(xiàn)與分析，另一方面，將反應(yīng)業(yè)務(wù)體驗(yàn)的指標(biāo)進(jìn)行靈活呈現(xiàn)，使得業(yè)務(wù)的真實(shí)體驗(yàn)信息可感知可管理。一旦出現(xiàn)業(yè)務(wù)質(zhì)量的劣化，可快速被發(fā)現(xiàn)、跟蹤和定位。業(yè)務(wù)質(zhì)量可視，是軌道交通公專網(wǎng)業(yè)務(wù)SLA保障的基礎(chǔ)。

（4）網(wǎng)絡(luò)故障可視化。基于對端到端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的資源、告警、性能等信息的綜合采集與融合分析，提供城市軌道交通專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)故障可視能力，包括基于網(wǎng)絡(luò)TOPO的告警呈現(xiàn)、事件預(yù)警與分析、故障定界與定位、故障根因鉆取分析等能力，此外，還提供一鍵報(bào)障入口，讓網(wǎng)絡(luò)管理人員可快速將故障呈報(bào)到運(yùn)營商網(wǎng)維部門，快速響應(yīng)、協(xié)同定位并及時(shí)處理網(wǎng)絡(luò)故障。

9 結(jié)語

對于5G公專網(wǎng)的建設(shè)，還需要國內(nèi)更多城市軌道交通公司啟動(dòng)試點(diǎn)，互相貢獻(xiàn)知識(shí)、相互借鑒經(jīng)驗(yàn)，相互學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，才能推動(dòng)整個(gè)5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，最終確定針對城市軌道交通5G公專網(wǎng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。