中兴通讯5G-R核心网，助力数字铁路高质量发展

        自2019年中国正式启动商用部署，5G已经渗透到经济社会的各行业各领域，成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。铁路作为国家重要的交通基础设施，对通信技术的要求极高。5G-R（5G-Railway）是基于5G技术的铁路新一代移动通信系统，具备超大带宽、超低时延、海量连接的特点，必然为铁路通信网络带来革命性的变化。

        5G-R核心网是5G-R系统的中枢，承载无线调度通信、列车运行控制、行车指挥、运营维护信息传送等多种关键业务。围绕未来铁路通信智能化方向，以“六可”（可视、可管、可控、可测、可靠、可信）为发展目标，建设一张自主可控、高质量的5G-R核心网，是铁路新一代移动通信系统演进的关键。

5G-R核心网网络架构

        2023年12月，中国国家铁路集团有限公司（以下简称“国铁集团”）正式印发《铁路5G专用移动通信（5G-R）系统5GC设备暂行技术条件》等9项标准性技术文件，其中5GC（5G core network）设备暂行技术条件中详细描述了5GC设备架构和组成、5GC基本功能要求、容灾备份、组网等技术要求，为5G-R核心网的试验验证和规模商用提供技术保障。

        5G-R核心网分为路局设备和全路共用设备两级架构，其中路局核心网设备包括5GC设备、MC设备、二级DNS、RADIUS和位置服务设备（可选），全路共用核心网设备包括5G-EIR、5G-IN、一级NRF、一级SCP/IP STP、一级DNS和SMSC。路局设备和全路共用设备都采用双DC容灾备份组网保障网络可靠性。对于大带宽或低时延类的铁路应用业务，可靠近业务侧设置边缘计算节点设备。

        5GC设备遵循3GPP协议标准，采用服务化架构（service based architecture，SBA），包含AMF、SMF/I-SMF、PCF、二级NRF、UDM、AUSF、NSSF、SMSF、UPF/I-UPF、CHF和二级SCP等网络功能。

中兴通讯5G-R核心网产品及解决方案

        中兴通讯5G-R核心网产品匹配智能铁路“六可”总体发展目标，在架构、功能、性能上完全遵循铁路5G-R系统总体技术要求和5GC设备暂行技术条件，支持5GC按路局和全路共用设备两级架构部署、异址双DC容灾、边缘节点按需下沉、运维能力智能开放，构建具备内生安全能力的5G-R核心网，为新型数字铁路的数据、语音、视频业务提供5G网络承载。

        中兴5G-R核心网产品在云化架构、可靠容灾、安全可控、智能运维四个方面引入全新设计和创新方案，为未来铁路业务蓬勃发展提供新型基础设施，全面助力铁路无线专网向新一代移动通信系统升级演进（见图1）。

云化架构

        中兴通讯5G-R核心网产品采用成熟的NFV（network functions virtualization，网络功能虚拟化）架构、微服务化组件设计，运行于电信级双核云平台之上，统一云资源池部署，为新一代铁路专用通信系统提供弹性可伸缩的虚拟化网络。

        中兴通讯虚拟化网元遵循3GPP Release16协议标准，控制面网元和用户面网元在部署时可分可合。和信令处理相关的控制面网元集中部署在路局，提供高并发处理能力和持续扩容能力；和铁路应用相关的用户面网元可按需集中部署在路局或就近部署至铁路边缘数据中心，并可通过创新软硬件流量加速技术，为新型铁路业务提供高带宽、低时延的网络服务。

可靠容灾

        铁路无线专网具有极高可靠容灾要求，中兴通讯5G-R核心网设备从硬件到软件，从组件到网元提供了多级多维度的高可靠技术创新，满足铁路长期稳定运行和容灾需求。

        - 高可靠云资源池：资源冗余机制防止软硬件故障时影响业务，双网双平面保证组网可靠，分布式存储提供数据多副本安全；

        - 网元级容灾防护：通过网元Pool或AMF SET机制实现网元级或设备级的异地容灾，信令风暴抑制功能抵御64+倍网络信令冲击，网元旁路功能提供极端故障场景下业务降质可用。

        针对核心网重大变更操作，例如数据中心容灾倒换、设备版本升级等，引入操作自动化流水线和操作看板功能，导航式自动执行操作步骤，通过易用的大屏监控网络运行情况，降低工程操作风险和提高操作效率。

安全可控

        为保障铁路通信系统的供应链安全，中兴通讯5G-R核心网支持国产化服务器，在关键软硬件方面实现自主可控，确保专网产品长期可持续供应和维护。

        中兴通讯致力于提供多层次、立体化的内生安全防护方案，在基础设施层、网络功能层、业务数据层、运维管理层都提供了可扩展、可编排的差异化安全能力，构筑高安全等级的5G-R核心网。

智能运维

        云资源池的运维管理是云化核心网设备的重点和难点，中兴通讯提供强大的网络编排管理功能，对核心网资源进行智能统一的监控、配置、弹性缩扩容，极大降低NFV引入后的运维难度，有效提升运维效率。

        在故障场景下，中兴通讯核心网提供多维度智能运维能力，通过多层次故障检测和预测手段（例如关键性能指标/告警/健康套件）、故障根因分析、跨层故障联动等方案，帮助铁路运维人员精准定界定位并快速解决故障。

中兴通讯5G-R核心网依托于国内运营商公网5G核心网的大规模商用部署经验和优势，提供从网络设计、硬件安装、网元部署、数据配置、安全加固到业务测试等一站式的商用交付流程，借助于成熟的端到端交付工具，实现核心网上线前的“质量自控零隐患”，为国铁集团交付高质量商用网络提供全流程保证。

        作为全球领先的综合通信信息解决方案提供商，中兴通讯核心网产品服务于全球100多家运营商和500多个行业客户，拥有丰富和领先的5G规模商用经验。在5G-R市场，中兴通讯积极参与铁路5G-R技术规范的编制和实验室测试工作，凭借其深厚的技术积累和丰富的实践经验，加速5G-R技术成熟。中兴通讯5G-R核心网设备全面匹配并满足国铁集团技术规范和长期演进需求，持续助力数字铁路高质量发展。