導(dǎo)語(yǔ)：城市綜合管廊通信方案研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對(duì)目前城市綜合管廊的功能需求，研究隧道區(qū)間常見(jiàn)的無(wú)線通信設(shè)計(jì)方案，分析400M虛擬集群方案和無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）方案的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：綜合管廊；400M虛擬集群；無(wú)線局域網(wǎng)

無(wú)線信號(hào)覆蓋系統(tǒng)作為移動(dòng)通信的設(shè)備之一，為管廊移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶之間提供可靠的通信手段，對(duì)于日常檢修、提高運(yùn)營(yíng)效率和管理水平、保證服務(wù)質(zhì)量、應(yīng)對(duì)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400MHz虛擬集群方案和無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）方案，對(duì)比隧道區(qū)間內(nèi)常見(jiàn)的無(wú)線通信方案，分析不同方案的優(yōu)勢(shì)和適用場(chǎng)景。

1綜合管廊無(wú)線通信功能需求分析

綜合管廊對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)的主要功能需求是語(yǔ)音通信，另外無(wú)線通信系統(tǒng)還可以提供一部分?jǐn)U展性的功能，主要定位于輔助管廊內(nèi)部的監(jiān)測(cè)和運(yùn)營(yíng)管理，包括人員定位和管廊內(nèi)移動(dòng)設(shè)備（如巡檢機(jī)器人）的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集以及回傳等。無(wú)線通信系統(tǒng)面向的用戶主要是現(xiàn)場(chǎng)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(nèi)部管理人員。

2400MHz虛擬集群方案

400MHz虛擬集群系統(tǒng)屬于窄帶無(wú)線傳輸,由分布式對(duì)講中繼覆蓋（DRS）基站和天饋分布系統(tǒng)兩部分組成。DRS基站作為系統(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(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)連到統(tǒng)一的無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)，DRS基站將接收到的對(duì)講機(jī)信號(hào)在基站之間中繼，回送到對(duì)講機(jī)終端，起到對(duì)講機(jī)之間的橋接作用。天饋分布系統(tǒng)使信號(hào)覆蓋管廊各個(gè)位置，通過(guò)天線來(lái)發(fā)射和接收附近對(duì)講機(jī)終端的信息，考慮綜合管廊的實(shí)際需求和投資成本，本文并不考慮采用泄露電纜做信號(hào)覆蓋。主要功能：為對(duì)講機(jī)提供多個(gè)信道的呼叫（半雙工）的功能，支持對(duì)講終端編號(hào)，分組；支持群呼，組呼，監(jiān)聽(tīng)，強(qiáng)插，強(qiáng)拆通話調(diào)度；支持第三方軟件供應(yīng)商開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)管理功能；支持多個(gè)基站和工作站的IP跨區(qū)域互聯(lián)；相比高頻段的無(wú)線傳輸方案，400MHz無(wú)線設(shè)備信號(hào)強(qiáng)，傳輸距離長(zhǎng)，穿透、繞射能力強(qiáng)，傳輸過(guò)程衰減較小。同時(shí)400MHz方案結(jié)構(gòu)功能簡(jiǎn)單，天線和基站設(shè)備投資成本較低。同時(shí)單個(gè)天線覆蓋距離長(zhǎng)，在無(wú)繞射無(wú)防火門(mén)遮擋的管廊綜合艙區(qū)間內(nèi)能達(dá)到3公里。電力，燃?xì)獾扰撌页Ｒ?jiàn)的防火分區(qū)間距在數(shù)百米的量級(jí)，一般用單個(gè)天線滿足覆蓋要求。無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)可以滿足管廊現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音通訊和日常運(yùn)營(yíng)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(kuò)展性低。

3無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）方案

WLAN是短距離無(wú)線線傳輸技術(shù)，是一種全世界公開(kāi)通用使用的無(wú)線頻段，全球各種無(wú)線產(chǎn)品均可以使用這個(gè)頻段。正是由于這種特性，目前大部分無(wú)線路由器等無(wú)線產(chǎn)品都在這個(gè)頻段上工作。方案的主要設(shè)備包括接入控制器（AC）和接入點(diǎn)（AP），采用集中式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),采用AC旁掛于監(jiān)控中心核心交換機(jī)一側(cè)，集中管理整個(gè)管廊內(nèi)部的AP,目前主流的AC具有強(qiáng)大的多AP管理能力，可以通過(guò)多AC互為備份保障整個(gè)WLAN系統(tǒng)的可靠性。無(wú)繞射無(wú)遮擋的管廊區(qū)間結(jié)構(gòu)下，AP可達(dá)到200米的布置間隔，在區(qū)間轉(zhuǎn)彎處增加接入點(diǎn)調(diào)整間距。主要功能：可承載多媒體業(yè)務(wù)IP分組數(shù)據(jù)，支持自助設(shè)備（BYOD）的專用客戶端軟件，提供通話監(jiān)聽(tīng)、語(yǔ)音視頻會(huì)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(jì)報(bào)告等。支持通過(guò)WiFi終端人員定位；支持移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備（如巡檢機(jī)器人）的接入。通過(guò)AC統(tǒng)一配置，對(duì)用戶業(yè)務(wù)實(shí)施優(yōu)先級(jí)分組、調(diào)度、阻斷、限速等策略控制。AP間負(fù)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(fù)載不同的AP上，實(shí)現(xiàn)不同AP之間的負(fù)載分擔(dān)，保證AP性能的穩(wěn)定性。安全特性1）：支持包括WEP、WPA/WPA2–PSK、WPA/WPA2–802.1X、WAPI四種認(rèn)證/加密方式來(lái)保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全。2）終端無(wú)線接入加密：可以對(duì)無(wú)線鏈路的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)只被所期望的用戶接收和理解。3）非法設(shè)備監(jiān)測(cè)：支持WIDS/WIPS攻擊檢測(cè)，對(duì)非法設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、識(shí)別、防范、反制，精細(xì)化管理控制。就管廊內(nèi)部的用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)需求而言，雙頻WLAN傳輸標(biāo)準(zhǔn)帶寬很大，其中2.4G整體頻寬優(yōu)于其它無(wú)線頻段，使得整體數(shù)據(jù)傳輸速率提高。WLAN不限于無(wú)線語(yǔ)音和短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過(guò)業(yè)務(wù)工作站和管理工作站，WLAN系統(tǒng)方案自身有完善的中心平臺(tái)管理功能，可以提高系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理效率。而且由于協(xié)議的開(kāi)放性具有很高的可擴(kuò)展性，WLAN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(duì)比

800MHz頻段TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)和400MHz虛擬集群系統(tǒng)同為窄帶無(wú)線傳輸，同時(shí)民用通信LTE傳輸和WLAN同為寬帶無(wú)線傳輸。把兩者加入對(duì)比可以闡明400MHz虛擬集群系統(tǒng)和WLAN在不同的管廊應(yīng)用需求下的優(yōu)勢(shì)。TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)穩(wěn)定性很高，在指揮調(diào)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(wù)的通信及以上業(yè)務(wù)的直通模式，廣泛應(yīng)用于水利、電力、民航、鐵路等部門(mén)。但是，不同于400MHz虛擬集群系統(tǒng)的通用IP分組數(shù)據(jù)傳輸，TETRA系統(tǒng)采用專用的集群控制核心網(wǎng)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)對(duì)外互聯(lián)部分技術(shù)不完全開(kāi)放，系統(tǒng)功能可擴(kuò)展性和靈活性低。另外，TETRA的系統(tǒng)設(shè)備采購(gòu)和建網(wǎng)成本高，天線覆蓋距離相對(duì)400M方案較小，集群控制核心網(wǎng)設(shè)備、終端設(shè)備和無(wú)線基站許可費(fèi)用昂貴。作為一種寬帶的專用無(wú)線傳輸，民用通信LTE傳輸可以支持多運(yùn)營(yíng)商通話及多種業(yè)務(wù)。由于其很高的安全性，目前在軌道交通行業(yè)主要應(yīng)在于車地?zé)o線通信（CBTC）。民用通信移動(dòng)通信基站的建設(shè)是我國(guó)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商投資的重要部分，由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商投資建設(shè)。通信基站的建設(shè)一般都是圍繞覆蓋面、通話質(zhì)量、投資效益、建設(shè)難易、維護(hù)方便等要素進(jìn)行。LTE通信設(shè)備專用性強(qiáng)，設(shè)備及基站維護(hù)成本遠(yuǎn)高于WLAN系統(tǒng)。另外，民用通信系統(tǒng)并非屬于管廊內(nèi)部專用系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)管理效率低，同時(shí)無(wú)法擴(kuò)展人員定位等輔助監(jiān)控功能。結(jié)合上表分析，400MHz、800MHz方案僅能提供語(yǔ)音集群通訊，無(wú)法提供多媒體傳輸業(yè)務(wù)，但是400MHz虛擬集群方案投資成本更優(yōu)。民用通信建設(shè)投資成本高昂，同時(shí)引入必須運(yùn)營(yíng)商同意，并且需要運(yùn)營(yíng)商提供基站設(shè)備，無(wú)法提供綜合管廊專用的無(wú)線通信管理平臺(tái)。雖然WLAN系統(tǒng)投資成本較高，但是對(duì)于大規(guī)模管廊而言WLAN運(yùn)營(yíng)管理功能更完善，同時(shí)輔助監(jiān)控功能和智能化功能擴(kuò)展性最強(qiáng)。

5結(jié)語(yǔ)

在一般的城市共和管廊應(yīng)用場(chǎng)景之下，400MHz虛擬集群系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)相比800MHz頻段TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)和民用通信LTE傳輸都有各自的優(yōu)勢(shì)。在綜合管廊建設(shè)過(guò)程中，兩者可以作為備選方案，結(jié)合管廊區(qū)間的形狀結(jié)構(gòu)和兩者覆蓋范圍、業(yè)務(wù)功能等設(shè)置無(wú)線覆蓋通信系統(tǒng)。

作者:曾登科 單位:廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司

參考文獻(xiàn)：

[1]莫靜飛,廖宇.集群通信系統(tǒng)的應(yīng)用及其發(fā)展[J].通信世界，2003(08).

[2]樊昌信，等.通信原理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2001.

[3].張方奎,張春業(yè).短距離無(wú)線通信技術(shù)及其融合發(fā)展研究[J].電測(cè)與儀表,2007(10).

[4]隋宇,程小蓉,陳輝煌.基于TD-LTE的寬帶集群通信系統(tǒng)研究[J].重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016(06).