5G技术与现状：

5G的本质：三大性能、两大能力

能力一：网络切片

能力二：边缘计算

现有厂商的产品指标

5G轨道交通研发历程：

1、基于铁路一带一路走出去需要建立自主知识产权的下一代移动通信系统，铁总牵头立项 。

2、铁总科信部支持立项攻关5G毫米波相关的核心技术，研制产品装备。

3、5G毫米波项目经铁总验收专家组评议并实地参观试验场，同意课题结题验收。

4、毫米波通信设备

系统相关设备：

环行线实验基地测试场景设置（ 5G毫米波通信在中国国家铁道试验中心测试验证 ）
• 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，测试车速达到97km/h，物理场景如图所示。
• 环行线配套包括到机房的光纤，每200米有一个光纤接入点；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。

环行线实验基地测试方案部署：（百公里时速下的动态切换组网时间控制在微秒级）

       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。
       通过构建新的SDN交换机制，从切换点选择、链路层转发和服务质量保证三方面实现高效动态的切换网络。首先利用当前信号强度、预测信号强度、网络可用带宽、链路传输速率等网络参数候选判决切换点；其次利用链路层边通信边计算的同步化，确保将网络切换下沉至链路层完成；再者利用多路径传输协议维持链路切换过程中连接不中断，以提高网络切换性能。

环行线实验基地测试设备架设

环行线实验基地测试结论意见：
（ 铁总下一代通信主席蔺伟宣布本次测试各项性能指标均达到3GPP规定的5G要求 ）

温州 S1 线测试场景设置：（5G毫米波通信在温州的既有线上展开试运行测试）

       为满足城轨列车移动通信数据爆炸性增长的传输需要，以轨道交通的常规路线为基准，设计一套基于毫米波技术和
NFV/SDN的轨道交通行业应用的无线宽带通信系统，实现车地大容量数据的宽带低时延传输，为了提升乘客的互联网接
入的体验和增值服务，基于802.11AX技术车内无线宽接入，满足车内乘客同时无线宽带高质量接入，从而形成完整的5G
垂直行业应用的无线宽带通信系统。

温州 S1 线测试方案部署：（ 5G毫米波通信首次实现接入、承载与核心网纯无线方式的组网架构 ）
       部署测试平台，验证本项目测试形成的技术指标能够支持城市轨道交通对大带宽、大连接、高可靠、低时延的工程化场景应用要求，能够满足列车在高速运行状态下的全自动驾驶、车厢高清视频监控、全息化行车安全保障、智慧运维和乘客出
行服务等业务通信需求。

温州 S1 线测试设备架设

温州 S1 线测试结论意见

经第三方测试机构权威测评的5G专网轨道交通性能指标，为下一步5G专网应用奠定基础

项目5G专网关键技术创新
可综合体现本质的一种5G专网应用解决方案

高速公路5G专网应用方案
公路交通与轨道交通的信号覆盖空间相似性

高速公路5G专网应用方案
技术方案：
高清摄像头（物联网关） + 创新5G专网（SDN/NFV）+ 毫米波（主干网）
• 高清摄像头实现监控引导
• 物联网实现策略引导
• 专网实现灵活组网
• 毫米波实现高带宽、大连接、高可靠、低时延远程传输

高速公路 5G 专网应用——系统架构

高速公路 5G 专网应用——基础设备组成：

1、实时车辆瞬态速度检测：

指标要求：流量密度480Gbit/s/km², 延时1ms
检测方案：
• 通过高清摄像头进行毫秒级分帧图像检测；
• 通过连续的3帧图像进行融合；
• 对生成的融合图像进行位置差计算位移（相对距离转换）；
• 通过位移计算及移动所需时间计算车辆瞬态速度。

2、交通事故远程无介入数字取证判定
远程违章事故判定
指标要求：流量密度480Gbit/s/km², 延时1ms
远程判定过程：
• 违章事件触发的取证和抓拍；
• 通过高清摄像头进行高分辨深度检测，抓拍精细的道路状态；
• 通过毫米波系统进行高带宽、高可靠传输；
• 通过远程细粒度分析对事故进行判定。

全景摄像机与高速摄像机抓拍联动（大连接、高带宽、低时延）
指标要求：流量密度480Gbit/s/km², 延时1ms
联动过程：
• 通过全景超高清摄像机实现路段全景监测，对移动目标、拥堵、事故、路面异常等情况进行识别、检测、定位、跟踪；
• 通过5G专网系统将相关检测与定位信息传给类脑大数据分析平台进行车辆速度、车辆位置、路面情况、拥堵情况、事故情况等指标数据的计算；
• 类脑大数据分析平台通过分析处理找出异常车辆或交通事故车辆后，联动控制高速抓拍摄像机进行高速高清晰抓拍取证；
• 类脑大数据分析平台将事故分析结果及抓拍证据形成卷宗，提交给相关部门进行处理。

首先，在前端路面的龙门架上部署全景高清摄像机、高清抓拍摄像机和5G高速交换机。同时在龙门架上部署5G专网传输基
站，和部署在大数据分析中心的5G专网传输基站或者是附近的接入点建立无线连接。
• 在大数据分析中心部署5G高速交换机和大算力分析平台，通过光纤连接5G专网传输基站，大算力分析平台对前方传回来的高清视频进行分析，找出异常车辆或交通事故后，发出控制指令，协同控制高清抓拍摄像机对违法车辆进行抓拍取证。
• 类脑大数据分析平台自动将事故照片形成电子卷宗，提交给相关部门进行处理。

5G专网路侧基站安装图

3、公路综合管、养应用（节假日拥堵、上下班高峰等实时监测）
指标要求：时延小于10-100ms, 带宽4-28Gbit/s
诊断方案：
• 利用高清摄像头采集实时路面交通状态信息数据；
• 通过物联网+毫米波通信实现路面交通状态信息的高带宽、高可靠实时传输；
• 远程管控中心接受数据，根据路面交通状态进行流量等计算，判断拥堵情况，及时发出引导管控指令；
• 路侧基站可选方式：移动安装架；车载安装；路侧立杆安装。

4、路面质量远程监测与诊断
指标要求：时延小于10-100ms, 带宽4-28Gbit/s
诊断方案：
• 利用高清摄像头采集实时路面状态信息数据；
• 通过物联网+毫米波通信实现路面状态信息的高带宽、高可靠实时传输；
• 远程管控中心接受数据，根据路面质量标准实时分析诊断路面质量；
• 路侧基站可选方式：一、移动安装架；二、车载安装；三、路侧立杆安装。

5、自动化智能化远程管、养机械操纵（高可靠、低延时）大型机械的远程遥控作业需求：
• 随着各类高级作业车辆的使用，对紧密操作的要求越来越高，现场工人明显不能满足需求；
• 随着各类精密检测仪器的使用，各类专业检测工程师迫切希望实现远程操控；
• 环境恶劣的工地现场不适合人工操作；
• 高可靠、低延时的5G专网通信为远程机械设备的操控提供了可能。

指标要求：时延小于1ms,带宽4-28Gbit/s，可靠性99.999%
操纵方案：
• 在现有的养护机械中嵌入远程控制模块；
• 通过高清摄像头+物联网+5G通信形式，实现全方位状态数据采集和实时传输；
• 远程控制中心接收数据，实时指挥和操纵现场管、养机械设备进行自动化工作；
• 移动基站可选方式：移动安装架、车载安装、路侧立杆安装。

6、自动化智能化远程管、养机械操纵（高可靠、低延时）
首先，在道路养护作业路面灯杆上安装5G专网传输基站，通过5G无线通信的方式与远程控制中心或者附近的接入点的5G专网
传输基站联通。

• 同时在道路养护作业路面灯杆上安装5G专网覆盖基站，实现对道路养护作业面上的5G专网信号覆盖；
• 作业车辆上车头车尾均安装5G专网车载基站，与地面的5G专网覆盖基站联通；
• 工程师在远程控制中心可通过部署在车辆上的多路高清图像和传感控制系统远程操控设备作业。一个工程师可远程操控多台作业设备。


5G车联网服务运维：
主动式按需自组网

       通过软件定义的SDI管控平台，执行通信请求发送和验证握手，链路生成，业务维持等服务。具有灵活和按需的全局统一的网络资源调度和分配，实现按需组网等功能。
       离线主动采集和在线管控结合的网络扩展支持移动终端设备在自组网APP和SDI控制代理的协同下，在设备处于离线状态时主动搜集周边信息，如AP、STA状态信息等，一旦连接网络可立即上报相关信息到SDI汇总、节点去重、优化管控等。
       海量业务承载通过SDI管控平台的统一链路生成和业务维持功能，支持多种海量业务的承载和传输，能够支持5G专网的连接和业务承载，可应用于5G车联网服务运维。