DCS子系統(tǒng)介紹解讀ppt課件

1、DCS子系統(tǒng)簡(jiǎn)介,2014年1月20日 主講人：楊元明,關(guān)鍵設(shè)備簡(jiǎn)介： (1)ZC:區(qū)域控制區(qū)。 一號(hào)線布置了兩臺(tái)，升仙湖站和世紀(jì)城站 區(qū)域控制器基于該區(qū)域內(nèi)所有列車的位置和方向，發(fā)出移動(dòng)權(quán)限(MAL)指令，并持續(xù)更新和傳輸；計(jì)算移動(dòng)權(quán)限，以保證列車安全隔離，并達(dá)到最小的列車運(yùn)行間隔 （2）CC:車載控制器。 每臺(tái)裝備車，前后端分別裝備 車載控制器負(fù)責(zé)列車安全定位。檢測(cè)查詢應(yīng)答器，用測(cè)速器和加速度計(jì)更新列車的安全位置。該安全位置通過(guò)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)，傳輸?shù)絽^(qū)域控制器 (ZC)以及列車自動(dòng)監(jiān)控(ATS)系統(tǒng)。 （3） Microlok II：聯(lián)鎖控制器，在七個(gè)聯(lián)鎖站安裝。成都地鐵一號(hào)線正

2、線采用分布式聯(lián)鎖控制方式。全線分為七個(gè)聯(lián)鎖區(qū)。每個(gè)聯(lián)鎖區(qū)包括有岔站和無(wú)岔站，由位于設(shè)備集中站的聯(lián)鎖控制器Microlok II控制,一、DCS系統(tǒng)基本介紹,基本概念介紹： (1)IEEE:美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì) IEEE 802委員會(huì)，它成立于1980年2月，它的任務(wù)是指定局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 802.3 標(biāo)準(zhǔn)，有線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 802.11標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802.11g 54Mbps (2) 交換機(jī)：交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱。廣義的交換機(jī)（switch）就是一種在通信系

3、統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。 (3) RPR:RPR的簡(jiǎn)稱Resilient Packet Ring彈性分組環(huán) 主要實(shí)現(xiàn)功能：RPR可以提供在故障出先后50ms時(shí)間內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)倒換業(yè)務(wù) (4)dbi:天線對(duì)信號(hào)變形和在特定方向聚焦的能力稱為天線增益，用以表達(dá)在所需方向的信號(hào)有多強(qiáng)(比較最壞的天線而言)、均勻地在所有方向分布信號(hào)(一種等方性的輻射)的術(shù)語(yǔ),5)CBTC:（communication based train control system )基于通信的列車自動(dòng)控制 (6)丟包率 丟包率（Loss Tolerance或packet loss rate）是指測(cè)試中所丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送

4、數(shù)據(jù)包的比率，通常在吞吐量范圍內(nèi)測(cè)試。丟包率與數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度以及包發(fā)送頻率相關(guān)。通常，千兆網(wǎng)卡在流量大于200Mbps時(shí)，丟包率小于萬(wàn)分之五；百兆網(wǎng)卡在流量大于60Mbps時(shí)，丟包率小于萬(wàn)分之一。 （7）吞吐量 吞吐量是指在沒(méi)有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠接受的最大速率. 鏈路上的可用帶寬（帶寬）與實(shí)際鏈路中每秒所能傳送的比特?cái)?shù)（吞吐量,DCS,數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)（Data Communications Subsystem, DCS）是一個(gè)寬帶通信系統(tǒng)，提供了CBTC系統(tǒng)內(nèi)的三個(gè)主要列車控制子系統(tǒng)，包括中央控制室（OCC），軌旁子系統(tǒng)（ZC、MicroLock ）和車載子系統(tǒng)（CC）以及其他沿線地面設(shè)備之

5、間雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)交換。DCS子系統(tǒng)基于開(kāi)放的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)：有線通信部分采用IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線通信部分采用先進(jìn)的WLAN技術(shù)IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)，最大程度地采用成熟的設(shè)備,DCS承載的業(yè)務(wù)為USSI信號(hào)系統(tǒng)的車地通信，USSI系統(tǒng)對(duì)DCS系統(tǒng)有明確的指標(biāo)要求： 1、DCS骨干網(wǎng)傳輸能力不小于500Mbps,骨干網(wǎng)是2.5GMbps 2、車地通信無(wú)線傳輸能力不小于1Mbps，最高傳輸速率54Mbps； 3、車地通信丟包率不大于1%； 4、單次報(bào)文時(shí)間的平均值是100ms，最大值要小于500ms；如果延時(shí)大于500ms就會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng) 帶寬： 1M 2-3M 丟包率： 小于

6、1% 千分之五 切換時(shí)間： 小于50ms 100-200ms,DCS性能指標(biāo),無(wú)線控制器 172.17.12.11 升仙湖至桐梓林AP 172.17.12.21 桐梓林至世紀(jì)城AP 172.17.12.31 出入段線 172.17.12.41 車輛段、試車線,二、DCS子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) (1)軌旁骨干網(wǎng)絡(luò):是整個(gè)DCS系統(tǒng)的核心傳輸網(wǎng)平臺(tái)，用以連接控制中心、車輛段、設(shè)備集中站。 (2)軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)子系統(tǒng)：是DCS的車站信息節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各種控制信號(hào)信息的邊緣有線接入 (3)車地通訊網(wǎng)子系統(tǒng)：是軌旁無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的集合，包括軌旁無(wú)線接入點(diǎn)及相關(guān)的光纖傳輸系統(tǒng) (4)車載網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)：是列車信息網(wǎng)絡(luò)的集

7、合，包括車載無(wú)線、有線和其它車載控制系統(tǒng)部件,1)骨干網(wǎng)的架構(gòu),軌旁骨干網(wǎng)采用業(yè)內(nèi)關(guān)鍵應(yīng)用組網(wǎng)的通用架構(gòu)構(gòu)建，由專用的光傳輸平臺(tái)產(chǎn)品和骨干交換機(jī)構(gòu)成，此架構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)層次劃分科學(xué)、高可擴(kuò)展性和可維護(hù)性等特點(diǎn)； 骨干光傳輸平臺(tái)采用思科專業(yè)的ONS 15454E多業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)品以及先進(jìn)的RPR技術(shù)構(gòu)建，骨干交換機(jī)采用Catalyst 6506E核心交換機(jī)產(chǎn)品。 運(yùn)營(yíng)控制中心和車輛段各部署兩臺(tái)骨干交換機(jī)以及兩臺(tái)光傳輸設(shè)備（A、B網(wǎng)分別部署，兩網(wǎng)獨(dú)立并行運(yùn)行），正線共7個(gè)設(shè)備集中站，其骨干交換機(jī)采用A、B網(wǎng)交叉布放方式,世紀(jì)城站部署兩臺(tái)骨干交換機(jī)以及兩臺(tái)光傳輸設(shè)備,其余6站各部署一臺(tái)骨干交換機(jī)以及一臺(tái)光傳

8、輸設(shè)備,骨干交換機(jī)上聯(lián)本站光傳輸設(shè)備，光傳輸設(shè)備之間通過(guò)光纖互聯(lián)組成RPR環(huán)網(wǎng)； 在業(yè)務(wù)保護(hù)上, 采用RPR的保護(hù), 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)和收斂(50ms), 而無(wú)須依賴于底層SDH傳輸層保護(hù)機(jī)制, 大大節(jié)約了帶寬資源,DCS系統(tǒng)從總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上充分考慮了交換機(jī)設(shè)備的冗余配置以保證其可靠性。 A、B網(wǎng)交叉布放方式： 升仙湖站、天府廣場(chǎng)站、火車南站組成一個(gè)RPR環(huán)網(wǎng) A網(wǎng) 文殊院站站、省體育館站、孵化園站組成一個(gè)RPR環(huán)網(wǎng) B網(wǎng) 使用ONS 15454E多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)，連接起來(lái)即可構(gòu)成RPR的環(huán)網(wǎng),正線所有車站均部署一臺(tái)軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)和一臺(tái)有線設(shè)備接入交換機(jī)（ A、B網(wǎng)分別部署，兩網(wǎng)

9、獨(dú)立并行運(yùn)行）； 軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)和有線設(shè)備接入交換機(jī)分別以星型方式千兆上聯(lián)所屬的本區(qū)域骨干交換機(jī)； 軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)以百兆光纖連接本站區(qū)域各軌旁AP，有線設(shè)備接入交換機(jī)通過(guò)百兆雙絞線為本站內(nèi)各軌旁有線設(shè)備提供接入； 軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)采用思科ME-3400-24FS-A設(shè)備，有線設(shè)備接入交換機(jī)采用思科WS-C3560設(shè)備,2）軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò),是軌旁無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的集合，包括軌旁無(wú)線接入點(diǎn)及相關(guān)的光纖傳輸系統(tǒng) 提供車地之間雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)交換。無(wú)線接口采用國(guó)際先進(jìn)的IEEE 802.11g技術(shù)，并遵循IEEE 802.11i無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。 車地通訊網(wǎng)絡(luò)主要由軌旁AP、

10、光電轉(zhuǎn)換器、天線、連接線纜、供電部分設(shè)備、保護(hù)箱設(shè)備組成。 軌旁AP采用防護(hù)等級(jí)為IP65的室外防護(hù)機(jī)箱，滿足項(xiàng)目防護(hù)等級(jí)要求； 軌旁AP分為A、B網(wǎng)設(shè)備獨(dú)立部署，采用思科1310無(wú)線AP設(shè)備及13.5dBi的八木定向天線； 任一網(wǎng)絡(luò)（A網(wǎng)或B網(wǎng)）軌旁AP的部署遵循無(wú)線信號(hào)重疊覆蓋的原則，即每個(gè)軌旁AP的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍為2倍的軌旁AP部署間距,3)車地雙向通信網(wǎng)絡(luò),軌旁AP連接方式,軌旁接入交換機(jī)-A網(wǎng),軌旁接入交換機(jī)-B網(wǎng),軌旁AP-A網(wǎng),軌旁AP-B網(wǎng),N 站,N+1 站,軌旁接入交換機(jī)-B網(wǎng),軌旁接入交換機(jī)-A網(wǎng),上圖僅為邏輯示意圖，實(shí)際項(xiàng)目中所有軌旁AP均部署在隧道弱電一側(cè),任一網(wǎng)絡(luò)

11、（A網(wǎng)或B網(wǎng)）軌旁AP的部署遵循無(wú)線信號(hào)重疊覆蓋的原則，即每個(gè)軌旁AP的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍為2倍的軌旁AP部署間距，如下圖所示,AP01,AP03,AP02,無(wú)線覆蓋區(qū)域,無(wú)線覆蓋區(qū)域,無(wú)線覆蓋區(qū)域,任一軌旁AP故障的情況下，仍能維持軌旁無(wú)線信號(hào)的連續(xù)覆蓋,AP01,AP03,AP02,無(wú)線覆蓋區(qū)域,無(wú)線覆蓋區(qū)域,車地雙向通信網(wǎng)絡(luò)軌旁AP無(wú)線信號(hào)重疊覆蓋,車地雙向通信網(wǎng)絡(luò)軌旁AP布點(diǎn)原則（以單網(wǎng)為例,根據(jù)計(jì)算以及實(shí)際工程測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，我們建議隧道內(nèi)直線區(qū)段的軌旁AP部署間距為200米左右；彎道區(qū)段的軌旁AP部署間距以可視距離為參考原則；彎道、地面段等特殊環(huán)境下的AP部署方案可根據(jù)實(shí)際勘測(cè)結(jié)果最終確定

12、； 站臺(tái)附近如存在抽風(fēng)機(jī)設(shè)備，在站臺(tái)長(zhǎng)度不長(zhǎng)的情況下，為避免抽風(fēng)設(shè)備對(duì)無(wú)線信號(hào)的阻隔和反射影響，建議站臺(tái)兩端軌旁AP部署點(diǎn)選擇距離抽風(fēng)機(jī)稍遠(yuǎn)的地方； 軌旁AP的布點(diǎn)設(shè)計(jì)還需避開(kāi)隧道內(nèi)的人防段和隔斷門位置； 軌旁AP天線安裝支架的設(shè)計(jì)需要能夠適應(yīng)各種不同隧道洞型的差異，以確保軌旁天線與車載天線的極化方向保持一致,車地雙向通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用802.11g標(biāo)準(zhǔn)，A、B網(wǎng)使用Channel 1和Channel 11兩個(gè)不重疊的無(wú)線信道； 在列車車頭和車尾各部署一個(gè)車載MR設(shè)備（分屬于A、B網(wǎng)），采用思科1310無(wú)線設(shè)備及10dBi八木定向天線,4）車載數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分別由車頭駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分及

13、車尾駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分組成。其中車頭駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分由車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單元即WGB 1310、車載天線、車載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和車載CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成。車尾駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分也同樣由車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單元即WGB 1310、車載天線、車載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和車載CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成。具體車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)溆上聢D所示,車載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單元我們同樣采用Cisco Aironet 1310，只需簡(jiǎn)單的把Cisco Aironet 1310配置成WGB工作模式，Cisco Aironet 1310即工作在WGB狀態(tài)下。 與軌旁天線的選擇一樣，車載無(wú)線單元的天線配置為分極天線。在列車車頭和車尾各部署一個(gè)車載MR設(shè)備（分屬于A、B網(wǎng)），采用思科

14、1310無(wú)線設(shè)備及10dBi八木定向天線,成都地鐵1號(hào)線DCS系統(tǒng)包含3部分設(shè)備: 交換機(jī): 包含BS和AS交換機(jī):BS交換機(jī)為6506;AS交換機(jī)分有線接入交換機(jī)3560和無(wú)線接入交換機(jī)3400 無(wú)線設(shè)備 包含無(wú)線控制器和軌旁AP 光傳輸設(shè)備 包含ONS15454,1.運(yùn)營(yíng)控制中心和車輛段骨干交換機(jī)采用Catalyst 6506E核心交換機(jī)外觀圖,2.無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)WS-C3560-24TS-S,3.有線設(shè)備接入交換機(jī)ME-3400-24FS-A,4.軌旁AP：接入點(diǎn) Access Point 采用的是Cisco 1310 AP產(chǎn)品,AP機(jī)箱,5.思科的ONS 15454E多業(yè)務(wù)光傳輸產(chǎn)

15、品 Cisco ONS 15454 是多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)，ONS 15454可以利用靈活的光傳輸技術(shù)（例如新興的彈性分組環(huán)（RPR）、SDH和DWDM/CWDM），將以太網(wǎng)、IP、存儲(chǔ)和TDM服務(wù)整合到一起，為城域網(wǎng)（MAN）電信運(yùn)營(yíng)商提供了一個(gè)極為可靠的解決方案,課程1：光纖類型,單模,多模,課程1：光纖類型,單模光纖芯徑?。?0m m左右），僅允許一個(gè)模式傳輸，色散小，工作在長(zhǎng)波長(zhǎng)（1310nm和1550nm），與光器件的耦合相對(duì)困難 多模光纖芯徑大（62.5m m或50m m），允許上百個(gè)模式傳輸，色散大，工作在850nm或1310nm。與光器件的耦合相對(duì)容易 而對(duì)于光端模塊來(lái)講，嚴(yán)格的說(shuō)

16、并沒(méi)有單模、多模之分。所謂單模、多模模塊，指的是光端模塊采用的光器件與何種光纖配合能獲得最佳傳輸特性。 一般有以下區(qū)別： 單模模塊一般采用LD或光譜線較窄的LED作為光源，耦合部件尺寸與單模光纖配合好，使用單模光纖傳輸時(shí)能傳輸較遠(yuǎn)距離,課程1：光纖接頭,課程1：光纖接頭,1、FC 型，緊固方式為螺絲扣。光纖布線架選用該種接頭較多。 2、SC 型，GBIC接頭。室外AP箱接光電轉(zhuǎn)換器。 3、LC 型，mini GBIC接頭，連接SFP模塊。 4、ST型，卡接式圓型,課程1：光纖跳線,兩端都是LC，都插到SFP模塊中,課程1：光纖跳線,一端是FC，一端是SC，SC就是插在GBIC模塊上的接口,課程

17、1：光纖跳線,SC到LC，一頭GBIC,另一頭MINI-GBIC,課程1：光模塊,作為光接口收發(fā)光信號(hào)，和光纖、尾纖對(duì)接 將光信號(hào)引入光板，并在光板中處理 之所以在光板上用光模塊而不是直接將光接口固定在光板上是因?yàn)?，采取光模塊，可以保證光板能適應(yīng)各種的光接口當(dāng)采取SC、FC、LC各種尾纖連接時(shí)，都可以通過(guò)更換相應(yīng)的光模塊來(lái)解決。 光模塊壞的時(shí)候便于更換,光模塊的作用,課程1：光模塊,課程1：光模塊,GBIC 封裝，熱插拔千兆接口光模塊，采用SC 接口； SFP 封裝，熱插拔小封裝模塊，目前最高數(shù)率可達(dá)4G，多采用LC 接口； XENPAK 封裝，應(yīng)用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)，采用SC 接口； XFP 封裝

18、，10G 光模塊，可用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)，SONET 等多種系統(tǒng)，多采用LC 接口,三、設(shè)備介紹,1. 軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò) 軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)包括Cisco WS-C3560-24TS-S、WS-C3560-48TS-S和ME-3400-24FS-A交換機(jī)。這些交換機(jī)提供各軌旁子系統(tǒng)（ZC、MicroLock 、 ATS等）和軌旁無(wú)線設(shè)備（軌旁AP等）接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)的接口。接入交換機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的10M/100M 以太網(wǎng)接口，遵循國(guó)際通行的IEEE 802.3u和802.3x協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用UDP/IP協(xié)議 2軌旁數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò) 軌旁數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括Cisco 15454E光傳輸設(shè)備和Cisc

19、o WS-C6506-E骨干交換機(jī)。Cisco 15454E將骨干交換機(jī)采用RPR（Resilient Packet Ring）彈性分組環(huán)技術(shù)連接起來(lái)，集IP的智能化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率、可靠性于一體。RPR技術(shù)在提供類似SDH級(jí)網(wǎng)絡(luò)可靠性的同時(shí)降低了傳送費(fèi)用。Cisco WS-C6506-E為接入交換機(jī)提供了高速的上行接口，從而使其接入骨干網(wǎng),3車載數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò) 車載數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括Cisco AIR-BR1310G-A-K9-R AP組裝成的MR。提供各車載子系統(tǒng)（自動(dòng)列車防護(hù)子系統(tǒng)ATP、自動(dòng)列車運(yùn)行子系統(tǒng)ATO等）和車載設(shè)備（司機(jī)駕駛臺(tái)TOD、安全I(xiàn)/O控制器MTORE等）以及車載無(wú)線設(shè)備（如車載AP）之間的通信接口。車載交換機(jī)模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的10M/100M 以太網(wǎng)接口，遵循國(guó)際通行的IEEE 802.3u和802.3x協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用UDP/IP協(xié)議。 4軌旁通訊網(wǎng)絡(luò) 軌旁通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括Cisco AIR-LAP1310G-A-K9R AP組成的AP機(jī)箱（還包括光電轉(zhuǎn)換器，電源等部件），軌