华为传输网络创新ICT构建城市轨道新未来
2018-08-31 06:23

  现在,城市轨道交通快步从单线路运营进入了跨线路联网运营阶段,联网运营的复杂性对通信基础设施的可靠性和维护能力的挑战越来越大。一方面,大规模网络联网运营时业务众多,相互之间交互信息量大,对接复杂,给系统的建设和应用带来了巨大挑战。另一方面,移动互联网的爆发式增长对城市轨道交通车地通信、旅客体验的要求越来越高。为了应对这些挑战,ICT基础设施不断演进,在各关键领域都出现了众多解决方案,其中在双平面传输网络、车地宽带无线通信和业务系统云平台三方面尤为突出。

  华为作为全球领先的ICT基础设施提供商,在双平面传输网络、车地宽带无线通信和业务系统云平台化都有自己成熟的解决方案和应用。华为基于客户需求持续创新,不断地将新技术带到轨道交通领域,给城市轨道交通运营商和乘客带来新的价值和便利。

  轨道交通通信网络不但规模庞大而且融合了数据与语音,高速与低速,高优先级业务与低优先级业务的通信网络,当前轨道交通领域主要使用“TDM承载,多种业务接入”的方式。而IP化网络带来的“扁平化,维护简单和弹性带宽管理”的特点已经越来越收到业界青睐。

  网络IP化后, 带宽要求也急剧增大,给城轨承载网络在高效运营、可靠、运维等方面带来了新的问题和挑战, 主要体现在:IP业务带宽动态变化,而传统的城市轨道交通传输网络都是 SDH/MSTP网络,SDH网络带宽都是固定分配,若通过SDH网络传送IP业务,需要按最大业务量分配带宽,这样导致资源利用率非常低。基于城轨传输网络的这种特点和趋势, 一些厂商提出双平面传输网络的概念, 如下图所示:

  在这种网络结构下,传输平面分成SDH平面和分组平面两个平面, 其中SDH平面对业务的带宽固定分配,用于传输调度电话、SCADA等高优先级,低速率的业务。而分组平面则传输日益增长的IP业务, 双平面传输网络有如下的优点:

  带宽利用率高。从现有网络承载的轨道业务流量类型来看,网络承载的业务主要有类电路域业务(调度电话,传统语音业务),低速数据、高QoS业务(SCADA,列控数据),流媒体业务(视频监控)和宽带数据业务(日常办公数据等)。传统SDH技术基于TDM技术,虽然能保证高QoS,但对流量弹性很强的轨道业务缺乏丰富的流量动态管理手段,带宽效率低。而IP技术基于包交换,有丰富的“弹性”流量网络管理手段,也能通过PWE技术提供类似TDM业务的QoS保障,极大提高了带宽效率。目前随着列控、SCADA等高QoS业务流在IP化承载的网络上逐步得到应用并在实践中得到认可,IP技术越来越得到业界认可。

  接口简单,便于接入。轨道交通环境中设备种类多,接口复杂,既有传统语音接口、IP接口,又有各种低速数据接口,如RS232等,接口管理复杂。目前从业界来看大多数数据设备都在向IP演进,如传统方案使用E1接口的TETRA系统目前已经过渡到VoIP方案。采用全IP网络未来任何设备在任何地方都可以接入网络。

  近年来随着移动互联网的蓬勃发展,用户对“anywhere access”的需求越来越强烈,车载PIS、视频监控等一系列设备对车地实时宽带通信的需求越来越大。目前的WLAN技术由于采用公共频段,容易受外界信号干扰导致无线通信质量不稳定。随着LTE的逐步商用,车地通信带宽将快速增长。

  除了抗干扰性外,LTE在移动性方面也要优于Wi-Fi。这是因为Wi-Fi受协议本身限制,在列车高速运行时其带宽和稳定性都无法保证。Wi-Fi的覆盖范围较小,列车在运行过程中需要频繁地重选和关联新的AP,由此带来的高时延会直接影响到网络接入的稳定性。

  由于现有车地无线通信方案在列车的高速移动下经常出现无线链路不稳定、掉话、断网现象,阻碍了运营者在列车上提供更多服务。给LTE在城轨的应用带了机会,通过LTE可以实现车地宽带无线通信, 协助城轨运营单位安全可靠运营,同时带来让乘客更安心,舒适的乘坐体验。LTE车地无线宽带及其应用如下图所示:

  在列车内部,应用服务也日益丰富,对车厢内信息化设备提出了更高的要求,需要车地无线网络对车载视频监控、乘客信息系统、乘客Wi-Fi系统等提供多样化的业务支持。车载视频监系统将驾驶室及客室内的摄像机进行图像采集,上传到地面控制中心,当车厢内发生紧急情况时,列车司机和地面指挥中心能够切换到事故现场,及时响应保障旅客的生命财产安全。车载实时乘客信息系统,除了让乘客及时获知到站信息的情况外, 还能及时获取到最新的咨询,最新鲜的多媒体内容;在发生紧急状态情况下,地面指挥中心通过实时了解车厢状态,有效发布疏导信息,避免更大的安全隐患。另外,还需要在列车上提供无线上网服务,在满足乘客Wi-Fi上网需求的同时,避免对现有无线系统的干扰和影响,保证行车效率。

  对地铁运营商而言,当前最主要需求是在保证安全的前提下提高运能,并进一步提高乘客的出行满意度。LTE车地无线网络,能保证各种业务所需的高带宽接入能力。通过承载列控信息,根据流量实时调配列车,以更加高效的集群通信提高调度效率;通过车厢和轨道的视频监控提高运输安全性,以车载PIS(乘客信息系统)业务和车内宽带接入业务提升乘客的出行体验。

  集语音、视频和数据为一体的LTE宽带数字集群技术必将成为地铁运营调度和应急指挥的必然选择。可预见,在移动宽带浪潮的推动下,与其它各行各业的信息化过程一样,轨道交通车地通信也将步入LTE时代。

  在轨道交通领域,业务系统众多。 近年来,CCTV等视频类业务在轨道交通应用越来越多,数据量越来越大,业务处理逻辑也越发复杂,给现有的业务系统和网络带来巨大的挑战。目前随着ICT技术的深度融合,云计算在处理大数据量和复杂业务系统的优势能力越发突出。

  将来,可以在一个城市的轨道交通网络里建设一个云信息平台,它是一个提供信息交换,数据存储,分析计算,资源共享的服务平台。

  全网集中化建设,大幅降低成本: 通过存储与服务器的虚拟化,共享硬件资源,实现集中化运营,降低成本。业务系统集中化建设,可以支撑轨道交通全网一体化统一运营,通过存储与服务器的虚拟化,共享硬件资源,减少额外的存储与计算能力,为了降低IT投资。

  数据共享,提高运营效率:云化后的信息平台能够为地铁运营商提供强有力的分析工具、实时的事件采集、强有力的分析工具,实现各业务系统的无缝协作,快速联动,提高运营效率。整合后的云信息平台,实现业务间信息共享,其强大的支撑能力,能实现新业务的快速部署、接入。

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