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华为GSM-R分布式基站在铁路行业的应用

时间:2013-10-24 来源:中国集群通信网 作者:华为 点击:
        为了帮助铁路行业客户更好地解决隧道、桥梁等特殊场景无线信号覆盖需求,华为GSM-R推出分布式基站DBS3900解决方案。在国内大秦线电气设备升级改造一期工程中,采用DBS3900替换老旧直放站,无线通信网络指标显著提升,确保了4亿吨煤运畅通无阻,保障客户无风险运营、持续高效益经营。
 
        铁路沿线复杂的地形、地貌和特定的业务场景,对GSM-R无线信号覆盖提出了包括容量、切换和建站安装等多方面的要求。目前,采用传统宏基站可以较好的应用于区间站和开阔地带,完成铁路通信任务。但在并线、交叉、枢纽站、编组场、隧道、桥梁和山谷多弯等地带,面对复杂的频率规划需求和严格的建站安装要求,传统宏基站无法很好的满足上述要求,通常是采用直放站来解决覆盖问题。然而,铁路客户却不得不长期面对直放站技术所带来的以下诸多问题:

l        覆盖能力较弱,多站址导致建站成本增加;信号多次转换引起网络性能下降,给列车正常运行带来安全隐患。 直放站将基站模拟信号经过两次转换处理,还原出来的射频信号必然存在一定程度上失真,并且引入额外的噪声,降低了无线信号覆盖范围,两次变频还导致时延增大,引起性能下降。

l        设备更换频繁,频繁进站引起高额的运维成本,严重影响了列车的正常运行。 直放站设备易老化、性能不够稳定、故障率高,需要频繁进站更换设备;直放站设备技术标准不统一,厂家能力也参差不齐。

l        可维护性差,不支持与基站主设备共网管,增加铁路线路通信网络建网成本。需要部署单独的网管系统来监控直放站设备的运行状态,无法做到与主设备共网管,监控报警信息通过公网传送,漏报、错报现象严重。

l        不支持扩容,不支持向LTE制式演进,铁路客户投资得不到很好地保护。无线通信领域已经飞速进入LTE时代,已经落后的直放站技术将被更为先进的技术所替代是必然趋势。

分布式基站解决方案能很好的满足铁路沿线多种场景的无线通信需求,可帮助铁路行业客户彻底解决直放站所带来的问题。华为分布式基站DBS3900包括基带处理单元(BBU)和射频拉远单元(RRU)两部分。

图1-1 分布式基站在铁路沿线的应用

        相比直放站,分布式基站DBS3900具有以下优势:

l        DBS3900支持RRU共小区,可以减少小区切换次数。1个BBU下的多个子区在物理上分布在不同的站址,但逻辑上是同一个小区,每个子小区的载波数、频点、信道配置等小区参数相同。以6个子区共小区为例,切换次数从7次减少到2次。

图1-2 DBS3900共小区应用示意图

l        覆盖能力提升,减少站址,降低客户建网成本。通过射频拉远技术,使得射频模块可以分散安装,RRU可上塔安装,所需的馈线长度大幅减少,节省了馈线成本,减少了馈线损耗,系统增益提高3~5dB,覆盖半径增加20%以上。

l        射频性能佳,无线通信网络稳定可靠,保障列车安全运行。BBU和RRU之间的传输过程不存在数模、模数转换,射频信号无失真 ,BBU直接传送基带信号到RRU,时延小。

l        采用先进的功放技术,延长设备使用寿命。RRU采用第三代功放技术,如基带削波、数字预失真等技术,功放线性好,可靠性高。

l        支持网络管理共享,故障检测准确,可以减少进站维护次数,减少了网络部署和运维成本。

图1-3 分布式基站监控管理

l        采用SingleRAN硬件平台,支持未来向LTE制式演进,保护客户投资。 DBS3900可同时支持GSM-R和LTE两种制式,未来演进到LTE制式后,可为铁路客户提供无线宽带数据业务,如车厢内宽带数据接入、车厢内无线视频监控等业务。

        通过合理规划容量,重新配置小区参数,并根据容量需求配置载频数量确保功率匹配,充分进行光纤利旧,可实现一对一替换现有老旧直放站,节点功率可和替换前保持一致。DBS3900替换现有直放站方案如图1-2所示。

图1-4 DBS3900替换直放站方案
 
        DBS3900已经成功在国内外多条铁路线成熟商用。全长653公里的大秦重载运输线路是国家煤炭运输大动脉,承担着全国铁路煤炭运量的近1/5,是我国“西煤东运”的重要生命线,全年运量超过4亿吨。2004年华为GSM-R网络成功应用于大秦线,并获得2008年度国家科技进步一等奖。大秦线沿线存在大量隧道、长坡等特殊场景,建网时采用了传统的直放站技术以满足这些特殊区域的无线信号覆盖,沿线部分站点直放站设备已开始老旧。华为配合太原铁路局电务处在2013年5月份,顺利完成20多处长坡道、隧道等复杂场景70多套分布式基站设备的安装和调试,大幅度提升网络性能,切换成功率指标显著提升,达到了预期效果。DBS3900在大秦线的成功应用,将大大延长大秦重载运输线的通信网络生命周期。

图1-5  DBS3900分布式基站在大秦线某隧道内的应用(左:BBU, 右:RRU)
 


(中国集群通信网 | 责任编辑:陈晓亮)

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