【标准】5G智慧港口网络建设规范

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ICS 33.040.40 CCS M 57 DB4403 深 圳 市 地 方 标 准 DB4403/T 442—2024 5G 智慧港口网络建设规范 5G smart port network construction specification 深圳市市场监督管理局 发 布 2024-04-22 发布 2024-05-01 实施 DB4403/T 442—2024 I 目 次 前言 ..................................................................................... III 1 范围 .................................................................................... 1 2 规范性引用文件 .......................................................................... 1 3 术语和定义 .............................................................................. 1 4 缩略语 .................................................................................. 1 5 专网解决方案 ............................................................................ 2 5.1 网络总体架构 .........................................................................2 5.1.1 5G 网络架构 ......................................................................2 5.1.2 5G 接入终端 ......................................................................2 5.1.3 5G 无线网 ........................................................................2 5.1.4 5G 承载网 ........................................................................3 5.1.5 5G 核心网 ........................................................................3 5.2 上行大带宽方案 .......................................................................3 5.2.1 多用户大容量带宽要求 ............................................................ 3 5.2.2 网络上行大带宽方案 .............................................................. 3 5.3 稳定低时延方案 .......................................................................3 5.3.1 港口数据传输时延要求 ............................................................ 3 5.3.2 稳定低时延方案 .................................................................. 3 5.4 网络高可靠方案 .......................................................................4 5.4.1 5G 专网高可靠概述 ................................................................4 5.4.2 终端高可靠 ...................................................................... 4 5.4.3 基站高可靠 ...................................................................... 4 5.4.4 承载高可靠 ...................................................................... 4 5.4.5 核心网高可靠 .................................................................... 5 5.5 网络切片方案 .........................................................................5 5.6 网络安全方案 .........................................................................5 5.6.1 终端安全管理 .................................................................... 5 5.6.2 业务安全隔离 .................................................................... 5 5.6.3 整体安全隔离 .................................................................... 5 6 专网规划与建设 .......................................................................... 6 6.1 基础设施规划 .........................................................................6 DB4403/T 442—2024 II 6.2 基础组网规划 .........................................................................6 6.2.1 设计要求 ........................................................................ 6 6.2.2 覆盖规划 ........................................................................ 6 6.2.3 容量规划 ........................................................................ 6 6.2.4 网络仿真 ........................................................................ 7 6.3 站点部署原则 .........................................................................8 6.4 终端部署原则 .........................................................................8 6.5 基础设施建设 .........................................................................8 7 专网验收与运维 .......................................................................... 8 7.1 5G 专网验收及运维 .................................................................... 8 7.1.1 5G 专网验收指标 ..................................................................8 7.1.2 5G 专网运维方案 ..................................................................9 7.2 5G 专网自运维平台 ................................................................... 10 7.2.1 平台概述 ....................................................................... 10 7.2.2 平台架构 ....................................................................... 10 7.2.3 平台功能 ....................................................................... 11 7.2.4 平台验收 ....................................................................... 12 附录 A（规范性） 港口业务需求调研表 ....................................................... 13 DB4403/T 442—2024 III 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件由深圳市工业和信息化局提出并归口。 本文件起草单位：招商局港口集团股份有限公司、招商局国际科技有限公司、深圳海星港口发展有 限公司、中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司、华为技术有限公司、深圳信息通信研究院、深圳 港口协会、深圳港集团有限公司、盐田国际集装箱码头有限公司、深圳大铲湾现代港口发展有限公司。 本文件主要起草人：王秀峰、徐颂、李玉彬、刘彬、汪沛、刘欣、郭明杰、王小杰、卢赞新、林敏、 尹鹏、张昊、郑华先、刘清泉、王海滨、宋恒、韩伟超、彭海燕、王毅、计大伟、孙羽、施超、瞿水华、 陈珍、吴迪、汪炼、高恒、詹忠、汪达仕、李尧、杨子安、刘文。 DB4403/T 442—2024 1 5G 智慧港口网络建设规范 1 范围 本文件规定了 5G 智慧港口专网解决方案、5G 智慧港口专网规划与建设、5G 智慧港口专网验收与运 维，并根据港口业务需求提供了需求调研表。 本文件适用于基于 5G 网络建设的集装箱智慧港口。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本 文件。 GB/T 14406 通用门式起重机 GB/T 14783 轮胎式集装箱门式起重机 GB/T 19683 轨道式集装箱门式起重机 YD/T 3627—2019 5G 数字蜂窝移动通信网 增强移动宽带终端设备技术要求(第一阶段) YD/T 3929—2021 5G 数字蜂窝移动通信网 6GHz 以下频段基站设备技术要求(第一阶段) YD 5003—2014 通信建筑工程设计规范 3 术语和定义 GB/T 14406、GB/T 14783、GB/T 19683、YD/T 3627—2019、YD/T 3929—2021、YD 5003—2014 中 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 可编程逻辑控制器 programmable logical controller 应用于港口场桥、岸桥、远控台，通过 I/O 和通信技术，完成设备控制的控制器。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AAU：有源天线单元（Active Antenna Unit） AGV：自动导引运输车（Automated Guided Vehicle） BBU：基带处理单元（Building Base band Unit） BFD：双向转发检测（Bidirectional Forwarding Detection） CPE：客户前置设备（Customer Premise Equipment） DNN：数据网络名称（Data Network Name） DPI：深度报文检测（Deep Packet Inspection） IBLER：初始误块率（Initial Block Error Rate） IGV：智慧型引导运输车（Intelligent Guided Vehicle） IMSI：国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identification Number） MAC：媒体存取控制（Media Access Control） DB4403/T 442—2024 2 MU-MIMO：多用户-多输入多输出（Multi-User-Multiple-Input Multiple-Output） PLC：可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller） RAN：无线接入网（Radio Access Network） RB：资源块（Resource Block ） SIM：用户身份识别卡（subscriber identity module） S-NSSAI：单个网络切片选择辅助信息(Single Network Slice Selection Assistance Information) TAI：跟踪区标识（Tracking Area identity） UPF：用户平面功能（User Plane Function） 5G：第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology） 5GC：5G 核心网（5G Core） 5QI：5G QoS 标识符（5G QoS Identifier） 5 专网解决方案 5.1 网络总体架构 5.1.1 5G 网络架构 5G 智慧港口业务以场桥/岸桥远控、水平运输（无人集卡、AGV、IGV 等）、智能理货、智能巡检、 视频监控、海关远程检疫等为主，属于高清视频回传和 PLC 远控的场景，智慧港口的典型 5G 网络架构 如图 1 所示。 图 1 智慧港口的典型 5G 网络架构参考图 5.1.2 5G 接入终端 5G CPE、摄像头、水平运输设备、5G 网联无人机、巡检机器人、单兵设备、平板终端等可接入 5G 网络的设备终端。5G 接入终端应具有防腐蚀、防水、防盐雾功能，满足港口环境要求。 5.1.3 5G 无线网 为满足场桥/岸桥远控、无人集卡、智能理货、巡检/视频监控、海关 5G 远程智能检疫设备、海关 单兵设备等业务接入 5G 网络的需求，应针对港口区域、海关查验区、外贸船舶停靠区域(不含船舱内部 和海域覆盖)提供 5G 信号覆盖。5G 专网基站站型以传统宏站为主，在覆盖或容量不足的情况下，可通 DB4403/T 442—2024 3 过微站进行局部扩容及补盲。 5.1.4 5G 承载网 用于 5G 基站数据回传，含接入及骨干传输网络。 5.1.5 5G 核心网 包含用户面 UPF 和控制面 5GC，其中用户面 UPF 下沉部署至港区机房，满足港口数据转发不出港区 的要求，港区机房应提供相关配套机柜、市电、光纤接入与传输设备。控制面 5GC，提供用户接入管理 功能。 5.2 上行大带宽方案 5.2.1 多用户大容量带宽要求 港口场桥/岸桥远控、无人驾驶内集卡、智能理货、海关 5G 远程智能检疫、海关单兵应用等需要大 量摄像头视频回传，5G 网络应具备上行高带宽的能力。 5.2.2 网络上行大带宽方案 网络上行大带宽方案分为以下三种： a) 港口 5G 基站宜采用 64TR AAU 部署，并开启 MU-MIMO 能力，部分弱覆盖场景可采用杆微站补充； b) 可通过频段叠加方式，即多频组网，增加网络容量； c) 覆盖边缘无法满足单终端上行大带宽需求时，可采用超级上行技术、载波聚合技术增强覆盖边 缘终端的速率。 5.3 稳定低时延方案 5.3.1 港口数据传输时延要求 综合考虑场桥/岸桥远控、5G 无人驾驶内集卡及智能理货视频信号的时延要求，保障体验效果，数 据传输往返平均时延应小于 30 ms。 5.3.2 稳定低时延方案 方案应从以下三个方面考虑： a) 核心网 UPF 网元下沉：UPF 下沉至港区，缩短数据传输路径，降低数据传输时延； b) 空口预调度：开启空口 5QI 预调度等特性功能，缩短数据在无线空口传输时间；优化 IBLER 等参数，通过减少误码和重传，降低时延抖动； c) 终端双发选收：如图 2 所示，接入侧及核心侧部署路由器，具备双发选收能力，双 CPE 组网构 成空口双链路传输。发送端路由器对数据包进行复制，并通过两个不同的 CPE 进行发送，实现 冗余传输，接收端路由器根据“先到先用”原则接收数据包，过滤突发大抖动，保障低时延传 输的稳定性。 DB4403/T 442—2024 4 图 2 双发选收示意图 5.4 网络高可靠方案 5.4.1 5G 专网高可靠概述 港口场景场桥/岸桥、无人集卡等远控报文和视频数据的回传网络应具备高可靠性，可根据项目实 际情况选择相应可靠性方案，如图 3 所示，5G 专网高可靠方案包含终端、基站、承载、核心网端到端 四个部分。 图 3 5G 专网高可靠方案架构参考图 5.4.2 终端高可靠 终端高可靠包括了双发选收和双 CPE 主备组合方案，共用一套组网方案和终端设备，通过在路由器 上不同配置实现，具体如下： a) 双发选收：针对小包数据稳定可靠传输需求，部署双发选收方案。接入端路由器对信号进行包 复制、双链路传输，核心侧路由器择优选用，以保证在一条无线链路完全中断情况下，信号传 输正常业务不中断； b) 双 CPE 主备：针对视频回传业务大带宽、高可靠需求，通过在接入路由器上配置双活主备路由， 利用 BFD 检测机制触发倒换，当主用 CPE 链路中断时，视频信号将切换至备用 CP