杭州市地铁集团有限责任公司,是从事杭州市轨道交通工程的建设、运营、经营、管理、物业开发等业务的大型国有企业。自2002年6月成立以来,始终秉承“筑就畅行之道,助力品质之城”的企业使命,以一流的状态建设一流的地铁。目前,杭州市城市轨道交通近期线网规划总里程516公里,共规划13条线路。
2020年12月30日,以“杭城动脉”为主题全场47.48公里的杭州地铁七号线正式开通运营。作为2022年杭州亚运会的运输保障线路,7号线将连接起城站火车站、市民中心、奥体中心、萧山国际机场等重要站点,形成一条联系主城、江南副城和萧山国际机场的纽带,是杭州一条重要的旅游、交通枢纽线路。
7号线奥体中心站奥运五环灯饰
时代呼唤“大带宽车地无线回传”PIS网络
杭州7号线作为亚运会的运输保障工程,包括CCTV、PIS、广播、紧急文本、媒体信息发布内容都需要保持列车与站台间通信网络保障。在建设方案上若采用传统视频传输方案,业务运营部门无法对车厢内安全状况及时分析掌控,对外的公共媒体信息发布也缺少车内视频的回传收集,要满足该要求,车载存储设备的建设工程量极大,投资成本高。现代地铁建设除了基本的运输需求还需依托多媒体网络技术向乘客提供多元化、人性化的出行体验,包括但不限于在站厅、站台、出入口、列车客室的显示终端,实时发布的列车运营信息和公共媒体信息,车内高清车载视频,乘客WiFi体验等。随着业务的增多,如何在保障稳定性的条件下尽可能的提高回传带宽便成了目前的主要矛盾。
华为大带宽车地WLAN方案促进PIS系统进入新代际
华为在杭州地铁7号线的建设过程中,主要参与了PIS系统的建设,面对PIS系统的主要需求,华为提供了专业的WLAN承载方案,基于WiFi的车地快速切换技术又具有时延小,可靠性高、带宽大以及“0”丢包等技术特点:
一是“30ms快速切换技术”为信号连续性提供坚实保障。在华为的快速切换特性中,车载AP同时与多个轨旁AP建立链路,车载AP在移动中从已经建立链路的轨旁AP中选择一个合适的作为数据回传的AP。在这种方式下,由于车载AP已事先建立链路,在切换中省去了与新AP关联以及密钥协商等过程,切换时延大大减小,可在120km/h下,30ms内完成快速切换。
二是“软切换技术”大大提高信号可靠性。在华为的快速切换特性实现中采取了类“软切换”的方案,多条链路的同时建立可以保证当前回传链路恶化时可以及时选择其他链路进行回传。为保证信号的可靠性,在华为的算法中引入了滤波,P/N准则等理念,对测量信号进行了滤波算法处理,在算法判决时对测量信号通过P/N准则进一步保证信号的可靠性。另外算法通过设置信号下限和上限,保证回传链路的信号处于一个区间内,而不会出现过大或者过小的波动。
三是“大带宽”彻底解决PIS系统所面临的主要矛盾。华为的车载AP和轨旁AP支持802.11ac,同时支持对802.11a/b/g/n的兼容。采用双5G方案实测静态车地通信的平均带宽超600Mbps,动态测试车地通信平均带宽120Mbps,充分满足PIS系统多媒体的带宽需求。
四是“0”丢包完美保障PIS系统乘客体验。在切换过程中,华为快速切换技术可以做到几乎0丢包。对于组播流,车载AP将组播流引入到新的AP后,车载AP才会代替后端网络发起组播离开报文,也就是说在新关联AP通道的组播报文没有到来以前,车载AP仍通过原有轨旁关联AP接收组播数据。对于单播流,在转发表刷新之前走原AP收发报文,在刷新后走新的AP收发报文。
五是“干扰小”极大提高系统健壮度。在地铁中除了CBTC、PIS等地铁自有的无线通信系统,还部署有运营商的2G、3G和4G等民用系统以及TETRA等无线集群系统。为了减少对不同频段异系统的干扰, ETSI EN 301 893(5G)和ETSI EN 300 328(2.4G)对WLAN的发射指标做了定义,对WLAN在相关民用系统所在频段上的发射杂散做了严格的要求。比如在GSM(900MHz)系统所在的频段,要求5G的WLAN的杂散指标不超过-36dBm/MHz,而在UMTS(2100MHz)所在的频段要求杂散指标不得超过-30dBm/MHz。华为公司的AP产品严格遵照协议规范,相关指标完全满足协议要求,并取得了欧洲CE的认证和中国无委的认证。
杭州地铁7号线ICT系统通过华为大带宽车地WLAN方案加持,开拓出地铁无线网络建设的新征途。后续,无论是以数字化技术应对后疫情时代的挑战,还是以长远的数字化创新推动专业技术更新,华为始终与杭州市地铁集团在一起,继续为杭州地铁提供端到端、全方位、综合化的ICT产品与解决方案,让杭州百姓能够充分拥抱ICT新技术带来的便利,享受创新带来的效率提升,助力杭州地铁成为高速、稳定、智能的城市风景线!
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