城綜合管廊通信方案研究x

1、摘要針對目前城市綜合管廊的功能需求， 研究隧道區(qū)間常見的無 線通信設計方案，分析 400虛擬集群方案和無線局域網(wǎng)方案的優(yōu)勢和 適用場景。關鍵詞綜合管廊； 400 虛擬集群；無線局域網(wǎng)無線信號覆蓋系統(tǒng) 作為移動通信的設備之一， 為管廊移動用戶與移動用戶之間提供可靠 的通信手段，對于日常檢修、提高運營效率和管理水平、保證服務質 量、應對突發(fā)事件提供重要保證。本文根據(jù)綜合管廊功能需求研究 400 虛擬集群方案和無線局域 網(wǎng)方案，對比隧道區(qū)間內常見的無線通信方案， 分析不同方案的優(yōu)勢 和適用場景。1綜合管廊無線通信功能需求分析綜合管廊對于無線通信系統(tǒng)的 主要功能需求是語音通信， 另外無線通信系統(tǒng)還可以

2、提供一部分擴展 性的功能， 主要定位于輔助管廊內部的監(jiān)測和運營管理， 包括人員定 位和管廊內移動設備如巡檢機器人的監(jiān)測數(shù)據(jù)采集以及回傳等。無線通信系統(tǒng)面向的用戶主要是現(xiàn)場固定周期間隔一至兩周巡 檢和維修的工作人員和少量的內部管理人員。2400虛擬集群方案 400虛擬集群系統(tǒng)屬于窄帶無線傳輸 , 由分布 式對講中繼覆蓋基站和天饋分布系統(tǒng)兩部分組成?；咀鳛橄到y(tǒng)的核心部件，可以根據(jù)天線的數(shù)量分區(qū)部署基站， 并將基站利用無線網(wǎng)狀網(wǎng)技術連到統(tǒng)一的無線中繼網(wǎng)絡， 基站將接收 到的對講機信號在基站之間中繼， 回送到對講機終端， 起到對講機之 間的橋接作用。天饋分布系統(tǒng)使信號覆蓋管廊各個位置， 通過天線來發(fā)

3、射和接收 附近對講機終端的信息， 考慮綜合管廊的實際需求和投資成本， 本文 并不考慮采用泄露電纜做信號覆蓋。主要功能為對講機提供多個信道的呼叫半雙工的功能， 支持對講 終端編號，分組；支持群呼，組呼，監(jiān)聽，強插，強拆通話調度；支 持第三方軟件供應商開發(fā)軟件實現(xiàn)的平臺管理功能； 支持多個基站和 工作站的跨區(qū)域互聯(lián)；相比高頻段的無線傳輸方案， 400 無線設備信 號強，傳輸距離長，穿透、繞射能力強，傳輸過程衰減較小。同時 400 方案結構功能簡單，天線和基站設備投資成本較低。同時單個天線覆蓋距離長， 在無繞射無防火門遮擋的管廊綜合艙 區(qū)間內能達到 3 公里。電力，燃氣等艙室常見的防火分區(qū)間距在數(shù)百

4、米的量級， 一般用 單個天線滿足覆蓋要求。無線對講系統(tǒng)可以滿足管廊現(xiàn)場的語音通訊和日常運營管理需 求，但是受到窄帶傳輸協(xié)議的限制， 輔助的監(jiān)控功能和智能化的可擴 展性低。3 無線局域網(wǎng)方案是短距離無線線傳輸技術，是一種全世界公開 通用使用的無線頻段，全球各種無線產(chǎn)品均可以使用這個頻段。正是由于這種特性， 目前大部分無線路由器等無線產(chǎn)品都在這個 頻段上工作。方案的主要設備包括接入控制器和接入點， 采用集中式網(wǎng)絡架構 采用旁掛于監(jiān)控中心核心交換機一側，集中管理整個管廊內部的 , 目 前主流的具有強大的多管理能力， 可以通過多互為備份保障整個系統(tǒng) 的可靠性。無繞射無遮擋的管廊區(qū)間結構下， 可達到 2

5、00米的布置間隔， 在 區(qū)間轉彎處增加接入點調整間距。主要功能可承載多媒體業(yè)務分組數(shù)據(jù)， 支持自助設備的專用客戶 端軟件，提供通話監(jiān)聽、語音視頻會議、錄音等基本通訊要求。系統(tǒng)管理功能支持系統(tǒng)配置管理， 支持用戶管理， 支持統(tǒng)計報告 等。支持通過終端人員定位； 支持移動監(jiān)控設備如巡檢機器人的接入。 通過統(tǒng)一配置，對用戶業(yè)務實施優(yōu)先級分組、調度、阻斷、限速 等策略控制。間負載均衡按照用戶數(shù)量和用戶流量， 將用戶分配到同一組但負 載不同的上，實現(xiàn)不同之間的負載分擔，保證性能的穩(wěn)定性。安全特性1支持包括、2-、2-8021、四種認證加密方式來保證 無線網(wǎng)絡安全。2 終端無線接入加密可以對無線鏈路的數(shù)據(jù)

6、進行加密，以保證無 線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)只被所期望的用戶接收和理解。3 非法設備監(jiān)測支持攻擊檢測，對非法設備進行監(jiān)測、識別、防 范、反制，精細化管理控制。就管廊內部的用戶數(shù)量和業(yè)務需求而言， 雙頻傳輸標準帶寬很大， 其中 24 整體頻寬優(yōu)于其它無線頻段，使得整體數(shù)據(jù)傳輸速率提高。不限于無線語音和短數(shù)據(jù)業(yè)務，通過業(yè)務工作站和管理工作站， 系統(tǒng)方案自身有完善的中心平臺管理功能， 可以提高系統(tǒng)的運營管理 效率。而且由于協(xié)議的開放性具有很高的可擴展性， 方案可以拓展綜合 管廊輔助監(jiān)控功能和智能化功能。4 方案對比 800 頻段數(shù)字集群系統(tǒng)和 400 虛擬集群系統(tǒng)同為窄帶 無線傳輸，同時民用通信傳輸和同為寬帶無線

7、傳輸。把兩者加入對比可以闡明 400 虛擬集群系統(tǒng)和在不同的管廊應 用需求下的優(yōu)勢。數(shù)字集群系統(tǒng)穩(wěn)定性很高， 在指揮調度方面考慮的比較多， 可完 成話音、電路數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)業(yè)務的通信及以上業(yè)務的直通模式，廣 泛應用于水利、電力、民航、鐵路等部門。但是，不同于 400 虛擬集群系統(tǒng)的通用分組數(shù)據(jù)傳輸， 系統(tǒng)采用 專用的集群控制核心網(wǎng)設備， 網(wǎng)絡對外互聯(lián)部分技術不完全開放， 系 統(tǒng)功能可擴展性和靈活性低。另外，的系統(tǒng)設備采購和建網(wǎng)成本高， 天線覆蓋距離相對 400 方 案較小，集群控制核心網(wǎng)設備、終端設備和無線基站許可費用昂貴。作為一種寬帶的專用無線傳輸， 民用通信傳輸可以支持多運營商 通話及多種

8、業(yè)務。由于其很高的安全性， 目前在軌道交通行業(yè)主要應在于車地無線 通信。民用通信移動通信基站的建設是我國移動通信運營商投資的重 要部分，由移動運營商投資建設通信基站的建設一般都是圍繞覆蓋面、通話質量、投資效益、建 設難易、維護方便等要素進行。通信設備專用性強，設備及基站維護成本遠高于系統(tǒng)。另外，民用通信系統(tǒng)并非屬于管廊內部專用系統(tǒng)， 運營管理效率 低，同時無法擴展人員定位等輔助監(jiān)控功能。結合上表分析， 400、 800 方案僅能提供語音集群通訊，無法提 供多媒體傳輸業(yè)務，但是 400 虛擬集群方案投資成本更優(yōu)。民用通信建設投資成本高昂， 同時引入必須運營商同意， 并且需 要運營商提供基站設備， 無法提供綜合管廊專用的無線通信管理平臺。雖然系統(tǒng)投資成本較高， 但是對于大規(guī)模管廊而言運營管理功能 更完善，同時輔助監(jiān)控功能和智能化功能擴展性最強。5 結語在一般的城市共和管廊應用場景之下， 400 虛擬集群系統(tǒng) 和系統(tǒng)相比 800 頻段數(shù)字集群系統(tǒng)和民用通信傳輸都有各自的優(yōu)勢。在綜合管廊建設過程中， 兩者可以作為備選方案， 結合管廊區(qū)間 的形狀結構和兩者覆蓋范圍、業(yè)務功能等設置無線覆蓋通信系統(tǒng)。作者曾登科單位廣州地鐵設計研究院有限公司參考文獻 1 莫靜 飛,廖宇集群通信系統(tǒng)的應用