5G 技术在轨道交通领域的应用

1 引言

第五代移动通信技术（5G）是具有高带宽、高速率、高稳定性、低延迟等特点的新一代宽带移动通信技术，是移动通信技术的巨大飞跃。其传输速率高达每秒1  GB（图1），反应速度与人的神经系统一样快（只需数毫秒），而且其高带宽允许同时接入海量设备，因此未来利用5G技术访问互联网的传感器、机器和人员数量将快速增长。此外，5G技术可通过网络切片功能（图2）区分不同的应用场景，并针对相应的应用场景调整网络的传输功率，因此可比4G技术更好地适应垂直市场的需求，如工厂自动化、移动解决方案等。总而言之，5G技术可集成以前只能通过某种特定专业方法实现的所有功能，这种多功能性使其成为一种可取代现有无线解决方案的技术。目前，5G技术已逐步应用到轨道交通领域，对其发展发挥着日益重要的推进作用。

图1 无线移动通信网络的发展演进

图2 5G网络切片功能的应用

2 可用的 5G 终端设备及网络

2.1 终端设备

目前，随着5G芯片组的逐步商用，越来越多支持5G技术的智能手机及工业终端设备得以发布并推向市场（图3）。这为5G技术在各领域的推广应用奠定了基础。

图3 西门子商用5G路由器

2.2 网络

目前，5G网络的组网模式有非独立组网（NSA）和独立组网（SA）2种。NSA模式是通过将无线移动通信网络的空中接口从4G升级到5G，使5G基站接入4G核心网。这意味着虽然无线移动通信网络接口已经升级到5G标准，但是数据仍然通过现有的4G核心网进行路由。SA模式中，5G网络是完全独立建设的，其核心网、基站等设施全部采用5G技术，相比NSA模式，其技术更成熟，数据传输速率更高，投资成本更低，建设耗时更短。……