LTE系统轨道交通领域应用案例
此项目是我司针对地铁轨道交通应用定制的专网LTE系统，系统提供完整的LTE核心网和网管设备、LTE基站设备、无线信号覆盖设施(天线，泄漏电缆等)，能为城市轨道交通CBTC信号系统以及其他通信业务需求提供大容量、稳定可靠的车--地双向数据传输通道。
通过充分研究和分析了城市轨道交通应用的需求和特点，有针对性地对LTE系统进行了优化和改进，使之更加契合城市轨道交通环境，为CBTC系统以及其他业务提供更加优良的业务性能。
案例特点：
l 城市轨道交通专用的无线通信频段，避免受到公网和公众WIFI 频段干扰
l LTE系统设计具备双网冗余特性，LTE基站无线信号采用两种频段共址覆盖，LTE车载终端设备采用双网设备同时工作，LTE核心网以及和基站之间的传输通道也基于双网独立部署、同时工作，确保CBTC业务传输的可靠性专网。
l 优化的终端切换性能，针对典型的列车线性运动模式，简化小区间切换算法，提高切换速度和稳定性。
l 无线传输性能优化：针对典型的列车线性运动模式，可以简化上下行链路估计，加快信道调度算法，能以最快的速度调整上下行无线传输的调制阶数和码率，高效合理的分配无线资源，达到最优的无线传输性能。
l LTE专网基站采用一体化设计，将BBU、RRU集成在一个设备箱内，减小设备数量和体积，便于在轨道交通环境中安装、布设和维护，一体化LTE基站采用全铝压铸机箱，提高设备散热能力，适应轨道封闭应用环境。
系统主要设备介绍:
LTE基站（ENB）
无线单元接入点，是LTE有线系统和无线系统的转换点。相比于传统模式的2G、3G Node B，ENB集成了部分RNC的功能，减少了通信时协议的层次。基站采用分布式架构，包括基本功能模块：基带控制单元和射频单元。设备具有以下特点：
l 采用LTE标准先进技术，例如OFDM调制、MIMO技术、等先进的管理调度；
l 别于传统的BBU-RRU设备结构，基站将BBU、RRU集成到一个机箱内部，减小设备体积，便于设备在特殊环境布设
l 基站和核心网之间之间支持电口、光口IP传输； 支持电口、光口以太网设备；
l 同步方式可采用IEEE 1588 V2、GPS、北斗技术。
ENB产品规格
项目 | 指标 |
技术标准 | LTE TDD 3GPP Release 9 |
工作制式 | LTE TDD |
工作频段 | 1.8GHz |
工作带宽 | 5MHz/10MHz/15MHz/20MHz |
支持的滤波器带宽 | 20M/15M/10M/5M |
发射功率 | 2×10W |
接收灵敏度 | ＜-113dBm |
调制方式 | QPSK，16QAM，64QAM |
最大数据吞吐率（20M带宽） | 下行60Mbps /上行40Mbps |
最大数据吞吐率（5M带宽） | 下行10Mbps /上行5Mbps |
MTBF | ≥ 48900小时 |
MTTR | ≤ 0.5小时 |
工作电源 | 220V /AC 或者-48V /DC |
设备功耗 | 150W |
外形尺寸 | 尺寸（高×宽×深）：298*357.5*424 mm，重量：25 Kg |
环境温度 | -40~+65°C |
环境湿度 | 5%~95% |
防护等级 | IP65 |
核心网（EPC）
核心网EPC为高集成服务器设备，设计和实现符合3GPP R9技术标准，支持标准化接口，设备具有高集成性和可靠性，能够满足行业客户的专网专用要求，为专网用户提供高速宽带业务服务。设备具有以下特点：
l EPC产品兼容3GPP R9规范，采用通用的ALL-IP 方式的软硬件平台，支持EPS 多 种移动网络，支持E-UTRAN无线网络的接入，采用一体化的设计架构，极大的减少 运营和维护成本
l EPC标准配置集成了MME、S-GW、P-GW等网元的功能，可以根据客户需求再将PCRF、HSS等网元集成到一个机箱结构中，方便各种对体积要求严格的专用网络的应用
l 产品采用标准接口，通过标准 S1 接口与基站 eNodeB 连接、SGi 接口与外部网 络连接，与基站共网管平台，可以方便的和 E-UTRAN 及外部网络进行通信，实现无 缝与现网融合基站和核心网之间之间支持电口、光口IP传输；支持电口、光口以太网设备
l 术支持CP和DP硬件分离，实现控制面和数据面分布式部署，可灵活可组网，同时也可保证控制数据和用户数据独立和安全性
l 为提高系统可靠性，有必要采用双机热备份的方式来确保EPC设备的可靠性。如果一台EPC出现故障，可以在1S内实现EPC业务的顺利转移，保证LTE网络提供的服务不受影响
EPC产品规格
项目 | 指标 |
产品类别 | 机架式 |
产品结构 | 2U |
颜色 | 银色 |
最大支持用户数 | 10000 用户 |
最大数据吞吐率 | 上下行 2Gbps |
最大基站数目 | 1000 |
供电方式 | 两路220V AC，双电源备份 |
最大功耗 | <500W |
网口 | 提供 4个以太网接口 |
长期环境温度 | 15~+35°C |
短期环境温度 | 5~+40°C |
存储温度 | 0~+50°C |
环境相对湿度 | 5%~95% |
防护等级 | 不防水 |
TE网管服务器（OMC）
LTE网管服务器是LTE系统的管理中心，主要负责管所有LTE基站、EPC和监控时钟服务器工作状态，一机维护整体的方式减轻了系统维护成本，该网管服务器对于整个系统具有管理、设置、查询、更新等功能，包含基站和EPC的设备参数配置、网关配置、告警、日志、用户管理、性能管理和系统更新等模块，能够实时监控时钟服务器的状态和告警。
OMC产品规格
项目 | 指标 |
产品型号 (Model) | Dell PowerEdge T130 |
产品外观 (Size) | 尺寸（高×宽×深）：360×175×435mm |
产品类别 | 塔式 |
产品结构 | 5U |
颜色 | 黑色 |
最大数据吞吐率 | 上下行 2Gbps |
最大基站数目 | 1000 |
供电方式 | 一路220V AC |
最大功耗 | <500W |
网口 | 提供 4个以太网接口 (4 Ethernet port) |
长期环境温度 | 15~+35°C |
短期环境温度 | 5~+40°C |
存储温度 | 0~+50°C |
环境相对湿度 | 5%~95% |
防护等级 | 不防水 |
PTP时钟服务器
同步基准时钟提供一款满足电信运行商、电力系统、轨道交通系统的时间和频率同步精度要求的新型基准时钟。采用GPS或北斗卫星接收作为主时间和频率源，同时接受1PPS+TOD、PTP等其他时间源和E1频率备用输入信号。输出用户所需的PTP、NTP、IRIG-B、1PPS+TOD等各种时间信号，输出E1、2048Khz、T1、1554Khz频率信号。PTP满足1588v2。设备的频率同步特性满足YD/T 1012-1999中一级基准时钟的要求，时间同步功能和性能满足YD/T 2022-2009中时间同步设备的要求。既可以作为BITS设备组建数字同步网，也可以作为时间同步设备组建时间同步网。
时钟服务器规格
项目 | 指标 | ||
外观尺寸 | 19’标准机柜，深度29cm，高度4U | ||
供电功耗 | 双路 -48V /DC，最大功耗240W | ||
运行温度 | -5~+50°C | ||
环境湿度 | 5%~95% (无凝结) | ||
技术特性 | l 基于GPS或者北斗2代一级参考源 l 基于1588v2（Telecom Profile） l PTP输入、E1输入、1PPS+TOD输入 l NTP输出，PTP输出、1PPS+TOD输出 l E1输出、T1输出、2048Khz输出、1544Khz输出 l IRIG-B时间码输出 l 跟踪卫星系统输出精度优于100纳秒 l 跟踪卫星信号频率精度优于2E-12（24小时） l 采用独特测量和守时技术在失去GPS后72小时内时间精度保持相对UTC优于1微妙，频率优于1E-11（24小时） | ||
板卡端口配置 | 时钟卡 * 2 (冗余)，各两个PTP输出端口 输入GPS卡 * 2 (冗余) | ||
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