铁路5G专网宽带集群通信MC设备组网技术研究

为满足智能铁路的发展需要，我国铁路通信正在逐步向5G专网演进，其中，宽带集群通信MC设备是铁路5G典型应用的关键装备。智能铁路的发展对保障关键业务安全可靠提出了更高的要求，MC设备组网技术与集群和调度通信业务可靠性、稳定性密切相关。首先，阐释MC设备的系统架构和互联互通接口，提出MC业务功能需求，为组网技术研究奠定基础；其次，基于铁路5G专网建设规划，提出MC设备总体部署方案，并结合MC系统特点，提出相适应的云部署建议；最后，紧密结合铁路应用需求，通过研究主备、负荷分担、双活等技术，提出一种业务容灾能力更强的MC设备容灾备份方案。研究结果表明，所提出的部署和容灾备份等组网技术，能够为MC设备的工程应用提供指导，以提高系统和业务的可靠性；铁路宽带集群通信MC设备的应用，能够提供多媒体集群通信服务，为智能铁路发展提供有力的通信保障。     

铁路5G创新实验室正式投入使用

位于中国铁道科学研究院集团有限公司环行铁道试验基地的铁路5G创新实验室于2020年12月18日开通投入使用。按照中国国家铁路集团有限公司的统一部署要求,中国铁道科学研究院集团有限公司联合中兴、华为等国内多个主流5G设备厂商和三大运营商,共同搭建铁路5G创新实验室。实验室+外场(环行铁道5G实验环境)构建了我国铁路第1个内外场结合、动静态兼顾、公网专网融合的铁路5G移动通信平台,为铁路5G专网系统设备研发和铁路5G公网、专网应用业务调试提供了统一的测试环网境。     

5G-R核心网容灾组网方案及关键技术研究

铁路5G专网是我国铁路新一代移动通信系统，正处于科技攻关阶段。为规范核心网组网，明确设备技术要求，确保系统服务质量符合要求，核心网容灾组网方案亟待研究。首先，在调研分析铁路需求基础上，研究提出5G-R核心网规划方案；其次，研究组网关键技术，包括设备故障检测方式、参数设置和网元容灾备份部署方式及其适用性；然后，结合网元作用和接口协议，重点研究并提出4种网元容灾备份组网方案；最后，依托研发实验室进行测试验证。试验表明，网元故障时，系统自动倒换，网元故障倒换时间与设置的故障检测时长相关，建议小于20 s。建议将来在实际应用中，综合考虑网元的平均无故障恢复时间(MTBF)、交互心跳的性能处理能力等因素，进一步优化调整。     

5G公网铁路专用网络架构及安全部署方案

为解决5G公网网络稳定性不足，且5G-R频谱与网络资源受限的问题，通过分析3种5G专用网络部署方案的特点，并结合铁路业务对5G非公共网络组网的需求，基于公网集成非公共网络模式（PNI-NPN），探讨适用于铁路行业的5G公网专用部署方案，分析研究其可行性及应用前景；针对5G公网专用方案，提出相应的安全需求。该方案的探讨为铁路5G网络信息化建设提供参考。     

局干北环OTN混缆组网的探讨

通过对济南局集团公司北环OTN系统组网的现状进行分析,具体论证了G.653+G.652混缆组网应用技术,阐述了优化方案的可实施性,进而实现系统组网开通.以期建立满足铁路需求的通信系统网络。     

铁路多媒体调度通信系统的可靠性方案研究

为保障铁路运输指挥和行车安全,对铁路多媒体调度通信系统的可靠性进行研究,从外部运行环境、系统设备及其内部模块设计、混合组网等方面进行综合分析,提出整体可靠性技术方案。首先,系统可采用物理服务器或云平台部署方式,服务器部署时系统采用电源、磁盘的冗余备份,云平台部署时通过容错技术提升系统可用性并可根据负载调整需要计算资源,采用链路聚合、网络双平面等技术保证系统不受网络单点故障影响。其次,中心设备内部各模块采用主备或集群部署方式实现模块冗余备份,系统设备通过双中心组网实现异地容灾备份。最后提出IP和E1混合组网方案,确保IP网络故障时系统仍可通过E1组网提供语音调度通信业务。上述方案在出现局部故障的情况下,系统仍可不受影响地提供调度通信业务,有效保证铁路列车运行时多媒体调度通信业务的高可靠性。     

中兴DXT2000铁路专用调度通信系统建设数字化铁路通信网

模拟调度设备和集中设备是用于铁路行车调度指挥和铁路站内通信的重要通信设备,而只有数字化的调度设备才能从根本上提高铁路运输的安全性、可靠性和工作效率。 系统特点 中兴通讯专用调度通信系统DXT2000是针对铁路专用通信网的应用需求而开发的。利用DXT2000系统构成的数字化铁路调度通信系统,集中了调度机,集中机,区转机功能,实现了铁路调度通信的数字化,该系统提供了对原有模拟系统的无缝连接。具有2M数字中继、2/4线音频、共线调度、自动电话、ZB D、磁石、选号及数据接口,充分满足了专网通信调度系统调度电话、区间电话、站场通信、音频及数据专线的要求;DXT2000设备采用链形,星型及混合组网方式,提高了专网传输通     

移动性增强技术在铁路5G专网中应用场景研究

超高可靠低时延通信是5G移动通信系统的三大特性之一,移动性增强是实现超高可靠低时延特性的一个关键技术。铁路5G专网同样也有高可靠性低时延的要求,列车在高速运行过程中,用户设备需要不断在相邻小区间进行业务切换,主要探讨移动性增强技术中的条件切换、双激活协议栈和快速切换失败恢复等3项功能在铁路5G专网中的应用场景。根据这3项功能的工作机制和铁路5G专网覆盖模型的特点,认为双激活协议栈和快速切换失败恢复对减少业务中断时延,保障列车运行安全具有很好的应用价值。     

面向铁路5G移动通信的SPN与OTN网络融合方案研究

铁路新基建关于5G-R核心网及数据中心的建设规划，对承载网的系统容量、可靠性、业务发展余量、网络性能等提出更高要求，发展新的承载技术势在必行。从业务适配、网络切片、管控系统等方面，对SPN、增强型IP RAN及M-OTN 3种承载网技术分析比较，推荐采用SPN作为铁路5G系统的承载技术，阐述了铁路5G承载网组网需求及架构，并针对不同应用场景接入层提出SPN技术方案。     

BITs—512铁路专用通信系统的应用方式

介绍了ＢＩＴｓ－５１２铁路专用通信系统在铁路调度试验网中的组网应用方式及功能特点。     

5G-R系统核心网5GC组网技术和部署方案研究

5GC是5G-R系统核心网的重要网元,是实现5G-R系统承载无线调度通信、列车运行控制、行车指挥、运营维护信息传送等多种应用业务的关键。为了保证各种应用业务的实时性、可靠性、可用性和可维护性,基于国际3GPP规范,分析了5GC架构和网元功能;结合铁路业务需求、维护需求和应用场景,梳理归纳了5GC组网原则;研究各铁路局集团公司5GC规划部署方案,提出了5GC云平台架构和建设方式等建议;结合5GC网元功能和组网技术,提出了5GC各网络功能容灾备份组网方案建议,AMF/SMF/UPF等网络功能可采用负荷分担方式,其他网络功能宜采用主备工作方式。     

基于5G-R的铁路物联网固定终端连接管理平台方案

5G-R系统是铁路下一代数字宽带移动通信系统,在民用5G系统的基础上针对中国铁路应用场景定制化开发。在高带宽、大连接、低时延的标准特性上,增加了集群通信、智能呼叫、位置管理等铁路特定功能。为适应智能铁路物联网需求发展,面向铁路沿线5G-R网络覆盖,针对铁路物联网数据回传与行车业务数据共网回传的需要,在5G-R体系中提出连接管理平台功能实体。连接管理平台用于管理铁路物联网中进行基础设备设施监测检测的地面固定终端,通过协调数据发送计划,平衡无线网络话务量,实现对无线资源的统一调度,在保障行车数据传送的基础上实现铁路基础设备设施监测检测系统数据有序回传。针对铁路基础设备设施监测检测系统固定终端的业务需求,对连接管理平台的系统架构、功能组成、运维管理提出细化方案。     

铁路通信发展探讨

从工程实际出发,对比地铁通信系统、境外铁路通信系统与我国铁路通信系统的建设模式以及技术标准,结合大数据、云计算、物联网、移动互联网、人工智能等新技术应用,根据智能铁路建设需求,从通信业务网、通信承载网、通信支撑网等方面探讨铁路通信未来发展思路。铁路通信应打破固有的专业边界及既有技术框架,融合通信、信息专业内外的新业务,推进相关技术政策发展,补充完善标准规范建设,实现资源监测自动化、网络管理综合化以及维护管理现代化,发挥其作为铁路中枢神经系统的决定性作用,共同打造智能铁路。     

铁路电报通信系统的研究

分析既有铁路电报交换网存在的缺陷,从铁路局电报通信系统实际应用出发,对改造铁路电报通信系统、报所组网及电报终端、局端与报所IP传输通道的实现、新的铁路电报通信系统与既有电报网的互联互通进行研究。对铁路电报通信系统改造有一定借鉴意义。     

ADSL技术在铁路管理信息系统中应用的可行性

介绍了ADSL技术的设备构成，从通信质量和信通道等方面，分析了铁路管理信息系统对铁路通信的要求，重点探讨了ADSL技术在铁路管理信息系统应用的可行性。     

DSS1信令在编组站数字调度专用通信系统组网中的应用

为提高铁路编组站数字调度专用通信系统的实时性、便捷性、稳定性和安全性,结合兰青二线引入兰州西编组站工程,以中间站和编组站业务需求为基础,针对铁路数字调度专用通信系统常规组网模式的不足,将1号数字用户信令系统DSS1信令(30B+D)植入编组站数字调度通信系统组网中,利用简单的网络结构和极少的传输资源实现编组站复杂而不确定的通信需求,解决以往组网结构臃肿、配置复杂和维护繁琐的问题.该组网方案的成功优化及顺利开通为大型编组站相关设计提供借鉴.     

铁路信号机房环监功能实现与组网分析

铁路信号机房环境监测是保障信号设备可靠运用的有效手段之一,其组网方式从早期的信号集中监测独立组网到今天的通信动环系统组网,都未能完全满足设备维护管理部门对信号机房环境监测的需要。新提出的改进型信号机房环监组网方式,继承了动环系统集成化、专业化的特点,并利用既有信号集中监测的网络通道及终端,为各级信号设备维护管理部门及时准确掌握机房设备运行环境状态提供了有效途径。     

铁路调度通信系统的运用与优化

调度通信系统是铁路行车调度指挥的重要组成部分,论述了铁路专用调度通信设备的技术发展历程,针对高铁客专、干线、支线等不同线路主要运用模式和技术特点,提出调度通信系统适应性的发展趋势及技术实现方案。     

UIC未来铁路移动通信系统研究

随着5G“新基建”战略的部署和推进,我国积极开展铁路新一代移动通信应用技术创新方案及相关标准的研究工作。在此背景下,我国铁路通信相关部门深度强化国际交流合作,参与国际铁路联盟专门为未来铁路移动通信系统研究设立的FRMCS项目。介绍FRMCS项目的目标以及我国铁路参与项目研究的意义,阐述FRMCS的组织架构、工作机制及其在国际铁路通信相关标准制定工作中的角色和地位,重点围绕用户需求规范、功能需求规范、车载设备迁移方案等方面进行分析。探讨我国铁路车载通信设备的迁移方案,并梳理用户需求、功能需求及未来制定的系统需求之间的关系,最后阐述FRMCS项目的后续工作计划。     

5G和WiFi6技术在地铁BAS中的研究与应用

城市轨道交通环境与设备监控系统(building automation system,BAS)的传统组网方案主要是冗余现场总线和工业以太网方案,这两种方案均需要铺设大量通信电缆,且数据传输速度和距离会受到一定限制。随着5G和WiFi6无线通信技术的普及与应用,通过与传统组网方案进行对比分析,提出基于5G和WiFi6的BAS冗余无线通信方案。相比传统BAS组网方案,该方案大大增强了BAS系统的稳定性、可靠性、扩展性、维护性和数据实时性,同时优化了施工图纸设计,避免了大量通信电缆的铺设施工,降低了相关材料和人力成本。此方案符合《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中提出的应用云计算、大数据、物联网、5G等新兴技术,深度融合乘客、设施、设备、环境新信息,构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国式智慧城市轨道交通的发展战略。