矿用5G网络切片技术研究
孟庆勇
姜玉峰
李晨鑫
张立亚
煤炭科学技术研究院有限公司,北京 100013;煤矿应急避险技术装备工程研究中心,北京 100013;北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京 100013
摘要：网络切片是 5G网络的一项重要技术,现有矿用 5G研究主要集中于系统架构及应用场景,缺乏对切片技术具体实现方案的研究.针对该问题,通过分析矿用 5G网络的基本结构及智能矿山的应用需求,提出利用FlexE的通道化功能实现传输网的资源分配及业务隔离,从而在同一网络基础设施上构建多个按需定制的专用逻辑网络,即网络切片.根据当前矿用信息通信系统及智能矿山应用情况,提出矿用 5G网络基础切片划分+基于带宽权重的传输资源分配方法,将网络划分为低时延业务、大带宽业务、工业环网业务、特定业务(无人化协同控制)及预留业务 5 类切片,并通过进一步的虚拟专用网(VPN)划分方法,设计差异化的带宽权重,以确保充足的传输资源,避免信道拥塞.根据不同业务对时延、带宽的要求,定义具体的 5G QoS标志符(5QI),并根据 5QI进行业务映射及隔离,为各类业务提供所需的服务级别.在实验室条件下,对矿用 5G网络系统的业务调度时间和端到端时延 2项指标进行测试,结果表明:网络切片与传统的尽力而为服务模型相比,能够实现更加高效的业务调度,在高负载的场景下,平均调度时间减少了 10.9%;在同一业务切片内,矿用 5G网络的平均端到端时延为10.33 ms,为无人化协同控制等业务的实施提供了必要条件.
关键词：智能矿山矿用5G网络网络切片切片分类切片带宽权重业务映射业务调度时间端到端时延
分类号：TD655(矿山电工)
资助基金：天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2023-TD-ZD005-001)天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2022-2-TD-ZD001)
论文发表日期：2023-06-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 168-174 )
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