主頁（http://www.by236.com）：LTE、TETRA、WLAN在軌交通信領域的發展趨勢

導讀

近些年來， 在信息通信領域中， 發展最快、 應用最廣的就是無線通信技術。 在軌道交通行業亦如此。

目前， 國內地鐵行業最熱門的無線通信技術主要是 LTE、 TETRA、 WLAN。 其中 LTE 是三者中在軌道交通領域最新出現的技術， 也是當前大家最關注的熱點； TETRA 在軌道交通專用無線通信領域應用非常成熟、 普遍， 但在TETRA 國產化、不同廠家產品之間互聯互通兩方面仍是大家當前關注、 研究的熱點； WLAN 在軌道交通領域的應用也非常成熟、 廣泛， 但目仍在積極拓展新的應用領域 ( 比如公共 WiFi 的接入服務） 和更好的應用效果 ( 比如標準的演進， 可以提供更大帶寬； 各種技術改進或創新 )。

LTE、TETRA、WLAN 是當前地鐵公司在工程前期最優先考慮的三種無線通信技術。那么，當前的地鐵業主如何看待并選用這三項技術？近期，本刊記者對諸多地鐵業主及協會專家進行了采訪。

在工程前期對設備選型的時候， 各大地鐵集團一般都會綜合考慮， 再確定如 何 靈 活 選 用 LTE、 TETRA、 WLAN等無線通信技術。 以廣州地鐵為例， 目前廣州地鐵已經建設了兩張成規模的網絡， 也培養出完善的自主維修人員隊伍。因此在設備選型時主要從運營安全、系統成熟度、 售后服務、 開通業績、 維修成本等角度綜合出發。“ 一方面要有成熟開通業績， 避免工程失敗風險， 另一方面考慮網絡互聯互通及備件的互通性、 維修的延續性， 另外更重要的是要考慮招標的公開公平公正性， 避免排他性設置。” 廣州地鐵相關負責人如此表示。 深圳地鐵相關負責人也表示，“ 新投標的產品至少要滿足能和既有線路實現互聯互通”， 他們更傾向于選擇國產化設備。

LTE：“帶寬”是最大優勢

正致力實現互聯互通LTE 已經成為下一代移動通信的主流演進方向， 它也是今年軌道交通行業關注的一個熱點， 很多新開線路都打算直接采用 LTE 技術， 也非常關注 LTE 在軌道交通行業應用的進展。

據 TD 產業聯盟秘書長楊驊介紹，目前很多地鐵都已采用了 LTE， 均應用在了 PIS 系統中， 有些地鐵還同時承載了調度系統或列控系統。 比如鄭州地鐵1 號線是全國第一條應用 LTE 技術的地鐵線路， 在 2013 年 12 月 28 日已開通運營， 石家莊、 天津、 長春、 沈陽、 深圳等地地鐵都采用 LTE承載 PIS系統 （ 已在實施）， 鄭州、 杭州、 溫州、 重慶、烏魯木齊、 北京、 哈爾濱也在建 LTE。廣州地鐵明確后續線路專用無線系統均采用 TD-LTE 技術建設， 主要承載無線語音業務、 多媒體視頻調度業務、 列車視頻監控系統、 列車告警系統上傳、CBTC 等業務。

“ LTE 獨特優勢使它非常適合軌道交通的列控系統， 比如高可靠性、 高移動性、 完善的安全保障機制、 可實現大量數據上傳等。” 楊驊介紹， LTE 可適應最高時速 500 公里， 完全可以保證地鐵列控系統的技術要求。 目前重慶地鐵正在做 LTE 承載 CBTC 的測試。

另 外， LTE 最 大 的 優 勢 是 帶 寬，CCTV 監 控 系 統、 門 禁 系 統、 BAS 系統、 FAS 系統等很多數據都可以在同一張 LTE 網上承載， 從而避免重復建設，實現規模化、 低成本建設。

當 然， 如 果 要 采 用 LTE， 就 面 臨頻點申請的問題。 雖然國家已經指定1785 ～ 1805Mhz 頻段可用于城市軌道交通行業專用通信， 但此頻段并非軌道交通專用頻段， 電力、 石油等行業專用通信網和公眾通信網同樣可以使用。 因此地鐵如需使用 LTE 方案， 可能會面臨申請不到頻點， 或跟其他行業的申請產生沖突。 比如徐州地鐵非常傾向于采用 LTE， 但目前頻點還沒有申請下來，成為選用 LTE 的一個障礙。 長春只申請到 10M 頻帶。 廣州地鐵申請到的頻率資源范圍為： 地面 8MHz（ 規避廣東省南方電網申請的 5M 頻點）， 地下區間 13MHz。“ LTE 支持多種帶寬分配：1.4MHz， 3MHz， 5MHz， 10MHz，15MHz 和 20MHz 等， 各地鐵公司可以根據申請到的情況靈活應用。” 楊驊介紹道。

繼 2014 年 11 月 WP5A 會議上，中國代表團成功推動各國政府和機構支持基于 TD-LTE 技術的無線寬帶集群通信標準， B-TrunC 標準成為 ITU 國際標準。 在政府及 TD 產業聯盟等多方面支持下， 我國已成立了 B-TrunC 產業聯盟。 目前該聯盟在積極組織、 推動不同廠家 B-TrunC產品的互聯互通測試。

B-TrunC 標準的完成， 代表基于 TDLTE 技術的寬帶集群通信技術框架和具體技術方案基本完成， 但各個廠家對于協議、 技術標準的理解可能會有差異。“ 我們當前做的工作， 可以保證各個廠家對標準的理解保持一致， 從而保障互聯互通， 增加客戶招標時的選擇性， 通過競爭進一步降低客戶采購成本。” 楊驊解釋道。

TETRA：“國產化”是熱點期

待更好互聯互通TETRA 系統主要用于承擔地鐵運行過程中的列車調度、 信號傳輸等要害信息傳輸任務， 是地鐵專用通信系統的重要組成部分。在各個地鐵的實際應用中，TETRA在各方面的功能比較完善、 穩定，深受業主好評。就我們此次了解的情況，目前國內已開通線路的專用無線通信系統基本都是采用 TETRA， 一部分新建招標的線路也仍然會繼續采用 TETRA。

一直以來 TETRA 的國產化率都是相對比較低的， 但近兩年來情況發生了一些變化， 國內不少廠家開始提供國產化的 TETRA 系統， 比如中國電科 54所、東方通信、 海能達等， 而且他們的產品也具有性價比更合理、 服務更快速、 能以更開放的姿態推進互聯互通等諸多優勢， 并已有一些實際應用， 比如 54 所的設備已在開通的北京地鐵 7 號線投入使用， 鄭州地鐵、 溫州地鐵、 烏魯木齊地鐵等應用國產 TETRA 的線路也在建設中。

長春地鐵對國產化 TETRA 的熱情比較高， 相關負責人表示，“ 國產化TETRA 的價錢可以便宜三分之一至三分之二。 在未來兩三年內， 將有兩三條采用國產化 TETRA 的線路開通，TETRA國產化的趨勢會更加明顯。” 另外， 進口 TETRA 升級換代比較快， 舊版本設備的維修、 更換都受到約束， 這也是不少地鐵業主對進口 TETRA 感到困擾。目前， 很多國內地鐵已經采用國產化的TETRA 系統， 比如長沙地鐵、 廈門地鐵、深圳地鐵三期等。

但在有些城市地鐵業主的印象里，目前做 TETRA 國產化的供應商主要是做二次開發， 有些廠家已經開始做自己的基站、 交換機等設備。 也因此， 他們還是更傾向于選擇摩托羅拉、 空客等國外供應商， 認為他們的產品更穩定、可靠。 沈陽地鐵代表在采訪中就表示，“ 我們更注重技術。 一旦在技術選型選定 TETRA， 還是會優先考慮選用進口產品”。

當然， TETRA 也存在一些問題。 首先， 由于提供 TETRA 系統的廠家不同，眾多地鐵業主會面臨一個 TETRA 系統互聯互通的問題。“ 比如空客與摩托羅拉兩家的核心交換機要實現簡單的語音互聯十分困難， 且沒有推進的動力。”有業主這樣反映。 目前已有廠家著手在做不同廠家之間產品之間的互聯互通，但這個項目目前還在進行中， 相關信息還不便透露。

其次， TETRA 帶寬不足。 目前軌道交通智能化要求越來越高， 所需要實現的空口業務越來越多， TETRA 帶寬顯得很不足， 難以滿足軌道交通后續發展需求。

第三， TERTA 市場競爭性不足。 核心設備無法互聯不兼容， 基站及交換機版本軟件無法平滑升級， 各類接口差異性大， 導致外圍配套廠家接口也無法統一，同一二次開發廠家在不同線路設備、接口差異性極大，設備差異大，導致研發、生產成本高， 這些配套廠家發展后勁不足， 對后續運營支撐不足。

WLAN： 技術相對成熟 亟待解決現存問題

WLAN 是目前軌道交通應用的主要的無線通信技術之一， 目前技術已經相當成熟， 可以應用于車地通信、 PIS、CBTC、 地鐵商業 WIFI 等各個業務系統， 在各個地鐵線路上應用普遍。 比如廣州地鐵應用 WIFI 技術的主要系統有 CBTC、 PIDS、 乘客車載 WIFI 等。主 要 頻 點 是 2.4G， 采 用 802.11n，802.11g， 后續新線建設 PIDS 系統將采用 5.0G 802.11ac 技術。

但與此同時， 受限于技術本身的一些先天天特性， WLAN 系統還存在一些比較普遍的問題， 這點很多業主單位都有所反映。 比如 WLAN 同時應用于車地通信、 PIS、 CBTC、 地鐵商業 WIFI 等各個業務系統時， 會存在相互干擾的問題； 系統安全問題； WLAN 應用于 PIS等系統時， 會存在在高速移動時視頻切換時間比較長、 卡片的現象。

首先， 目前已建的很多線路信號系統已經采用 WLAN， 在這種情況下， 如果其他系統也采用 WLAN， 那么頻段之間就容易發生沖突和信號干擾。 而且WLAN 所用的 2.4G 為開放頻段， 隨著乘客的手機智能終端越來越多， 更增加了面臨干擾的風險。 這個問題如何解決呢？“ 針對 WIFI抗干擾性能力差的問題，各個廠家都有自己的解決方案， 但沒辦法從根本上解決。” 徐州地鐵相關負責人如此表示。

其次， 采用 WLAN 的視頻在流暢性方面存在問題，尤其在列車高速運行時，實時直播效果不好， 切換時間比較長，經常會有卡片的現象。究其原因，一方面，WLAN 最初是一套民用標準， 其應用速度上限為 80 公里 / 小時， 因此當應用到對速度有要求的工業領域便存在著明顯的不足； 另一方面， 由于 WLAN 抗干擾性弱， 所以其保護機制非常嚴格， 比如每 1M 的帶寬， 就需要 0.5M 的帶寬作為保護機制， 如果碰到信號干擾， 就相當于十字路口堵車， 需要一定時間來進行疏通。

再次， 有業主對 WLAN 的系統安全性存在質疑。“ 對列車運行不會帶來太大干擾， 但如果有黑客利用車載 PIS 系統進行非法信息 （ 比如色情圖片） 播放，后果會比較嚴重。 這種情況很難避免”。沈陽地鐵相關負責人提出自己的看法。

當然， 隨著類似 LTE 等無線通信技術的快速發展， WLAN 也在不斷參考其技術上的特點和優勢， 從各個方面不斷完善自身的功能和應用。

可 以 看 出， LTE、 TETRA、 WLAN各具特點和優勢， 在具體選用時需要業主綜合考慮自身具體情況。 據了解， 目前在國內有些地方采用 LTE 承載 CBTC業務及部分寬帶業務， TETRA 承載窄帶語音調度業務， WLAN 承載 PIDS、WIFI 等資源經營業務。 這種方案主要是考慮到如下幾點：

第一： 利用 LTE 承載 CBTC 業務，主要考慮信號系統的可靠性和抗干擾性，目前大鐵采用LTE-R技術就是一個例子。鄭州地鐵開始利用 LTE 承載 PIDS 數據業務， 主要是利用了 LTE 技術強大的數據傳輸能力， 但信號系統并沒有在 LTE上承載。 目前中國交通協會正在制定LTE-M 標準， 核心還是希望信號 CBTC能夠在 LTE 上承載。

第二： TETRA 承載窄帶語音業務。目前 TETRA 技術比較成熟穩定， 其語音傳送能夠滿足軌道交通行業的業務需求。 由于軌道交通對高可靠性的要求，建設一套穩定的窄帶語音調度系統是比較穩健的方式， 且隨著近年來國產化的演進， 建設成本已經降低， 保留 TETRA也是比較明智的選擇。

第三： 保留 WLAN 承載資源經營業務， 目前 LTE 與 WLAN 均是向 5G 技術方向演進， 802.11ac 試驗項目已經能夠提供 400M 以上傳輸帶寬， 其高帶寬應用的前景比較明朗。 同時， 也是保留向5G 演進的一個技術發展方案。