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开往未来的列车|西部证券：轨交5G应用爆发性增长将至，5年规模增7倍，紧握4龙头( 二 )


1.2 5G显著提升轨交通信质量与效率
基于 4G 的 LTE-M 系统无法满足当前轨交通信需求 。 1）从现阶段应用的 LTE-M 系统实际运 行情况来看 ， 其使用的频段主要为 1785-1805MHz 频段 ， 且受地方频率资源应用限制 ， 城市 轨道交通通信网络宽带仅为 10MHz ， 同时为保证通信安全、可靠 ， 其上行通信最大吞吐量约 为 3.7Mbit/s ， 最小吞吐量约为 2.9Mbit/s；下行通信最大吞吐量约为 8.6Mbit/s ， 最小吞吐量约 为 6.0Mbit/s 。 但根据《城市轨道交通装备技术规范》相关要求 ， 城市轨道交通通信系统系承 载多项业务通信需求 ， 包括列车运行控制业务、PIS 视频业务、列车运行控制状况监测、共舞 电话业务、时钟通信业务、紧急稳健发布业务等 ， 且不同自动运行登记 ， 业务传输速率要求也 不同 。 而当前应用的 LTE-M 系统则无法满足各业务综合通信需求 ， 影响城市轨道交通通信服 务质量与效率；
2）城市轨道交通中 ， 为保证列车能够在特定时间间隔内进行规范、有效、不干扰运行 ， 一方面需要保证列车运行控制质量 ， 另一方面需要保证列车运行效率 。 在此过程中 ， 需要依托无线 通信进行最小追踪间距确定 。 在此过程中 ， 一旦出现通信延迟问题 ， 将降低追踪时间确定的准确性 ， 对列车运行可靠性、安全性产生不利影响 。 根据《城市轨道交通装备技术规范》 ， 城市轨道交通通信系统单项传输时延需控制在 2s 以内 ， 98%的时延不超过 1.5s 。 而基于 4G 通信 技术应用下的通信系统 ， 在 5M 宽带下的单路 CBTC 业务中 ， 端到端单漏缆最小时延为 11.5ms ，最大时延为 67ms ， 平均时延为 16.5ms 。
开往未来的列车|西部证券：轨交5G应用爆发性增长将至，5年规模增7倍，紧握4龙头5G 低时延、大宽带及大连接三大特性 ， 显著改善轨交通信质量及效率 。
1）低时延：应用 5G 通信技术 ， 能够将端到端时延缩短至 1ms 以内 ， 提高列车运行安全水平；
2）大宽带：应用 5G 技 术，可 以 将 通 信 网 络 频 谱 效 率 大 幅 提 升，可 将 上 行 平 均 通 信 速 率 提 升 至 18.4Mbit/s-37Mbit/s ， 下行平均通信速率提升至 41Mbit/s-84Mbit/s ， 从而满足城市轨道交通多 业务并行通信需求 ， 提升通信质量与效率；
3）大连接：相比于过去 2G、3G、4G 网络的连接 对象主要是人 ， 而 5G 在这一点有了本质的改变 ， 其连接对象更多的是物 。 从技术指标上来看 ，5G 的连接密度能够达到 100 万连接/平方公里 ， 以上海市为例 ， 上海面积 6340 平方公里 ， 如 果全面实现 5G 覆盖 ， 其可连接上网的人+物的数量将达到 63.3 亿 ， 真正实现万物广泛互联、 人机深度交互 。
开往未来的列车|西部证券：轨交5G应用爆发性增长将至，5年规模增7倍，紧握4龙头二、轨道交通结合5G三大应用 ， 前景广阔
2.1 5G-R替代GSM-R是大趋势
5G 技术替代 GSM 在铁路中的应用是行业趋势 。 GSM-R 无线通信技术是一种综合专用的铁路 数字化通信系统 ， 主要用在铁路发展的专用网络建设上 ， 提供列车的调度系统 ， 包括信号的交 换系统、基建的建设系统、信号的运行维护系统以及终端智能网络建设等 。 通过 GSM-R 系统 提供的组呼、组播、功能号码呼叫和紧急呼叫等业务 ， 可提高工作人员的通信效率；通过 GSM-R 系统对列控信号的承载能力 ， 可以满足列车高速运行中通信的需求 ， 从而提高铁路运营效率 。但随着智能调度以及视频监控等列车安全辅助系统的应用 ， 现有的技术已经无法满足高速铁路 通信的高速数据传输要求 ， 且现有方案不利于旅客的智能手机等智能便携设备接入专用移动网 络 。 当高铁运行时 ， 由于运动速度过快 ， 且 4G 系统频率较高 ， 时延较大 。 而 5G 凭借低时延、 大宽带、大连接的特性 ， 能够很好的满足当前高铁通信需求 ， 随着 5G 网络的加快建设 ， 5G 替代 GSM 系统在轨道交通领域的应用已是大势所趋 。


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