行業關注
Industry Focus

數字城軌LTE-M解決方案

  現有城軌車(chē)地無線網絡的三大(dà舞明)主要問題:

  當前城市軌道交通中(zhōng)的行車(chē)指分大揮、列車(chē)控制、乘客資(zī)訊、列車(這自chē)視頻(pín)監控、集群、車(chē)載維護系統等業務都需借光很助車(chē)地無線通信網絡。這些車(chē)地無線通信網絡分(fē音你n)别隸屬于CBTC(基于通信的列車(chē)控制系錢師統),PIS/列車(chē)視頻(pín)監控,列車(chē)無線調度通信理冷系統,并由通信、信号兩個專業設計、施工(gō輛為ng)及建成投産。

  在國内各城市軌道交通線路中(zhōng),由于用戶需求的發展和技術水平的限放腦制,通信、信号專業隻能通過窄帶無線或公共頻(子愛pín)段獨立組網,解決各自專業運營管理急需的車(chē去做)地通信傳輸需求。這種情況下(xià)車(chē)地無線影友網絡存在較多的問題。

  公共頻(pín)段易幹擾,導緻非預期停車(chē)頻(pín)發和直影笑播視頻(pín)質量低

  CBTC、PIS車(chē)地無線網絡主流使用2.4G WLAN腦和覆蓋,2.4G頻(pín)段為ISM(工(gōng)業路的、科學、醫療)共用頻(pín)段 ,廣泛用于民用/商(shāng)業/工(g愛個ōng)業的WLAN AP、醫療微波儀器等設備。CBTC、PIS車(chē)地理雜無線因其開(kāi)放(fàng)頻(pín)段,不可避免的受音場到軌道周圍的外(wài)部2.4G系統幹喝費擾。

  隧道設備多維護量大(dà),運維效率低

  當前城軌車(chē)地無線一(yī)般建設3張WLAN網絡,現狀如下(x暗話ià):

  CBTC采用兩張獨立的WLAN網絡滿足信号業務雙河黃發選收的高可靠承載PIS采用一(yī)張獨立建設的W線海LAN網絡承載直播視頻(pín)業務以及車(chē)載視頻(p和身ín)回傳業務集群調度業務單獨部署一(yī)什站張網,基于Tetra技術。

  城市軌道交通線路主要為地下(xià)隧道區段,朋車車(chē)站與車(chē)站之間的站間距典型值為1公裡至1銀務.2公裡,單網200米部署一(yī)個A讀樹P, 兩站區間隧道總共需要部署15至18個AP(CBTC討雪+PIS 3網)。

  城軌在運營期間不允許維修人員(yuán)進入隧道内維修,故障發生(shē愛鐘ng)時不能及時定位修複,維護人員(yuán)需要在淩晨窗拿喝口期下(xià)隧道檢修定位,導緻故障修複周期加長,據業界統計一(yī商志)個問題解決需要2-3天。

  小(xiǎo)區覆蓋短,切換次數多,高速下老歌(xià)切換成功率低

  既有的WIFI網絡開(kāi)放(fàng)頻(pí兒話n)段,2.4G或5G,發射功率<200mW,隧道海低内單AP有效覆蓋距離(lí)隻有約200米,列車(chē)拍師高速行駛(80 KM/H)時,  校飛每10秒鐘切換一(yī)次, 切換頻(pín)繁,總切換失敗次數增多。黃木切換失敗丢包嚴重,易造成PIS圖像靜止,無聲音。列車(chē)非預期停車(ch水如ē)。

  LTE-M方案總體(tǐ)設計

  本方案設計一(yī)張車(chē)地無線寬帶網絡,統一(yī)承載車亮化(chē)地間CBTC、PIS、列車(chē)CCTV、集群業務、TCMS業金就務 , 實現大(dà)帶寬高移動性車(chē)地無議問線傳輸。方案設計必須滿足先進性、高可靠性、易維護性等要求,需遵循光唱的設計原則如下(xià):

  1)先進性:采用先進的4G LTE技術來實現理子“一(yī)網”,符合行業無線通信發展趨勢。LTE是當前公認的移草路動通信主流技術。标準完善、公開(kāi)、統一(y老腦ī),産業鍊完備。LTE技術在全球運營商(shāng)網絡中(z地文hōng)經過廣泛驗證,在20MHz頻(pín)譜帶寬能夠提供下(吧在xià)行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率,能支持350照南km/h高速移動,适合地鐵大(dà)帶寬的特征需求,且滿足未來5-10人見年業務演進要求。

  2)高可靠性:要确保無線通信的可靠穩定。無線網絡業務承載中(zhōng影公),尤其CBTC系統和集群業務對可靠性要求很高,需要通過各種冗餘手段來影離保證高可靠性。在方案設計時要從各個層面充分(fēn)考小河慮冗餘性, 包括:系統級冗餘、設備級冗餘、單闆級冗餘,問腦不能因為單點故障,導緻通信功能不可用。

  3)易維護:通過各業務無線網絡融合,減少南是軌旁設備數量;通過漏纜方式覆蓋,增大(dà)隧道複雜(懂到zá)環境覆蓋距離(lí),盡可能減少隧道裡部署的設備數量,術船減輕維護工(gōng)作量。

  4)多業務統一(yī)承載:不同業務的QoS不同, 對網絡的要筆金求也不同。應對不同業務(安全與非安全)應劃分(f舞些ēn)Qos優先級,CBTC業務優先級最高,爸嗎 多個業務之間要能夠保證邏輯隔離(lí)。

  本方案設計一(yī)張基于LTE技術的城市軌道交通車(chē)地無線寬帶網會刀絡LTE-M,統一(yī)承載CBTC、PIS、列車(chē)CCTV、集煙錢群、TCMS。

  方案的整體(tǐ)邏輯架構如下(xià):

  

  方案從邏輯上可以分(fēn)為三個部分(fēn道木):核心網、無線接入、車(chē)載終端小錢。各部分(fēn)介紹如下(xià):

  調度機:完成核心的集群調度功能,包含單呼,組呼,緊急花用呼叫,遲後進入等,并開(kāi)發SDK供第三方廠家開(kāi)發行業調度台們也,完成行業調度功能,比如:按車(chē)次号呼叫,人工(gōng)廣播,自唱跳動轉組等

  核心網:是整個無線網絡關鍵部分(fēn),完成無線傳輸數據的彙聚與分能事(fēn)發,與其它業務子系統互聯,為它們提作老供可靠的雙向數據通信服務,所有的無線接入數據都需要通過化飛核心層與外(wài)部系統通信。同時負責整個網絡的管理與維護。器了

  無線接入:提供沿線無線接入服務,同時上行接入地面有線網線區絡,與中(zhōng)心子系統對接,完成對各類討著業務的數據傳輸。

  車(chē)載終端: 由車(chē)載無線主機組件關成,用于連接軌旁無線網絡。

  方案亮點 

  • 自主産權,産業鍊完備:車(chē)地無線寬帶網絡采用的LTE系統內鐘,是公認的移動通信主流技術。标準完善、公開子門(kāi)、統一(yī),産業鍊完備。全球主海空流設備商(shāng)均參與LTE标準制定和産品開(kāi)發,已實現水不互聯互通;

  • 專用頻(pín)段,抗幹擾強:采用土討專用頻(pín)段避免公衆開(kāi)放(f跳少àng)信号頻(pín)段重疊,能抵抗WiFi、藍(lán)牙、公網、集群秒飛等外(wài)系統幹擾,解決當前CBTC系統易受刀拿外(wài)界幹擾的問題;采用ICIC,IRC等抗幹讀放擾技術,解決系統内幹擾問題;

  • RAN sharing特性:集群終端隻在一(yī)個核心網開(kāi)頻照戶,該核心網與兩張無線接入網都互通,集群終端可以根雜跳據信号的強弱選擇接入兩張網的一(yī)張,在一(yī)張無線亮水接入網故障的情況下(xià),不影響集群業務的正常開(kāi)展,體器從而增強集群業務的可靠性;

  • 設備少,易維護: LTE采用扁平化組網方案,簡化網絡架構, 減少網元數喝得量;通過一(yī)張車(chē)地無線寬帶網絡融合傳統的C房相BTC、PIS、CCTV、集群、TCMS多張不同制式的車(chē)地網河下絡,減少網絡張數; 單小(xiǎo)區覆蓋距離(lí)少書遠,隧道内基站設備幾乎為0,大(dà)幅降低維護工(gōng)作量;

  • 多網融合,資(zī)源共享:不同問議業務承載在同一(yī)張車(chē)地無線網絡上; 對不同業務計家應區分(fēn)QoS,業務之間既能保證邏輯隔離(l讀靜í),又(yòu)能共享網絡基礎資(zī)源,提高資玩化(zī)源利用率。

  • 高速移動狀态下(xià)大(dà)帶寬:  和和AFC技術有效糾正快速移動下(xià)的多普勒頻(pín)偏,支持12藍遠0 km/h以上高速移動,強力支撐城軌未來速度演進。

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