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更新時(shí)間：2023-03-11 19:38:38瀏覽次數(shù)：314次
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基于TD-LTE的軌道交通車地多業(yè)務(wù)融合通信系統(tǒng)方案
需求背景
城市軌道交通作為一種穩(wěn)定高效的公共交通方式，近幾年在全國各大城市正穩(wěn)步推進(jìn)建設(shè)。而針對(duì)地鐵的監(jiān)測(cè)控制方式以及業(yè)務(wù)應(yīng)用也不斷推陳出新，例如列車自控系統(tǒng)CBTC（基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)）、CCTV（視頻監(jiān)控系統(tǒng)）、PIS（乘客信息系統(tǒng)）、列車無線調(diào)度等系統(tǒng)都在逐步采用LTE無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交互。但由于地鐵隧道空間狹小，列車行駛速度很快，對(duì)于無線通信系統(tǒng)來說會(huì)面臨多徑干擾、信號(hào)快衰落等極其不利的條件，因此需要針對(duì)地鐵的惡劣環(huán)境進(jìn)行定制開發(fā)，使得無線通信系統(tǒng)符合地鐵實(shí)際的應(yīng)用要求。
博特?cái)?shù)通面向軌道交通行業(yè)專業(yè)定制的TAU機(jī)車設(shè)備，可以獨(dú)立承載CBTC（地鐵列控）、CCTV（視頻監(jiān)控）和PIS（乘客信息系統(tǒng)）三大列車業(yè)務(wù)。支持LTE QoS機(jī)制，支持VRRP雙機(jī)熱備技術(shù)，雙SIM卡備份和A/B網(wǎng)切換確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、可靠。同時(shí)，的列控“黑匣子"功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CBTC數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，為列控?cái)?shù)據(jù)的告警及分析提供了更有利的保障。
解決方案
方案設(shè)計(jì)為在中心機(jī)房布置核心網(wǎng)，在車站站臺(tái)及隧道內(nèi)布置基站，站臺(tái)采用天線、隧道內(nèi)采用鋪設(shè)漏纜進(jìn)行LTE信號(hào)覆蓋。保證LTE信號(hào)對(duì)列車運(yùn)行的整個(gè)區(qū)間進(jìn)行、覆蓋。限度的保證了列車的正常、平穩(wěn)運(yùn)行。
車載TAU終端布置在列車的車頭和車尾各一臺(tái)，兩臺(tái)TAU之間通過VRRP協(xié)議實(shí)現(xiàn)熱備份。正常情況下兩臺(tái)設(shè)備均運(yùn)行，一臺(tái)為主設(shè)備，一臺(tái)為輔設(shè)備。正常情況下，數(shù)據(jù)經(jīng)由主TAU轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車地通信。當(dāng)主TAU發(fā)生故障宕機(jī)或鏈路斷開時(shí)，數(shù)據(jù)立即由輔TAU進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，保證了數(shù)據(jù)不會(huì)中斷。同時(shí)，每一臺(tái)TAU還支持雙SIM卡切換和A/B網(wǎng)切換。當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，可以通過切換接入的SIM卡或切換接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)控制中心與列車的通信，保證車地通信不會(huì)出現(xiàn)中斷。
車載TAU通過車載交換機(jī)與列車的LCD控制器和車載攝像頭相連，通過LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳攝像頭采集的數(shù)據(jù)，并接收控制中心下發(fā)的組播數(shù)據(jù)到每一個(gè)車載大屏上。實(shí)現(xiàn)PIS和CCTV業(yè)務(wù)。
車載TAU還支持列控“黑匣子"功能，可以對(duì)CBTC數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。由于CBTC數(shù)據(jù)的正常傳輸對(duì)列車的安全運(yùn)行十分重要。所以TAU采用了QoS機(jī)制滿足在車地通信過程中CBTC數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挶ＷC。同時(shí)，在CBTC數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，TAU會(huì)對(duì)每一條與CBTC相關(guān)的原始數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲(chǔ)，相當(dāng)于列車控制的“黑匣子"功能。當(dāng)列車控制發(fā)生異常時(shí)，可以通過“黑匣子"內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
方案特點(diǎn)
1.單臺(tái)設(shè)備承載CBTC、CCTV、PIS三大業(yè)務(wù)；
2.使用LTE網(wǎng)絡(luò)承載CBTC業(yè)務(wù)；
3.使用LTE 1.8G頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，專用頻段，干擾小，符合LTE-M標(biāo)準(zhǔn)；
4.支持PIS組播業(yè)務(wù)；
5.支持VRRP雙機(jī)熱備；
6.支持雙SIM卡備份和A/B網(wǎng)切換；
7.支CBTC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。
方案中核心設(shè)備TAU介紹
方案中的核心設(shè)備是博特（BETTERLTE）公司自主研發(fā)的面向軌道交通行業(yè)專業(yè)定制的TAU機(jī)車設(shè)備。設(shè)備可以獨(dú)立承載CBTC（地鐵列控）、CCTV（視頻監(jiān)控）和PIS（乘客信息系統(tǒng)）三大列車業(yè)務(wù)。通過的TD-LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)車地通信，滿足的LTE-M標(biāo)準(zhǔn)，支持上行50Mbps/下行100Mbps的高帶寬要求；針對(duì)地鐵應(yīng)用開發(fā)的單播、組播以及基于LTE的QoS機(jī)制、擴(kuò)展的VRRP技術(shù)、雙SIM卡備份、A/B網(wǎng)切換確保了應(yīng)用的高效、實(shí)時(shí)、安全、可靠。同時(shí)，的列控“黑匣子"功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CBTC數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，為列控?cái)?shù)據(jù)的告警及分析提供了更有利的保障。
TAU外觀圖
產(chǎn)品特點(diǎn)
專業(yè)硬件設(shè)計(jì)：地鐵專用DC110V電源輸入、通信接口采用航插設(shè)計(jì)、專業(yè)抗震抗沖擊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足軌道交通嚴(yán)苛的工作環(huán)境。
專業(yè)功能設(shè)計(jì)：支持上行單播、下行組播功能；支持路由轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中心到業(yè)務(wù)終端的實(shí)地址訪問；支持基于LTE的多級(jí)QoS，確保列控業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)。
高速無線傳輸：產(chǎn)品基于4G TD-LTE國際標(biāo)準(zhǔn)，支持傳輸速率為DL：100Mbps、UL：50Mbps，支持雙天線MIMO技術(shù)，下行MIMO傳輸支持TM1/2/3/4/7/8模式，上行傳輸支持單天線端口傳輸模式。
高可靠性：采用軟件看門狗和硬件看門狗雙重保護(hù)，提供多級(jí)鏈路檢測(cè)機(jī)制和故障自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，提供基于VRRP的主備切換和雙SIM卡切換，支持A/B網(wǎng)切換。支持CBTC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
高安全性：支持GRE、L2TP及IPsec 等VPN功能。
易于維護(hù)：支持OMC集中管理、一鍵復(fù)位；設(shè)備免配置；可支持遠(yuǎn)程自動(dòng)軟件升級(jí)，無需更換硬件，無需手工操作終端，就可添加新功能。
定制開發(fā)：可根據(jù)行業(yè)要求定制開發(fā)功能。
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