深圳市地方标准-5G智慧港口网络建设规范

ICS33.040.40 CCSM57 DB4403 深圳市地方标准 DB4403/T442—2024 5G智慧港口网络建设规范 5Gsmartportnetworkconstructionspecification 2024-04-22发布2024-05-01实施 深圳市市场监督管理局发布 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 5.1.15G网络架构2 5.1.25G接入终端2 5.1.35G无线网2 5.1.45G承载网3 5.1.55G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 5.4.15G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 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 7.15G专网验收及运维8 7.1.15G专网验收指标8 7.1.25G专网运维方案9 7.25G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 前言 本文件按照GB/T1.1—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。 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/T14406通用门式起重机 GB/T14783轮胎式集装箱门式起重机 GB/T19683轨道式集装箱门式起重机 YD/T3627—20195G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/T3929—20215G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)YD5003—2014通信建筑工程设计规范 3术语和定义 GB/T14406、GB/T14783、GB/T19683、YD/T3627—2019、YD/T3929—2021、YD5003—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programmablelogicalcontroller 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（ActiveAntennaUnit） AGV：自动导引运输车（AutomatedGuidedVehicle）BBU：基带处理单元（BuildingBasebandUnit） BFD：双向转发检测（BidirectionalForwardingDetection）CPE：客户前置设备（CustomerPremiseEquipment） DNN：数据网络名称（DataNetworkName）DPI：深度报文检测（DeepPacketInspection） IBLER：初始误块率（InitialBlockErrorRate）IGV：智慧型引导运输车（IntelligentGuidedVehicle） IMSI：国际移动用户识别码（InternationalMobileSubscriberIdentificationNumber）MAC：媒体存取控制（MediaAccessControl） MU-MIMO：多用户-多输入多输出（Multi-User-Multiple-InputMultiple-Output）PLC：可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController） RAN：无线接入网（RadioAccessNetwork）RB：资源块（ResourceBlock） SIM：用户身份识别卡（subscriberidentitymodule） S-NSSAI：单个网络切片选择辅助信息(SingleNetworkSliceSelectionAssistanceInformation)TAI：跟踪区标识（TrackingAreaidentity） UPF：用户平面功能（UserPlaneFunction） 5G：第五代移动通信技术（5thGenerationMobileCommunicationTechnology）5GC：5G核心网（5GCore） 5QI：5GQoS标识符（5GQoSIdentifier） 5专网解决方案 5.1网络总体架构 5.1.15G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 5.1.25G接入终端 5GCPE、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。 5.1.35G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 过微站进行局部扩容及补盲。 5.1.45G承载网 用于5G基站数据回传，含接入及骨干传输网络。 5.1.55G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64TRAAU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30ms。 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。 图2双发选收示意图 5.4网络高可靠方案 5.4.15G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35G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CPE链路回传，应用侧视频秒级卡顿后恢复正常。 5.4.3基站高可靠 5G专网基站的高可靠性应具备以下能力： a)主控和基带等关键单板采用1+1备份方案，业务支持分钟级倒换； b)部署多频网络实现5G无线网主备功能。 5.4.4承载高可靠 5G承载网应从以下两个方面提供可靠性： a)AAU至BBU采用板内双光纤负荷分担方案，双路由负荷分担传输用户面数据，单链路带宽满足 小区的网络需求。一条链路传输操控维护数据，当传输操控维护数据的端口或链路故障时，操控维护数据能够使用另一条链路，避免单端口、单链路故障造成业务中断； b)BBU至传输设备采用双路由主备加固方案，当其中一条链路、端口或单板故障时，业务能够使用另一条链路。 5.4.5核心网高可靠 5.4.5.1核心网控制面轻量级下沉-应急容灾方案 在港区内用户面UPF基础上内置增加“本地应急控制面”服务，提供应急用户签约数据，应急用户移动性管理，应急用户会话管理功能。与中心公网的控制面形成主备关系，当港区用户面UPF与大网5GC之间故障失联时，通过内置的“本地应急控制面”服务提供应急容灾能力，保障港区已接入的稳态业务不掉线，惯性运行，并支持用户重新接入。 5.4.5.2用户面UPF容灾方案 港口内部可部署两台或以上UPF，支持负荷分担或主备模式，包括同局址容灾（同机房）、异局址容灾，因同局址网元级容灾出现“局房级”故障时存在业务中断风险，推荐异局址（不同机房）容灾。 5.5网络切片方案 港口内不同业务配置独立专用切片DNN加以隔离，专网SIM卡绑定配置高优先级5QI，特殊场景可考虑特定5QI或RB资源预留等方案。 5.6网络安全方案 5.6.1终端安全管理 为防御终端身份盗用、伪造等威胁，5G终端接入网络时安全管理要求如下： a)主认证：5G终端与5G网络应进行双向鉴权和加密； b)机卡绑定认证：应具备5G终端MAC地址与SIM卡绑定的功能； c)终端和小区绑定：在5GC分别配置IMSI和TAI列表与港区切片S-NSSAI对应关系，实现仅合法终端能够接入5G专网，且合法终端无法接入5G专网之外的其他网络，形成电子围栏。 5.6.2业务安全隔