尺素携手华为LTE 助力深圳地铁驶入4G快车道

近年来，全国各大城市地铁建设蓬勃发展。以深圳为例，预计明年全部通车的三期7/9/11号线土建工程基本完成，设备安装正在如火如荼的进行中，而六条延长线及四期6/8/10号线的设计也已开始步入正轨。随着可预见的地铁客流量持续增多，原本就在地铁业务中占据重要地位的车地无线传输子系统对新一代的解决方案要求日益迫切。车地无线传输子系统承载CBTC（Communication Based Train Control System-- 基于无线通信的列车自动控制系统）信号、车载视频监控、乘客信息下发、广告视频推送等对可靠性、稳定性、带宽等需求较高的业务，是为地铁保障安全运营，提升紧急事件反应速度而服务的重要子系统。

2015上半年，深圳尺素科技有限公司携手华为eLTE城市轨道交通解决方案中标深圳地铁11号线乘客信息系统（Passenger Information System，简称PIS）车地通信系统，助力深圳地铁部署更加安全、稳定、可靠的车地无线宽带传输。

深圳地铁11号线从深圳中心区福田至松岗碧头，全程18个站点，长度超过50Km，身兼机场快线和广深城际轨道线路双重任务，最高设计时速达到了120Km/h，是典型的“大站快车”线路。同时，11号线地形环境复杂，涵盖了高架、隧道、地面等多种场景，中间还穿过深圳宝安机场，因此对于车地无线网络的移动性、可靠性、抗干扰能力是极大的挑战。在系统设计期间，深圳尺素科技有限公司多次协同华为与深圳地铁共同进行实地考察及各种平台测试，历时两年有余。经过多方论证，深圳地铁最终确定采用LTE技术承载11号线PIS系统车地通信业务，而作为个中翘楚的华为eLTE城市轨道交通解决方案获得了客户的青睐。

传统的地铁车地无线传输基本采用WLAN技术实现，而WLAN在抗干扰、QoS（Quality of Service，服务质量）控制及对高速移动场景业务的支持等方面有着先天性缺陷。车地通信需要避免外部系统干扰导致的超大时延、持续丢包，同时需要抑制系统内干扰。而列车在交汇、追踪，维修检修场景一个小区内会有多个无线终端同时存在，造成多址接入干扰。现行的WLAN解决方案所采用的2.4GHz频段为开放的公共频段，多重业务并行，同时运营商3G/4G网络普及带来的手机Wi-Fi热点指数性增长，也使得WLAN网络工作环境恶劣程度雪上加霜，给地铁车辆安全、高效运行带来负面影响。

深圳地铁11号线采用的华为eLTE城市轨道交通解决方案采用1800MHz专用频段，有效抑制系统外干扰，ICIC（InterCellInterferenceCoordination，小区间干扰协调）技术抑制同频干扰，OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)/SC-FDMA(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波分频多工)免多址接入干扰，极大的提升了系统的可靠性。

深圳地铁的新建线路，设计时速为80-120公里/小时不等，传统的WLAN车地无线系统无法适应地铁高速化的趋势，在时速超过80公里/小时场景下丢包率急剧上升，超过100公里/小时则面临业务中断的风险。且受限于WLAN的覆盖距离(2.4G AP典型覆盖距离仅为200米左右，802.11ac采用5G频段，覆盖距离更小)，深圳地铁的既有线路轨旁AP数量众多，发射功率大，极易产生相互干扰。同时设备过多客观上造成切换频率高，对业务影响很大。

深圳地铁11号线采用的华为eLTE城市轨道交通解决方案运用匹配轨道应用场景的增强覆盖技术，典型覆盖距离达到1.2公，使轨旁设备数量相比传统方案大幅度减少；同时，独有AFC频偏纠正技术，支持350Km/h高速场景下的稳定数据传输；结合11号线实际场景，利用漏缆、天线、室分多种覆盖方式，完成隧道、高架、车辆段等不同环境情况下的无缝覆盖，并有效控制干扰。时速达到了120公里/小时的11号线共设有8节车厢，并且为了满足地铁安全运行及实时监测的需要，每节车厢安装了4个高清摄像头，包括司机室在内共有38路视频需要上传，对带宽及稳定性的要求极高。在列车高速运动的情况下，华为eLTE解决方案能够实现列车车厢、驾驶室的视频监控图像实时上传新闻、信息等视频业务实时下发。

另外，在QoS控制方面，传统的WLAN技术采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance带有冲突避免的载波侦听多路访问）机制，类似总线抢占方式，只有4个队列优先级，无带宽保障机制，不能提供精细化QoS。在多业务并行的场景下，用户、业务增加冲突加剧，系统吞吐量指数下降，极易造成拥堵。而eLTE采用基站集中分配时/频资源保障业务质量，用户、业务增加对系统吞吐量影响很小，同时9级QCI (QoS Class Identifier，用于衡量特定的提供给SDF（服务数据流）的包转发行为（如丢包率，包延迟预算）的标度值)，提供不同丢包、时延、带宽保障，GBR (Guranteed Bit Rate，指承载要求的比特速率被网络“永久”恒定的分配，即使在网络资源紧张的情况下，相应的比特速率也能够保持)满足用户的带宽保障需求。

深圳地铁11号线采用的华为eLTE城市轨道交通解决方案可以保障信号业务做到低时延(<100ms)、低丢包率(<1%)及带宽保证(100kbps/每车)，集群调度业务做到实时语音低时延(<150ms)，对PIS、CCTV等实时视频业务以较低的传输时延(<300ms)、低丢包率（<1%）确保视频图像清晰稳定，同时可以通过远程监控维护达到较低丢包率。

尺素科技协同华为多个部门就此项目共同组建了专业的交付团队，在设计联络会期间与客户及设计院反复沟通，在环境、交通状况恶劣的隧道及高架区间多次进行实地工勘，不断对安装部署方案进行优化完善，为本次工程增添了一抹亮色。

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