轨道交通通信系统检测研讨-PowerPointTemp

轨道交通通信系统检测研讨中国铁路通信信号上海电信测试中心ChinaNationalRailwayComm.&SignalTestingCenter,shanghaiCRSC主要内容通信系统服务质量分析第三方检测的主要意义和作用通信系统检测的主要内容案例分析CRSC实施RAMS的核心目标服务质量QoSRAMSReliabilityAvailabilityMaintain-abilitySafetyCRSC通信系统的服务质量QoS指标QoS量化数据指标体现用户感受反映系统性能CRSC轨道交通通信系统服务质量分析1无线通信系统2视频监控系统3有线网络系统量化的QoS指标覆盖的弱场定位干扰影响系统(内)间的协调动态传送下的性能图象质量QoS指标系统功能实现程度外界因素影响网络性能表现可靠性指标安全性评估CRSC无线通信系统1无线通信系统CRSC无线通信系统的不可控因素检测手段传播环境信号干扰系统配置施工安装系统的不可控因素服务质量下降!!!CRSC无线通信系统WLAN网络服务质量TETRA网络服务质量CRSCWLAN网络在地铁中的应用CBTC系统可靠性要求极高数据吞吐量低采用全冗余设计网络漫游切换短网络抗干扰要求高WLAN2.4GHzPIS系统可靠性要求较高数据吞吐量要求较高网络自动保护网络漫游切换短网络抗干扰要求高CRSCWLAN网络QoS测试Layer1～7测试应用层网络层数据链路层物理层QoSCRSCWLAN无线网络QoS测试构架视频图象质量（上/下行）网络吞吐量网络转发时延数据优先级测试802.11二层切换IP层（三层）切换位置与场强的对应无线覆盖弱场搜索干扰源查找系统应用测试网络性能指标测试网络漫游切换测试无线场强覆盖测试覆盖盲点同邻频干扰乒乓效应切换过长带宽下降严重丢包情况严重图象模糊马赛克现象CRSC封闭隧道环境下无线信号覆盖质量铁轨消防龙头强电系统电缆桥架弱电系统电缆桥架供列车运行的高压电线列车列车地面天线可能放置的位置天线可能放置的位置列车前进方向列车天线可能放置的位置隧道一般高度：5.2--5.5米之间单洞封闭隧道结构剖面图CRSC封闭隧道环境下无线信号覆盖质量铁轨消防龙头强电系统电缆桥架弱电系统电缆桥架供列车运行的高压电线天线可能放置的位置天线可能放置的位置列车前进方向隧道现场图片CRSC无线信号覆盖质量多路径快速衰落产生原因：隧道的封闭性，造成无线电波信号的多次反射，对信号质量产生致命影响隧道转弯半径较小，隧道内众多桥架以及防火门等设施引起多普勒效应产生原因：移动物体（车载无线单元）在快速靠近/离开固定物体（隧道AP）时，通讯频率发生变化（频点漂移），接收到的信号能量下降。车速过快时，导致吞吐量下降，设置通讯中断CRSC无线信号覆盖质量菲涅尔区地铁隧道内菲涅尔区间狭小，压缩了点到点传输链路中间的空间H1=保证第一菲涅尔区60%的空旷需要架高天线的高度；H2=地球曲率因素要求的天线架高高度；D=以英里为单位的距离；F=以GHz为单位的频率。Height=D2/8+43.3D/4F43.3D/4F60%firstFresnelZoneD=DistanceBetweenAntennasH=H1+H2EarthBulgeH2=D2/6H1=43.3D/4F隧道壁对无线信号的反射某些隧道壁相当光滑，无线信号在隧道拐弯处会发生发射显现，信号会沿着隧道方向传播过去。某些隧道对无线信号的反射相对较小，因此必须要保证第一菲涅耳区的可视CRSC隧道弯曲半径对信号传播的影响在实际工程中必须要根据隧道实际情况，进行无线信号现场测试AP天线AP天线隧道转弯半径较小，信号多径衰弱较大，需要在拐弯后增加一个AP，弥补信号质量下降隧道转弯半径较大，信号经隧道壁反射，可以传播距离非常长，多径信号在远处合成，信号强度时强时弱CRSCWLAN网络－无线场强覆盖干扰测试特点：1、实时频谱分析2、通道统计3、设备自动查找4、记录回放Playback5、弱场查找6、干扰发现CRSCAP无缝漫游切换PISAP1PISAP2PISAP3同频切换中的乒乓效应CRSC应用层对漫游切换的反映无乒乓效应，网络响应时间表现多次乒乓效应，网络响应时间表现CRSCCBTC、PIS系统中IP数据包的特点数据流向—列车控制中心—控制中心列车数据包类型—单播？组播？广播？各种数据包分布—TCP？UDP？数据包大小分布—短包（eg.64、128byte）—中长包（eg.256、512、1024、1280byte）—长包（eg.1518byte）数据性能要求—数据吞吐量—漫游切换时间测试—时延—丢包情况必须根据业务数据流特点构造测试案例CRSC网络吞吐量测试环境:数据帧为1518byte长包单播模式TCP802.11g网络的吞吐量测试结果：1、无线信号覆盖不佳的区段，网络吞吐量会明显下降2、在漫游切换过程中，数据包无法转发（瞬间）CRSC网络时延和AP切换测试体现应用层数据结果CRSC无线通信系统WLAN网络服务质量TETRA网络服务质量CRSCTETRA无线通信系统网络结构框图SCN:交换控制节点NMS:网络管理系统TBS:TETRA基站BDA:直放站TETRA基本结构.调度中心TBSTBSTBSTBSTBSTBSNMS网管其他TETRASCNo漏泄电缆数据语音BDABDACRSCTETRA网络服务质量劣化的常见现象覆盖问题干扰无线网络性能信号弱掉话呼叫失败呼叫建立时间过长语音质量下降？原因CRSCTETRA无线通信系统检测主要内容基站测试发射功率频率偏差直放站测试输出光功率输入光功率射频输出功率漏缆测试输入功率电压驻波比天馈线测试输入功率电压驻波比QoS测试干扰查找语音测试场强覆盖端到端连接建立时间端到端连接建立成功率组呼连接建立成功率越区切换成功率越区切换持续时间语音质量掉话率场强覆盖率天馈系系统同频干扰邻频干扰以往关注点现在关注点CRSCTETRA网络上海三号线试验线场强及QOS测试A、站台无车静态测试在网络信号较强、接收电平稳定情况下，基本不会出现误码，话音质量良好；而当网络信号弱、接收电平低时，相应会导致误码出现，从而影响话音质量。CRSCTETRA网络三号线试验线场强及QOS测试B、区间列车动态测试列车停靠在站台时，列车内信号电平较低，为-100dBm、-105dBm，并且产成误码（误码率为2%）初步判断为站台内未进行场强覆盖，由于列车对信号的屏蔽作用，导致信号较弱。列车行驶到两站中间时，信号电平在-80dBm和-90dBm之间起伏变化，并产生误码（误码率为1%—2%），会对通话质量产生影响。初步判断为两站信号交叠处，可能存在同频干扰。从列车内走到站台期间信号电平由-105dBm恢复至-80dBm，在此之间产生了几次误码（误码率为2%）初步判断为列车对信号的损耗，导致出列车门进入站台期间信号电平迅速上升。CRSCTETRA网络三、四号线同邻频干扰测试3号线石龙路停车场平面图4号线蒲汇溏路停车场平面图测试说明：上海轨道交通无线集群TETRA网络的频率资源相对比较紧张（仅有四组频率），因此两停车场基站共用同一个频点，但由于两个停车场距离比较接近，采用天线进行覆盖，天线的辐射半径较大，无线信号传播控制非常困难，容易对相邻停车场的覆盖区域产生同频干扰。测试后采取的措施：将停车场的基站发射功率调小，天线的俯扬角进一步向下倾斜。在保证了满足停车场覆盖的前提下，上述两个停车场之间不发生同频干扰，同时也没有对正线运行的列车产生干扰。CRSC视频监控系统2视频监控系统CRSC视频监控系统视频图象服务质量CRSC视频监控系统图像质量需求分析图像质量需求高清晰度高分辨率实时性可靠性CRSC影响图像质量的主要因素外界信号干扰照度传输通道性能外界信号干扰照度阻抗不匹配通道误码传输时延通道带宽随机杂波单频干扰电源干扰脉冲干扰接地干扰照度影响CRSC传输通道性能影响D通道带宽若小于6Mb/s，会导致图像延迟或者通信中断。B通道误码如果大于1×10ˉ6，则图像会出现马赛克现象。C传输时延过长会造成图像不连贯。A阻抗不匹配会在信号传输线上脉冲序列的前后产生振荡，若振荡加大，则会无法分辨出脉冲电平值，产生重影。轨道交通内部传输图像的传输通道可能是多种多样的，环境条件也各不相同，因此阻抗的不匹配、通道衰减的大小以及接口的反射都会对图像质量产生影响。CRSC传输通道性能测试CRSC外界信号干扰轨道交通内部有大量的控制信号，而该类信号的工作频段大都集中在10MHz以内，而恰恰视频信号也在该频段内，因此干扰条纹将非常复杂，产生“网纹”现象。A单频干扰50Hz的电源干扰性最强，它会产生一个连贯的干扰带，而视频信号的频率范围为0-6MHz，因此会会造成扭曲干扰，产生“黑白滚道”现象。B电源干扰监控点距离控制中心较远，而这样很容易导致地电位不平衡，而产生对视频信号的干扰，会引起黑色滚动条纹。C接地干扰由轨道交通内部各种继电器产生的非常强烈的阶段性的脉冲干扰引起，会造成“跳动”现象。D脉冲干扰由于建筑物内的电气环境比较复杂，容易形成各种干扰源，如果施工过程中未采取恰当的防护措施，各种干扰就会通过传输线缆进入视频监控系统，造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现象。在视频监控系统中，随机杂波影响不是主要的，主要的是各种干扰信号的影响。CRSC目前图像质量主观评价方式的缺陷以前，人们一直采用图像五级损伤制这个方法来对图像质量做主观评价，也就是“察觉不到的、可察觉的、有轻微干扰的、有干扰的、有严重干扰的”，但是这种评价方法会受到许多主客观因素的影响。主观因素就是每个人的评价标准不一样，同样是4级标准，有些人觉得可以了，但有些人觉得达不到，因为个人参照的基准不同；客观因素就是受到照度、距离等物理条件的影响。因而，不同人对同一幅图像的质量会产生不同的评判，这往往会导致分歧，这时就需要引入客观的测试来做一个最终的判断。主观评价•图像清晰度•图像还原度•图像亮度按照五级损伤制评分图像质量QoS指标评定CRSC视频图象服务质量QoS参数测试主观评价•图像清晰度•图像还原度•图像亮度图像质量QoS指标评定客观测试•视频复合信号定量评定•水平清晰度•图像分辨率•灰度等级评估CRSCCCTV图像监控QoS指标（例举）项目QoS指标输出幅度700±20mV幅频特性≤4.8MHz±0.5dB5MHz－1～0.5dB5.5MHz－3～0.5dB行同步幅度300±9mVp-pK因子≤3%DG±8%DP±8°亮色增益差±3%亮色时延差±20nSS/N加权值≥56dB行同步前沿抖动≤20nSp-pCRSC图象质量QoS参数测试（示意图I）CRSC图象质量QoS参数测试（示意图II）CRSC图象质量QoS参数测试（示意图III）CRSC有线网络系统3有线网络系统CRSC有线通信系统传输网络－MSTP系统QoS性能测试NTP时间同步网的服务质量CRSCMSTP系统－带来的新挑战采用统一的数据封装格式把异步突发信号承载在同步的、比特率恒定的SDH信号上。ITU-TG.7041标准GFP（GenericFramingProcedure）ITU-TX.87标准LAPS（LinkAccessProcedureforSDH）MSTP采用虚级联（VirtualConcatenation）技术使得SDH能够配置灵活的带宽,承载与PDH速率不同的数据信号。同时很多MSTP设备还具有LCAS(LinkCapacityAdjustmentScheme)功能，使得系统能够实现动态调整业务带宽的功能，提高带宽效率。自动保护倒换（APS-AutomaticProtectionSwitching）是依靠软件来完成，不是通过传统的硬件方式完成。无法确保符合ITU-T/GR-253所规定的50ms的限定值.CRSCMSTP系统－以太网QoS性能指标测试APS保护倒换－SDH数据通道倒换时间50ms－以太网业务倒换时间？物理层采用SDH保