CBTC数据通信系统.ppt

1、A,1,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,LATS,A,2,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。,A,3,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。,A,4,DCS示意图,A,5,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

2、线设备，联锁站和控制中心的网络和骨干交换机。,A,6,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。,A,7,DCS的结构示意图,A,8,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。,A,9,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

3、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。,A,10,有线网络 内环网络,A,11,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。,A,12,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。

4、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。,A,13,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。,A,14,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

5、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。,A,15,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。,A,16,无线网络 接入点位置确定方法,A,17,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

6、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。,A,18,无线网络 无线网络通信协议,IEEE 802.11 FHSS （跳频扩频）: 一个开放的标准 指定运营频率范围：2.4 2.4835 GHz 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,A,19,DCS的特性,移动性 安全性 可靠性,A,20,安全性,所有对DCS的接入，都要经过一个保密器件 所有收到

7、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,A,21,室内设备,在控制中心ATC机架上由以下几部分组成： 媒体转换器子架(MC)， SM网络交换机子架， MM网络交换机子架， 安全设备(SD)子架， 配电模块1， 配电模块2， 光纤配线箱， 配电模块。,A,22,媒体转换器子架(MC),SNMP 管理模块 媒体转换器类型10/100,A,23,SM 网络交换机子架,RPS 120，交换机电源单元。它是正面安装的连接模块，由24V DC供电，可选的输入电压范围为100-120/220-240 VAC。 MS3124-4，媒体交换机模块。它是模块化管理的工业以太网交换机

8、。可以用以太网 (10 Mbit/s) 和快速以太网 (100 Mbit/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。 MM3-2FXS2/2TX1，2 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。 MM2-4TX1，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

9、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）。,A,24,MM网络交换机子架,MS2108-2，模块媒体SW SGL。它是模块化单模100 Mbit/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。 MM3-2FXM2/2TX1，模块媒体SW SGL。 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

10、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。,A,25,安全设备 (SD) 子架,PENTIUM CPU - 32MB PSA-AC/DC 5V (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。,A,26,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； 2.4

11、GHz/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。,A,27,AP箱,工业以太网交换机； 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。 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。 BDA 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。 电源装置 (PSU)；PSU 向机柜中的设备提供各级DC电源。 AP 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3 Mbps，自动反向速率为2Mbps 和 1Mbps。 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85C时，常闭触点切换为断开状态。,无 AC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240 VAC输入电源。保护装置LED点亮时表明此指示灯完全起作用。 AC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