数据通信系统研究背景98课件

数据通信系统研究背景目前八、九号线采用基于通信的列车控制系统解决方案（CommunicationBasedTrainControl,缩写CBTC）通过无线通信方式（而不是轨道电路）来确定列车位置，从而实现列车控制的信号系统。CBTC

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。数据通信系统研究背景

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。DCS

构

成

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。这些设备将会在下一个单元中给出详尽介绍。数据通信系统的结构概述

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。数据通信系统的结构示意图

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。

DCS

构

成

示

意

图无线网络

——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。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无线网络

——接入点位置确定方法例举资料：原始数据整理数据最终数据无线网络

——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•指定使用于无需许可证的工业，科研和医疗（ISM）频段•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，这对于铁路应用环境是很理想的，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CS