华为城轨eLTE多业务统一承载解决方案

城轨eLTE多业务统一承载解决方案城市轨道交通中的行车指挥、列车控制、乘客资讯、列车视频监控等业务都需借助车地无线通信网络。这些车地无线通信网络分别隶属于CBTC（基于通信的列车控制系统），PIS（乘客资讯系统，含列车视频监控），列车集群调度通信系统，并由通信、信号两个专业设计、施工及建成投产。背景/挑战城市轨道交通中的行车指挥、列车控制、乘客资讯、列车视频监控等业务都需借助车地无线通信网络。这些车地无线通信网络分别隶属于CBTC（基于通信的列车控制系统），PIS（乘客资讯系统，含列车视频监控），列车集群调度通信系统，并由通信、信号两个专业设计、施工及建成投产。目前，在国内各城市轨道交通线路中，由于用户需求的发展和技术水平的限制，通信、信号专业只能通过窄带无线或公共频段独立组网，解决各自专业运营管理急需的车地通信传输需求，当前各系统建设的现状如下：（1）各业务系统独立建设各自的无线承载网络，频谱、站点配套等资源消耗高（2）CBTC系统主流采用2.4G公共频段的WLAN无线局域网技术实现车地通信，随着城市WLAN建设和应用普及率的提升，各城市基于CBTC制式的城市轨道交通线路越来越多的面临外部2.4G系统的干扰影响（一线城市平均10次/每日/线、二线城市平均1次/每日/线），严重可导致列车制动停车晚点，典型如深圳地铁二号线。（3）PIS系统普遍采用2.4G公共频段的WLAN无线局域网技术实现车地通信。如同CBTC系统，PIS系统也面临这外部无线系统的严重干扰导致直播视频模糊、马赛克。另外WLAN系统设计之初定位于静止或者低速环境的无线局域网应用，并不适用于高速移动应用的地铁环境，虽然应用于地铁的WLAN产品进行了定制优化，但在高速环境仍旧存在丢包率高、系统吞吐量下降的问题，导致PIS应用带宽不足、丢包率过高。随着城市轨道交通运营管理需求的不断扩大和多元化，对车地无线通信的可靠性、安全性、传输带宽等方面提出了更高要求，城市轨道交通既有相关系统已无法满足这些应用要求。城市轨道交通需要一种新的无线宽带移动通信技术，能提供宽带、迅捷、可靠的车地无线传输，能够同时承载多种业务，主要的需求如下：一网多业务承载：通过一张无线宽带网络融合CBTC、PIS、集群多张分离的网络，降低建设和运维成本，提高频谱等资源利用率；出色的抗干扰能力：能抑制或者避免外部无线系统的干扰，如开放的WLAN热点、蓝牙、微波、医疗仪器、运营商无线网，彻底解决现有WLAN专网面临的干扰问题和挑战；极佳的移动性：满足现有城市轨道交通运营设计时速80KM/H-120KM/H的移动性需求，并且满足未来地铁设计时速向更快的速度演进需求；解决方案车地无线宽带网络承载着CBTC，PIS(包含CCTV)业务，CBTC业务是行车安全的保证，对于车地无线网络提出更高的要求，无单点故障，双网冗余覆盖。PIS(包含CCTV)业务视频实时直播，支持高清视频直播，监控录像能够及时传回控制中心，需要一张高带宽，稳定的车地无线网络。华为TD-LTE无线网络满足车地无线宽带网络的要求，并支撑未来业务(多媒体集群)的扩展。本解决方案中，车地无线宽带网络采用TD-LTE技术，提供A、B双网设计，两张网络完全独立，并行工作，互不影响。每个网络包括了核心网(eCNS)、轨旁无线接入网(DBS3900)、车载无线终端(TAU600)。A网络单独用于CBTC业务的承载，B网同时用于CBTC业务和PIS业务的承载。整体解决方案如下图：图一华为eLTE多业务统一承载解决方案架构本方案通过专频双网可靠通信设计、长距离覆盖车地统一运维设计、车地一网多业务承载设计，解决城轨车地网络目前存在的问题，提高运营效率。1、可靠性设计：通过冗余设计，包括了系统级冗余，设备级冗余，单板级冗余，提高网络的可靠性。利用LTE专频网络及IRC，ICIC抗干扰技术，增强网络的抗干扰能力。2、简易维护设计：基于LTE的长距离覆盖能力，减少设备在隧道等复杂场景的部署。利用统一网管，对无线网络及终端进行管理，简化运维。3、多网融合设计：改变原有的多张网络承载多业务，利用一张网络承载CBTC\PIS业务，通过无线链路预算，QoS设计，时延设计确保网络的服务质量。同时设计也充分考虑多媒体集群业务的未来扩展。1.1专频双网可靠通信车地通信网络主要承载CBTC与PIS业务，CBTC对于网络的可靠性以及抗干扰能力要求高，因为CBTC业务安全运行至关重要。PIS业务对于实时性，以及视频图像的播放质量要求高，同样也需要一张可靠的车地通信网络。为了减少干扰，LTE网络选择专用频段(1785HZ-1805HZ)，同时利用专有抗干扰技术降低其他无线信号的对车地通信网络的影响，进而降低对地铁业务的影响。整个网络采用双网冗余设计方案，A/B网从核心网、接入网到终端都用两套独立设备，用来提高系统的可靠性。图二双网冗余覆盖1.2长距离覆盖车地统一运维传统的城轨车地网络，由于技术限制，需要在隧道里部署大量的设备才能完成无线覆盖，这种覆盖方式会带来大量的维护工作，降低运营效率。LTE能通过多天线、功率控制等多种技术，增长小区的覆盖距离，降低设备进入隧道的数量，在设备维护方面给维护人员节省了大量时间。另外，为了进一步简化运维，华为提供统一的无线网络管理平台，而传统网络侧设备的网管系统不会去管理车载终端，华为的网管平台不仅对无线网络侧设备提供有效的管理手段，也对无线终端提供便利的管理，能够及时的发现故障，定位故障。图三区间隧道覆盖示意1.3车地一网多业务承载车地无线宽带承载地铁CBTC与PIS业务，同时支持后续地铁语音调度、列车维护等业务的扩展，进行多业务统一承载。多业务在车地无线网络上统一承载，网络设计需要考虑如下三方面的业务的需求：业务总带宽：车地无线网络的链路带宽需要满足各个业务的总带宽之和，确保在无线小区的边缘的无线总带宽不小于各个业务总带宽。业务优先级：车地无线网络承载不同类型的业务，这些业务的重要性及在地铁承担安全保障性不同，车地无线网络对这些业务进行统一承载的时候，需要根据各个业务重要性保证业务报文的优先级。业务端到端时延：车地无线网络承载的各类业务，其端到端时延需求不一致，需要保证每类业务的端到端时延满足需求。应用及客户利益随着城轨面临日益增长的客流，对运营效率，运营体验，运营安全保障提出更高的要求。需要利用先进的通信网络技术，将行车控制，乘客信息资讯，列车人员调度连接在一起。作为网络和通信行业的领导者，华为正在利用自己在技术上的优势，为客户解决日常难题，保障城轨运营的安全，提升效率。您也可以依靠我们来为您提供帮助。华为的城轨eLTE多业务统一承载解决方案有如下特点：自主产权，产业链完备：车地无线宽带网络采用的TD-LTE系统，具有中国自主知识产权，是公认的移动通信主流技术。标准完善、公开、统一，产业链完备。全球主流设备商均参与LTE标准制定和产品开发，易实现互联互通；专用频段，抗干扰强：采用专用频段避免公众开放信号频段重叠，能抵抗WiFi、蓝牙、公网、集群等外系统干扰，解决当前CBTC系统易受外界干扰的问题；采用ICIC，IRC等抗干扰技术，解决系统内干扰问题；设备少，易维护：LTE采用扁平化组网方案，简化网络架构，减少网元数量；通过一张车地无线宽带网络融合传统的CBTC、PIS多张不同制式的车地网络，减少网络张数；单小区覆盖距离远，隧道内基站设备几乎为0，大幅降低维护工作量；多网融合，资源共享：不同业务承载在同一张车地无线网络上；对不同业务应区分QoS，业务之间既能保证逻辑隔离，又能共享网络基础资源，提高资源利用率。高速移动状态下大带宽：AFC技术有效纠正快速移动下的多普勒频偏，支持120km/h以上高速移动，强力支撑城轨未来速度演进。华为城轨eLTE多业务统一承载解决方案能够满车地无线通信方面的需求，通过与经验丰富的本地合作伙伴提供全方位支持，达成您所期待的可靠性、安全性和高性能。华为城轨eLTE多业务统一承载解决方案，值得信赖，是能助您获得成功的技术。