CBTC数据通信系统(个人整理).ppt

,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,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-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。,DCS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。,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。,DCS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。,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 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,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,DCS的特性,移动性安全性可靠性,安全性,所有对DCS的接入，都要经过一个保密器件所有收到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,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。,媒体转换器子架(MC),SNMP 管理模块媒体转换器类型10/100,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。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）。,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。,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。,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；2.4GHz/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。,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敏电磁保护中；会在接地漏电、过载或短路的情况下跳闸。断路器用作AP机柜电源的开关，机组上需要任何服务时才操作此开关。,设备图片,AP箱,天线,室外设备 车载无线单元,车载无线部分设备由以下设备组成：车载无线单元（OBRU），主要包括MR（STA）、双向功率放大器、电源模块和保密器件；2.4GHz/9dBi增益的面板式天线；同轴射频电缆和接头等。,