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计轴头轨旁联锁雷达活动应答器LEU测速器计轴主机信号机应答器天线ATP转辙机固定应答器ATO无线单元以太网MMI无线接入AP车站主机CBTC区域控制器LATSCBTC构成示意图CBTC系统由五个子系统组成，它们分别是区域控制器，车载控制器，中央控制，数据通信系统（DCS），外部系统。数据通信系统-DCS数据通信系统的主要作用：是在各个子系统之间传输ATC报文。DCS是一个单独的网络，对于报文传送来说是完全透明的。COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLECOL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLESDSDCentralEquipment(CE)NetworkSecuritySystem(NSS)NetworkManagementSystem(NMS)COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLESDSDWaysideEquipment(WE)COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLESDSDWaysideEquipment(WE)Add/dropswitchAP1Add/dropswitchAP2Add/dropswitchAP3Add/dropswitchAP4Add/dropswitchAP5Add/dropswitchAP6RedundantBACKBONENETWORKRedundantWAYSIDENETWORKSDSTAOBESTASDRedundantRADIONETWORKAdd/dropswitchSingle-modefibreMulti-modefibreCAT5Tonextadd/dropswitchTonextadd/dropswitchTonextadd/dropswitchTonextadd/dropswitchMulti-modefibreSingle-modefibreSingle-modefibreMulti-modefibreMulti-modefibre(distance100m)CAT5distance100mAdd/dropswitchAP7Add/dropswitchAP8DCS示意图DCS设备DCS设备包括：轨旁光纤骨干网，AP（轨旁无线接入设备），车载无线设备，联锁站和控制中心的网络和骨干交换机。DCS的结构概述有线网络：骨干网络内环网络通信协议无线网络：轨旁无线单元车载无线单元通信协议数据通信系统（DCS）由有线和无线两个网络，分别对应不同的使用协议。DCS的结构示意图有线网络——骨干网在六个设备集中站、江浦路车站、车辆段设备室和试车线设备室都有一个骨干网交换机。出于冗余目的，位于中央控制室的骨干网交换机数量多了一倍。有线网络——骨干网有线骨干网是冗余的高速单模光纤以太网，它由100Mbps或1Gbps的第2层网络交换机构成。DCS的骨干网采用了双向自愈的环形拓扑结构，当单个设备故障时，不会导致与任何网络设备的通信丢失。网络交换机位于沿线所选定的车站。所有ATC设备都通过一对冗余端口接入到网络交换机。有线网络——内环网络有线网络——内环网络轨旁网络交换机与本地WRU供应链连接。该链由多模光纤组成。轨旁无线单元的工作电源是由位于某些车站的UPS远程提供的。有线网络——有线网络通讯协议在数据通信系统中的有线网络，完全基于802.3以太网标准。该标准采用了公认的传输协议。第1层协议为标准的基于10M、100M或1000M光纤的物理层标准。第2层协议为标准的介质访问控制（MAC）协议。其他的更高层支持TCP/IP和UDP/IP协议。因为数据的特点和轮询/回应通信协议，所以CBTC设备采用的是UDP/IP协议。无线网络——轨旁无线单元(WRU)•沿网络沿线分布的轨旁无线单元（WRU）是数据通信系统中无线网络的基础。•同时它也是与列车数据交互的重中之重，WRU主要包括AP、内置交换机和RF放大器。无线网络——轨旁无线单元(WRU)•每个轨旁无线单元（WRU）链通过每边各2个的环间交换机连接到不同骨干网交换机。这种拓扑能够保证在单个交换机故障时轨旁网络的运行，这是因为在某个交换机故障的情况下，相邻WRU会与列车重新关联。•WRU的无线信号冗余覆盖了正线进路。在一点故障的情况下，一个交换机或一个WRU的故障都不会影响到DCS无线网络的服务，这样就不会影响到8号线正式运营的区段。APAPAPAPAPRADIONETWORKOverlappingCoverage(nottoscale)'STASTAOBESDSD无线网络——接入点位置WRU沿轨道每隔约100米到300米来安装，实际间隔取决于区域、隧道形状、本地规定、天线类型等。位置的总体原则是：列车上的车站控制器在轨道上的任何点都能与两个AP建立通信。为确定AP的最优位置需要进行无线探测。无线网络——接入点位置确定方法Step(6a)-RepeatthemeasurementprocessandfindtherangeofWRU221Step(6b)-DetermineWRU3,ensurewithinWRU1'sthresholdrangetrolleyr2DSTATIONA21s23=r2D/2STATIONA3s13r1DStep(7)-WRU4(reuseWRU1)isplacedatWRU2'sthresholdrange.Repeatstepsuntilendofsection.21trolleySTATIONA3trolleyr2D4trolley5r3Dr4D6Step(4)-PlacementofWRU1Step(5b)-FindtherangeofWRU1RADIOROUTESURVEYSTRATEGY(startofsurvey)1trolleyr1D1Step(5a)-StartofmeasurementwithtrolleylineupwithWRU11trolleySTATIONASTATIONASTATIONA无线网络——车载无线单元•列车的每端都装备一个包含移动无线电台（MR）的车载无线单元（OBRU）。为了实现轨旁与列车链路的冗余，这两个OBRU单元都与VOBC连接。•由于重叠覆盖，所以任何时候每端的MR都能搜索到至少两个AP的信号，以确保顺利的接入到整个无线局域网中进而实现车－地通信。•车载天线是定向的，并且象“两个无线的前灯”般指向列车前方的线路。无线网络——无线网络通信协议IEEE802.11FHSS（跳频扩频）:•一个开放的标准•指定运营频率范围：2.4－2.4835GHz•大约80MHz的带宽，可提供最多79个跳频通道•FHSS采用正交跳频序列，以防止干扰•支持扩展的服务系列(ESS)拓扑结构，因为它有桥接能力，并且支持多个WLAN蜂窝•支持分段序列传输•采用CSMA/CA方案DCS的特性•移动性•安全性•可靠性安全性•所有对DCS的接入，都要经过一个保密器件•所有收到的无效报文都被保密器件抛弃•一个中央认证机构（CA）向保安器件发布证书室内设备PSUPSUPSUPSU在控制中心ATC机架上由以下几部分组成：①媒体转换器子架(MC)，②SM网络交换机子架，③MM网络交换机子架，④安全设备(SD)子架，⑤配电模块1，⑥配电模块2，⑦光纤配线箱，⑧配电模块。媒体转换器子架(MC)①SNMP管理模块②媒体转换器类型10/100SM网络交换机子架①RPS120，交换机电源单元。它是正面安装的连接模块，由24VDC供电，可选的输入电压范围为100-120/220-240VAC。②MS3124-4，媒体交换机模块。它是模块化管理的工业以太网交换机。可以用以太网(10Mbit/s)和快速以太网(100Mbit/s)在存储和转发交换模式中进行操作。该模块可通过媒体模块最多支持24个端口。.四个插槽通过具有附加8个端口的扩展背板，集成在具有16个端口和2个附加插槽的背板上。③MM3-2FXS2/2TX1，2端口以太网/2端口FX模块。它是快速以太网单模/TX实时交换机。支持与SC接头的2倍100BASE-FX光纤单模连接，以及与RJ45连接的2倍10/100BASE-TX双绞线。④MM2-4TX1，以太网4端口模块。它是具有4倍10/100BASE-TX双绞线和RJ45连接的快速以太网。SM交换机子架是单模网络交换机子架。其包含不同类型的Hirschmann网络和以太网交换机（端口）。MM网络交换机子架①MS2108-2，模块媒体SWSGL。它是模块化单模100Mbit/s，全双工网络交换机。.MM3-2FXM2/2TX1是快速以太网多模/TX网络交换机支持2倍100BASE-FX、多模、ST连接和2倍10/100BASE-TX或10/100BASE-TX双绞线连接。②MM3-2FXM2/2TX1，模块媒体SWSGL。•这两个网络交换机正面设有诊断LED，用于显示电源、链路、数据、100Mbit/s、自动协商、全双工、错误和LED测试状态。MM子架是多模网络交换机子架。包含两类网络交换机。MS2108-2和MM3-2FXM2/2TX1都是工业类型以太网交换机。安全设备(SD)子架PSUPSU①PENTIUMCPU-32MB②PSA-AC/DC5V(100W)安装设备是一种路由器，它接受来自一个受信网络的数据包，然后通过在两个受信网络之间建立VPN连接将这些数据包发送到另一个受信网络。它使用基于协议的IPSec证书来加密和验证所有数据包。室外设备——轨旁无线单元(WRU)WRU由以下设备组成：•AP设备箱；主要包括无线AP发射模块、双向功率放大器，交换机，电源模块；•2.4GHz射频功分器；•2.4GHz射频衰减器；•2.4GHz/16dBi增益的面板式天线；•光缆接头盒；•避雷器（室外安装）；•同轴射频电缆和接头等。AP箱①工业以太网交换机；②光纤光缆管理架；这个管理架用于存放任何多余的、不用的光缆。③塑料圆形连接器(PCC)；PCC是从电源、PSU或主电路板的的交流输入端连接或断开电源的快速接头。④BDA放大器；BDA放大器提供来自AP无线的信号输出，当天线距离AP装置过远时，补偿到天线的信号损失。此放大器提供了发送增益以及低噪音接收增益，以提高传输范围。它利用自动增益控制(AGC)来调节和传递全发送功率，与输入功率无关。BDA放大器兼容直接序列和跳频扩频。⑤电源装置(PSU)；PSU向机柜中的设备提供各级DC电源。⑥AP无线；AP无线是高性能无线局域网(WLAN)系统的一部分，运行的数据速率最大为3Mbps，自动反向速率为2Mbps和1Mbps。⑦热敏切断开关；如果出现过热情况，热敏切断开关会中断主交流电源向AP机柜供电。当机柜温度超过85°C时，常闭触点切换为断开状态。1647891023516478910235⑧无⑨AC线路浪涌保护装置；AP机柜中的AC线路浪涌保护装置额定为240VAC输入电源。保护装置LED点亮时表明此指示灯完全起作用。⑩AC线路断路开关；AC线路电路断路器组合到单个设备残余电流保护和热敏电磁保护中；会在接地漏电、过载或短路的情况下跳闸。断路器用作AP机柜电源的开关，机组上需要任何服务时才操作此开关。设备图片AP箱天线室外设备——车载无线单元车载无线部分设备由以下设备组成：•车载无线单元（OBRU），主要包括MR（STA）、双向功率放大器、电源模块和保密器件；•2.4GHz/9dBi增益的面板式天线；•同轴射频电缆和接头等。ANTENNAANTENNAADAPTORNftoSMAfMOBILERADIO(STA)DCHOUSING802.3INTERFACEAMPLIFIERSBULKHEADCONN.NfCOAXNmtoNmPOWERSUPPLYON-BOARDDCPOWERCABLEDCDCCat5CABLEATTENUATORSECUR