一、無線局域網與移動通信網介紹
WLAN:是IEEE(美國電氣和電子工程師協會)組織制定的采用 “無線相容性認證”方式的無線局域網承載方式,是Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)所持有無線網絡通信技術的品牌。所有支持802.11x系列标準的無線互聯網産品可使用 WIFI品牌标志。
LTE:第4代移動通信技術“長期演進”的簡稱,也叫4G,是ITU機構下3GPP(第三代合作夥伴計劃)組織制定的移動無線通信網絡的其中一種。
5G(IMT-2020):第5代移動通信技術簡稱。
二、授權頻率資源及免費WIFI頻段
工信部對5G頻率使用規劃:
5G承載FR1的頻率,也叫Sub6G,意思是低于6GHz(450MHz - 6000MHz),是目前主頻段。FR1主要作為基礎覆蓋頻段,最大支持100MHz的頻寬,無線傳輸速度達到1Gbps。
5G承載FR2的頻率,也叫毫米波(24250MHz - 52600MHz):
全球5G可用頻段:
免費WIFI頻段(全球無需許可)
我國WIFI被授予的頻率範圍:
2.4GHz頻段(免費):2.420–2.4835GHz
5.8GHz頻段(免費):5.725–5.875GHz
60GHz頻段(免費):802.11ad工作在60GHz頻段,頻寬7GHz~9GHz,傳輸速度可輕松達到7Gbps以上。基本上不具備“穿牆”能力,僅适合近距離小範圍組網,也不适合高速移動場景下使用。
三、WLAN與LTE-M優缺點
1.頻率
無線電頻率是國家資源,一經劃分其他人不得幹擾使用。劃分為公共頻段的不能以影響自身通信為原因禁止他人使用,劃分為專用頻段的,未經允許禁止使用。
2.切換
根據現狀,軌旁AP采用802.11g的2.4Ghz頻段,切換時間不超過100ms;
LTE采用1.8Ghz頻段,切換時間不超過15ms。
3.WLAN與LTE-M優缺點
①LTE-M優點:具有延遲低、廣域覆蓋、專用頻段幹擾較小、安全機制和可靠性高、覆蓋可達到1.2 km左右,減少維護工作量等優勢,适合CBTC、寬帶集群業務、PIS應急文本承載。
缺點:帶寬小(目前最大支持20MHz頻段帶寬),無法滿足無人駕駛線路整列車CCTV監控視頻實時上傳、弓網燃弧圖像監測等實時業務承載。 市域快線160km/h速度下,可以滿足CBTC系統業務需求。
②WLAN優點:技術開放、結構簡單、帶寬大(目前最大支持160MHz頻段帶寬)方面獨具優勢。适合非信号業務,如:車載PIS、車載CCTV多路監控視頻實時上傳等業務承載。
缺點:公共頻段,易受外界幹擾安全性低,軌旁AP設備數量多(平均150-200米一個點位)維護量大、列車在各個AP之間的漫遊和切換頻繁, 無線傳輸的連續性和可靠性降低。
WLAN最高支持140 km/h以下的低速環境,随着速度提高,切換失敗率升高。160km/h目前無應用。
四、EUHT地鐵行業應用情況
EUHT(超5G)是中國官方力挺的本土技術标準,帶寬是4G的10倍,已經達到IMT-2020(5G)推進組所提出的應用場景與關鍵性能指标要求,具有高吞吐、高可靠性、高速移動性、時延更低等特點。工作頻段在5-6GHz,可在300km/h以上列車運行速度下工作,高速移動下的切換成功率超過99.99%,基站回切換時間少于50ms,空口時延低于1ms(已處于世界領先水平)。
某地鐵機場線率先嘗試采用EUHT-5G技術,創新性地提出地鐵1.8GHz 5.8GHz(授權頻段 開放頻段)雙頻組網方案,實現列控CBTC、PIS旅客信息系統、VMS視頻監控系統、中心列車廣播、乘客緊急對講、航班信息列車實時發布等多種業務的綜合承載,在軌道交通領域首次實現無線通信頻率授權頻段和開放頻段綜合運用。
采用1785-1795MHz地鐵專用授權頻段頻率組建A網(紅網),工作頻寬10MHz,主要承載列控CBTC等安全相關高可靠業務;
采用5725-5850MHz開放頻段組建B網(藍網),工作頻寬80MHz,承載VMS車廂視頻監控、PIS旅客信息服務等非安全相關大帶寬業務,同時備份承載列控CBTC業務。
現EUHT技術從專利、标準到核心芯片、關鍵設備全套自主,擁有完全自主的知識産權,是屬于中國人自己的不受制于人的原始創新、核心創新通信技術。
2020年7月9日,國際電信聯盟(ITU)工作組會議,對現有的EUHT 5G技術,未能獲得通過。但是在會議中,因部分國家支持這項技術,最終會議形成妥協,特例允許以後繼續讨論這個5G技術,預計于2021年10月再次讨論決定是否能夠成為ITU 5G技術标準。
目前,由于EUHT從芯片到專利整套技術是某公司獨家所有,地鐵行業推廣目前隻有科研形式進行,廠家對技術和備件存在壟斷現象,EUHT技術還未成為國際标準;LTE-M和WLAN由于開放性,設備廠家已有三家或以上,滿足新線招标要求。因此,EUHT沒有在地鐵行業大面積普及。
來源:通号中心官微
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