铁路既有线模拟无线系统G网改造白皮书

1、铁路既有线模拟无线系统G网改造白皮书企业无线GSM-R PDT2022年3月铁路既有线模拟无线系统G网改造白皮书内部公开目录1市场背景32国内外对新无线系统的业务需求53降造整体方案53.1总原则53.2无线降造53.3FAS降造83.3.1FAS简介83.3.2FAS降造措施93.4其他外配套降造114海外HTB DMR114.1DMR的威胁114.2HTB DMR121 市场背景1、 GSM-R是UIC指定的铁路无线通信平台，但在GSM-R之前，UIC也有模拟无线系统的标准：UIC 751，各国铁路为满足车地通信的需求也均建设有相当规模的模拟制式无线系统；2、 目前，铁路模拟无线系统由于种

2、种原因，需要升级换代。国内铁路总公司由于模拟无线系统使用的450M频段要被工信部收回，因此要对7万公里的模拟无线系统进行逐步替换，近期的项目有秦沈线、石长线等；替换制式已经明确是GSM-R，但是要求降低整个工程造价；3、 海外铁路也有相当数量的模拟无线系统，由于系统设备老化、模拟无线产业链萎缩等原因考虑替换。如南非TFR项目。但与国内不同的是，GSM-R只是替换模拟无线系统的备选技术制式之一，还有DMR等技术制式备选。由于竞争的原因，GSM-R方案也必须降低工程造价。4、 上述的要降低的工程造价，不仅仅是指无线通信设备领域，而是指客户为了建设GSM-R网络所涉及的所有专业投资。涵盖了铁路四电除

3、了电气化之外的其他三个领域(电力、通信、信号)，具体涉及的领域和细分专业列举如下：领域细分专业设计单位通信领域无线费用BTS&BSC&网管企业无线GSM-R PDT手持台&SIM卡1、企业无线GSM-R PDT(华为手持台)2、铁路设计院(友商手持台)直放站1、 企业无线GSM-R PDT(华为总包直放站场景)2、 铁路设计院核心网费用核心网新建/扩容1、企业无线GSM-R PDT(华为核心网)2、铁路设计院(友商核心网)电源及备电DC -48v电源柜&蓄电池企业无线GSM-R PDT传输MSTP/SDH1、交通SDT或企业网络(华为设备)2、铁路设计院(友商设

4、备)FAS固定接入交换机1.铁路设计院(业界FAS供应商)2.交通SDT&UC产品线(自研方案)基础设施费用光缆铁路设计院铁塔铁路设计院机房铁路设计院征地铁路设计院信号领域CTC系统(如果有)CTC系统GSM-R接口服务器铁路设计院电力领域基础设施费用无线站点电力改造(10kv->220v)铁路设计院上述领域中，基础设施建设投资惊人。以国内为例，为了给GSM-R沿线机房提供220v交流电，铁路电力部门需要架设变压器，从沿线10kv电力线路引电。每个机房电力改造涉及的变压器设备费用、征地费用大约五十万元人民币；而光缆铺设由于涉及征地、土建等，每公里投资36万元人民币不等。2 国内外

5、对新无线系统的业务需求国内海外基本业务语音调度业务语音调度业务 车站<->司机 车站<->司机 调度中心<->车站 调度中心<->车站GPRS分组业务 调度命令业务 车次号业务 列尾业务可选业务GPRS分组业务注1：国内和海外均不包含承载列控业务。注2：GPRS分组业务要求建设庞大的应用系统，如CTC调度集中系统；此类系统建设与否视各国铁路的技术水平而定，很多海外国家可能无此类系统。故将GPRS分组业务在海外列为可选。3 降造整体方案3.1 总原则尽量利用原无线列调区间站址，减小配套传输、铁塔、电力和房屋变化；充分利用既有设施，减少废弃工程，降低

6、新设备采购费用。3.2 无线降造（1）尽量减少站点数、设备数。放弃交织组网，采用普通单层网组网；采用大功率宏站辅以高增益天线，拉开站间距，减少无线站点数量；利用RRU机顶功率高于GSM-R直放站的优势，同样减少新建站点。 华为GSM-R宏基站功率大，是拉大站间距场景使用的主力基站，其覆盖能力如下表。场景站型实际项目站间距(km)最大可达站间距(km)BTS3012 DTRU 60W, 17dBi天线BTS3900 mRFUd 80W(925960MHz), 17dBi天线BTS3012 DTRU 60W, 21dBi天线BTS3900 mRFUd 80W(925960MHz), 21dBi天线

7、郊区/丘陵35m塔高 湘桂线(DTRU 40w)平均3.67最大4.455.56.56.58.6郊区/丘陵 40m塔高5.86.96.99.2农村/平原 35m塔高京九线(DTRU 60w) 平均5.1最大89.811.511.515.2农村/平原40m塔高 10.512.312.316.2场景站型实际项目站间距(km)最大可达站间距(km)BTS3012 DTRU 60W, 17dBi天线BTS3900 mRFUd 60W(918925MHz), 17dBi天线BTS3012 DTRU 60W, 21dBi天线BTS3900 mRFUd 60W(918925MHz), 21dBi天线郊区/丘

8、陵35m塔高 湘桂线(DTRU 40w)平均3.67最大4.455.55.96.57.9郊区/丘陵 40m塔高5.86.36.98.4农村/平原 35m塔高京九线(DTRU 60w) 平均5.1最大89.810.611.514农村/平原40m塔高 10.511.212.314.9注1：上述站间距数据引自GSM-R覆盖设计交底书，具体约束条件和计算过程，请参看该文档。如有数据变更或者不一致，也以GSM-R覆盖设计交底书为准。注2：如有更远的覆盖要求，请一线联系研发。（2）尽量利用原无线列调系统站点，减少配套专业调整。在车站部署基站，在原区间450M直放站站点放置RRU，充分利旧无线列调车站台和直

9、放站的供电、电源、传输、机房。（3）尽量减少对传输和光纤的需求。RRU拉远可以节约BBU和传输，RRU级联(链型组网)以减少光纤消耗。（4）分布式基站RRU 在区间采用载频备份，隧道口采用载频单配（双载频新建提供冗余）。（5）短隧道使用对数周期天线替代漏缆，长隧道或者连续的短隧道群使用RRU+漏缆方式覆盖，RRU不备份，BBU异地备份。（6）独立RRU站点电源和环境监控利用RRU的外部监测和告警输入节点，纳入BSC网管，可通过北向接口接入动环监控系统。（7）网管尽量利旧，如需新建，网管使用PC Server硬件平台。（8）尽量接入既有BSC与核心网，BSC必须为华为设备，核心网可以是友商GSM

10、-R核心网（需进行互联互通测试）。（9）为保证可靠性，分布式基站RRU拉远链型组网时要采用BBU备份，避免BBU单点故障造成大范围无信号。3.3 FAS降造3.3.1 FAS简介FAS全称为Fixed Access Switch，固定接入交换机，可以提供沿线车站值班员之间、车站值班员与调度中心调度员之间的有线通信。FAS与GSM-R MSC互联互通，可以提供车站值班员与司机、调度中心调度员与司机之间的通信功能。FAS传统组网分为两层：中心FAS和车站FAS，在调度中心放置1套中心FAS，沿线每个车站放置车站FAS，中心FAS与车站FAS之间采用2M组网。如下图所示：3.3.2 FAS降造措施在

11、FAS传统组网方案整体造价很高。方案中，中心FAS和车站值班台都是刚性需求，但是每个车站都要部署车站FAS，属于过度配置。目前有两个降造方案：1、 IP化方案IP化方案中，不再有车站FAS，中心交换机直接通过IP网络连接各个车站的IP值班台。因为省掉了车站FAS，网络架构得以简化，整个FAS系统造价得以下降。目前Siemens CVC、Frequentis均可以提供该方案，其中Siemens CVC已经与我司GSM-R进行了IOT。此方案要求调度中心和车站之间有IP传输通道。具体组网如下图所示。2、 分站一带多方案分站一带多方案中，不再为每个车站都部署车站FAS，而是在相邻几个车站中只部署一台

12、车站FAS，剩下几个车站部署一个拉远模块，拉远模块与车站FAS之间采用2M传输通道。由于拉远模块造价低于车站FAS，因为整个FAS系统造价得以下降。目前佳讯飞鸿可以提供该方案。组网如下图所示。注：我司尚不提供自研FAS产品，上述方案均为外配套提供。由于外配套厂商定价策略可能调整，请行销根据项目情况选择最适合的FAS降造方案。3.4 其他外配套降造（1）外配套产品优选报价较低的国内供应商。4 海外HTB DMR4.1 DMR的威胁a) DMR是从模拟无线系统演进而来的技术，频段可以继承，业务可以继承，很多DMR终端也都可以兼容老模拟网；而且不排除现网模拟设备供应商可以提供从现网模拟设备直接软件升

13、级的平滑演进方案；b) 网络扁平化，整个系统造价低；c) 有统一技术标准和大量供应商；4.2 HTB DMRd) GSM-R是UIC认定的铁路无线通信统一平台；而DMR不是。对客户当前的影响就是DMR只能保证最基本的车地通信，无法实现功能号码等铁路业务，以及与别国互联互通等(UIC没有针对DMR制式搞标准)。长远的影响就是DMR没有演进技术，无法支持将来的业务扩展(现有DMR系统分组域能力非常弱)；而华为GSM-R向LTE演进的roadmap是很清晰的，UIC也开始了GSM-R向下一代铁路无线通信系统演进的研究；e) 频段上，DMR使用的450470MHz频段，在WRC-07大会上已经指定给IMT系统用。所以各国铁路或早或晚都要交出这个频段，更换GSM-R；与其现在先上DMR，将来再换GSM-R，还不如一次换GSM-R，两次投资换成一次投资；f) 技术上，DMR没有核心网，导致不能组大网；DMR没有跨站切换，导致业务感受不如GSM-R；DMR冗余设计不足，可靠性也不如GSM-R。注1：业界主流DMR系统工作频段：136 - 174 MHz、400 - 470 MHz、450 - 520 MHz注2：IMT, International Mobile Telecommunicat