基于TD-LTE技术的宽带集群无线通信系统在广州地铁18、22号线应用的实例分析.pdfVIP

基于TD-LTE技术的宽带集群无线通信

系统在广州地铁18、22号线应用的实

例分析

摘要：本文主要叙述广州地铁18、22号线工程专用无线通信系统采用基于

TD-LTE技术的宽带集群通信系统的设计方案、系统构成、主要设备功能等内容。

该系统拥有大带宽的传输能力、高速移动性、高度的可靠性，为地铁运营、调度、

安全行车提供了优质的通信服务。

关键字：双机备份；异地容灾；主备冗余；主备时钟同步

1、设计方案

1.1LTE的关键技术

LTE(LongTermEvolution,长期演进）是由3GPP组织制定的UMTS技术标准

的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动，LTE系统引

入了OFDM和MIMO等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率,并支持多

种带宽分配，且支持全球主流2G/3G段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，

系统容量和覆盖也显著提升。

1.2系统综述

广州市地铁18、22号线工程专用无线通信系统采用1.8GHzTD-LTE（分时长

期演进）通信制式，系统为小区制的无线宽带多媒体数字集群通信系统。本系统

完全满足基于LTE技术的宽带集群通信(B-TrunC)系统的相关要求，是一个有线、

无线相结合的网络系统，由核心网设备、网络管理设备、录音录像设备、调度服

务器、调度台、BBU、RRU、列车车载台、固定台、TAU、移动人员手持终端、漏

泄同轴电缆、天馈系统、防雷器设备以及传输通道构成。

1.3系统拓扑

18号线控制中心、22号线停车场各自设置核心网设备、调度服务器、接口

服务器、网管服务器等设备分部与各自的核心交换机相连，两台核心交换机通过

区间光缆直连形成核心网主备通道。

LTE无线系统基站的组网方式采用BBU（室内基带处理单元）+RRU（射频拉

远单元）分布式基站方案,在线路所有车站、控制中心、车辆段及停车场专用通

信系统设备室设置BBU/RRU设备，在区间设置RRU，RRU用光纤与BBU直接连接。

BBU通过传输提供的以太网传输链路与控制中心的交换机相连，从而分别接入各

自核心网。BBU与核心网之间连接方式采用星型连接。

控制中心调度大厅、主要设备用房、办公区域、每个站厅、出入口通道、车

控室等室内区域通过吸顶天线覆盖，车库内采用室内定向天线实现场强覆盖，地

下站台和区间通过漏缆进行覆盖，正线上下行线路的外侧各敷设一条漏泄同轴电

缆。天线、漏缆通过馈线与RRU连接。

调度台、车载台、手持台、固定台等终端通过无线网络实现语音、视频通信

业务。

通过TD-LTE宽带数字集群系统卓越的VPN虚拟专网功能，将整个网络划分

为两个调度子系统，各调度子系统尽管共享核心网资源，但是调度运行分别独立

并互不干扰，满足18、22号线地铁各自运营、调度、维护的要求。如图1所示。

图1系统整体框图

2、系统配置

全IP架构的TD-LTE宽带多媒体数字集群系统，系统的内部数据处理和交换

全部基于IP，包括调度台在内的中心设备也全部采用IP数据交换。由于采用了

最先进和最流行的IP化核心设备，有很高的数据吞吐率，用户和基站接入能力

非常高，使得系统具备更平滑的扩容能力，通过扩容可以实现整个系统共享，为

18、22号线后期线路扩容做好了预留。同时，系统支持话音和数据的VPN服务，

为不同线路适度保持其相互独立提供了保证，分别由不同线路的网络管理终端管

理各自的设备和用户，而完全互不干扰。如图2所示：

图2系统布局图

两套核心网设备互为主备方式进行异地容灾方式备份。当主用网络设备可用

时，所有业务都由主用网络设备处理，备用网络设备无业务负荷（实时数据同

步）；当检测到任一设备主机异常，主用设备不可用时，由冗余设备接管业务。

倒换时，主用设备原来建立的业务中断，备用设备升为主用设备并提供服务。各

设备备份过程包括主备竞争、数据备份和主备倒换，数据备份只包括数据库备份

和文件备份，不需要备份内存数据。

3、主要设备功能

3.1核心网

采用的集群云核心网eCNS是LTE车地无线系统的核心网设备。eCNS基于网

络功能虚拟化