TD-LTE 기반 궤도 교통 차지 다업무 융합 통신 시스템 방안

요구 사항 배경

도시궤도교통은 안정적이고 능률적인 대중교통방식으로서 최근 몇년간 전국 각 대도시에서 안정적으로 건설을 추진하고있다.지하철에 대한 모니터링 제어 방식과 업무 응용도 끊임없이 새로워지고 있다. 예를 들어 열차 자동 제어 시스템인 CBTC (통신 기반 열차 자동 제어 시스템), CCTV (영상 모니터링 시스템), PIS (승객 정보 시스템), 열차 무선 스케줄링 등 시스템은 모두 LTE 무선 통신 시스템을 이용하여 데이터의 전송과 상호작용을 실현하고 있다.그러나 지하철 터널의 공간이 좁고 열차의 운행 속도가 빠르기 때문에 무선 통신 시스템의 경우 다경 간섭, 신호의 빠른 쇠락 등 극히 불리한 조건에 직면할 수 있기 때문에 지하철의 열악한 환경에 대한 맞춤형 개발이 필요하고 무선 통신 시스템이 지하철의 실제 응용 요구에 부합하도록 해야 한다.

보트수통은 궤도교통업종을 대상으로 전문적으로 맞춤화된 TAU 기관차설비로서 CBTC (지하철렬차통제), CCTV (영상감시), PIS (승객정보시스템) 등 3대 렬차업무를 독립적으로 담을수 있다.LTE QoS 메커니즘 지원, VRRP 듀얼 핫 스페어 기술 지원, 듀얼 SIM 카드 백업 및 A/B 네트워크 스위칭으로 데이터 전송을 안전하고 신뢰할 수 있습니다.이와 동시에 독특한 렬제어"블랙박스"기능은 CBTC 데이터에 대한 저장을 실현하여 렬제어 데이터의 경고 및 분석에 더욱 유리한 보장을 제공해주었다.

솔루션

방안은 중심기계실에 핵심망을 배치하고 역 승강장 및 터널 내에 기지국을 배치하며 승강장은 안테나, 터널 내에 누설 케이블을 부설하여 LTE 신호를 커버하도록 설계했다.LTE 신호가 열차가 운행하는 전 구간을 전방위적이고 사각지대 없이 커버할 수 있도록 보장한다.열차의 정상적이고 평온한 운행을 최대한 보장하였다.

차량용 TAU 단말기는 열차의 차량 앞부분과 뒷부분에 각각 1대씩 배치되며, 두 TAU 사이에는 VRRP 프로토콜을 통해 핫 백업이 가능하다.정상적인 상황에서 두 설비는 모두 운행하는데 한대는 주요설비이고 한대는 보조설비이다.정상적인 상황에서 데이터는 주 TAU를 통해 데이터를 전달하여 차량과 지역의 통신을 실현한다.운영 TAU에서 장애가 발생하거나 링크가 끊어지면 보조 TAU에서 데이터를 즉시 전달하여 중단 없이 데이터를 전달합니다.또한 각 TAU는 듀얼 SIM 카드 전환 및 A/B 네트워크 전환을 지원합니다.LTE 네트워크에 장애가 발생했을 때 접속된 SIM 카드를 전환하거나 접속 네트워크를 전환함으로써 관제센터와 열차의 통신을 실현할 수 있어 차지 통신이 중단되지 않도록 할 수 있다.

차량용 TAU는 차량용 스위치를 통해 열차의 LCD 컨트롤러 및 차량용 카메라와 연결되며, LTE 네트워크를 통해 카메라에서 수집한 데이터를 실시간으로 업로드하고, 컨트롤 센터에서 하달한 그룹 방송 데이터를 각 차량용 대형 스크린에 수신한다.PIS와 CCTV 사업을 실현하다.

차량용 TAU는 CBTC 데이터를 실시간으로 저장할 수 있는'블랙박스'기능도 지원한다.CBTC 데이터의 정상적인 전송은 열차의 안전한 운행에 매우 중요하기 때문이다.그래서 TAU는 QoS 메커니즘을 사용하여 차량 통신 과정에서 CBTC 데이터 전송의 대역폭 보증을 충족시켰다.아울러 CBTC 데이터 전송 과정에서 TAU는 열차 제어의'블랙박스'기능에 해당하는 CBTC와 관련된 모든 원시 패킷을 저장한다.열차 제어에 이상이 생기면'블랙박스'내 데이터를 통해 분석할 수 있다.

시스템 네트워크 토폴로지

시나리오 특징

1.단일 장비는 CBTC, CCTV, PIS 등 3대 업무를 탑재한다.

2.처음으로 LTE 네트워크를 사용하여 CBTC 업무를 호스팅합니다.

3.LTE 1.8G 대역을 사용하여 데이터 전송, 전용 대역, 간섭이 적고 LTE-M 표준에 부합한다;

4.PIS 그룹 방송 업무 지원;

5.VRRP 이중 핫 스페어 지원

6.듀얼 SIM 카드 백업 및 A/B 네트워크 전환 지원

7.CBTC 데이터 스토리지 기능 지원

시나리오의 핵심 장치 TAU 소개

방안의 핵심 설비는 보트(BETTERLTE)사가 자체 개발한 궤도교통업계를 대상으로 전문적으로 맞춤형으로 제작된 TAU 기관차 설비이다.장비는 CBTC(지하철 열차제어), CCTV(영상감시), PIS(승객정보시스템) 등 3대 열차 업무를 독립적으로 탑재할 수 있다.최첨단 TD-LTE 기술을 통해 차량 통신을 실현하고 최신 LTE-M 표준을 만족시키며 상행 50Mbps/하행 100Mbps의 고대역폭 요구를 지원한다;지하철 애플리케이션을 위해 개발된 유니캐스트, 그룹캐스트 및 LTE 기반 QoS 메커니즘, 확장된 VRRP 기술, 듀얼 SIM 카드 백업, A/B 네트워크 전환은 애플리케이션의 효율성, 실시간, 안전, 신뢰성을 보장한다.이와 동시에 독특한 렬제어"블랙박스"기능은 CBTC 데이터에 대한 저장을 실현하여 렬제어 데이터의 경고 및 분석에 더욱 유리한 보장을 제공해주었다.

TAU 모양새도

제품 특징

전문 하드웨어 설계:지하철 전용 DC110V 전원 입력, 통신 인터페이스는 항공 플러그 설계, 전문 내진 충격 방지 구조 설계를 사용하여 궤도 교통의 가혹한 작업 환경을 만족시킨다.

전문 기능 설계:업스트림 유니캐스트, 다운스트림 그룹 캐스트 기능 지원;라우팅 전달을 지원하여 응용센터에서 업무 단말기로의 실제 주소 액세스를 실현한다;LTE 기반 다단계 QoS를 지원하여 열 제어 비즈니스의 최고 우선 순위를 보장합니다.

고속 무선 전송:제품은 4G TD-LTE 국제 표준을 기반으로 최대 전송 속도는 DL: 100Mbps, UL: 50Mbps, 듀얼 안테나 MIMO 기술 지원, 다운스트림 MIMO 전송은 TM1/2/3/4/7/8 모드, 업스트림 전송은 단일 안테나 포트 전송 모드를 지원한다.

높은 신뢰성:소프트웨어 문지기 및 하드웨어 문지기 이중 보호, 다중 링크 감지 메커니즘 및 장애 자동 복구 메커니즘, VRRP 기반 마스터 스위칭 및 듀얼 SIM 카드 스위칭, A/B 네트워크 스위칭을 지원합니다.CBTC 데이터 저장소를 지원합니다.

高安全性：GRE, L2TP 및 IPsec과 같은 VPN 기능을 지원합니다.

서비스 용이성:OMC 중앙 집중식 관리, 원클릭 재설정 지원장치 비구성,원격 자동 소프트웨어 업그레이드를 지원하며 하드웨어를 교체하거나 터미널을 수동으로 조작하지 않고도 새로운 기능을 추가할 수 있습니다.

맞춤형 개발:업계 요구 사항에 따라 개발 기능을 사용자 정의할 수 있습니다.