建立正确的FRMCS骨干通信网络
诺基亚工业知识产权产品营销Hansen Chan解释了为什么FRMCS对铁路数字化至关重要，以及为什么通信基础设施是连接铁路系统每个组件的数字基础。
为什么FRMCS对数字铁路的未来如此重要?
随着铁路行业努力满足日益增长的清洁运输需求，列车自动运行(ATO)至关重要。使用数字驾驶室信号，它可以通过轨道旁设备、车载计算机和通信网络的组合，帮助铁路扩展高速铁路服务，以及乘客和有效载荷能力。这些数字系统使司机能够控制列车，监控列车的位置和状态，这样铁路就可以安排更多的列车，以更高的速度运行，而不会危及安全。
的未来铁路移动通信系统，简称FRMCS它是ATO和数字信号的关键推动者，对于计划取代现有GSM-R系统的铁路来说，它是一个游戏规则改变者。这个铁路宽带移动通信系统依赖于开放的基于3gpp的5G标准，在专用频谱上传输，并保持一个封闭的专用网络，为控制室提供弹性和安全的车地连接，以实现更高效的列车控制和交通管理。这也为未来奠定了基础欧洲列车控制系统(ETCS)3级。此外，通过利用其5G切片功能，它可以促进其他数字创新，包括预测性维护、智能车站和更个性化的客运服务。
什么是骨干通信网络?为什么它对铁路5G至关重要?
通信基础设施是连接铁路系统各组成部分的数字基础。作为基础设施的基础部分，骨干通信网络与各种网络域互连，例如火车到地面网络、车站网络和数据中心网络。这允许主干将所有应用程序数据传输到预期的接收者(人、机器或服务器)。
虽然5G是一种无线技术，可以连接车载计算机(或欧洲重要计算机)等无线计算机ERTMS到基站，它仍然需要与5G核心系统的“有线”传输连接。因此，除了适当的无线电规划外，适当的骨干设计和工程对于获得5G的全部好处也是必不可少的。
骨干网络的关键任务要素是什么?
以下四个特质是至关重要的:
- 适用于铁路运营和IT应用的多种服务能力:为了避免操作中断，这些功能应该包括与旧的但仍然关键的应用程序和生态系统(如SCADA和TDM多路复用器)的完全互操作性。
- 高弹性，平稳，不间断的操作:多层冗余，多故障冗余，以达到最大的可靠性。
- 关键任务应用的确定性服务质量(QoS):由于应用程序具有不同的关键级别，因此主干应该提供各种QoS类，以确保数据交付是量身定制的，以满足这些特定的需求。例如，ATO是安全关键，而CCTV是操作关键。乘客信息显示系统(pid)是一项必不可少的服务。
- 强大的网络安全，以保护运营的安全性和完整性:通过利用内置的安全功能，铁路网络可以抵御对自身的攻击，并作为第一道防线，保护铁路基础设施。
骨干网如何应对5G传输挑战?
5克传输提高了骨干网的门槛。除了更快的速度，5G还为在不同5G切片中服务的用户和应用程序提供“以服务为中心的性能”。这些先进的功能对骨干网络的传输功能以及5G无线电接入和无线电核心域提出了新的要求。因此，骨干网管理器需要与5G切片编排器以及其他两个5G域的控制器无缝集成。
通信基础设施是连接铁路系统各组成部分的数字基础。
为了支持5G的高速，传输网络可以利用密集波分多路复用(DWDM)技术来显著提高传输带宽。使用能够跨层管理的统一传输管理器还可以大大提高效率。
5G核心系统使用部署在私有云环境中的虚拟计算环境，通常称为操作技术(OT)云。在数字化铁路旅程中，运营商将更新他们的计算机辅助调度(CAD)和交通管理系统，这些系统也被设计成在虚拟计算环境中工作。因此，云网络能力对于铁路骨干与OT云互联以及为轨道侧5G无线电与OT云核心系统之间的连接提供端到端冗余变得越来越重要。
IEEE 1588技术提供了什么有价值的突破?
5克系统需要精确的时间同步，否则会出现无线电传输问题，最终导致移动连接中断。骨干网已经有效地利用了传统的时分复用中继和同步以太网链路来分配频率同步，但是这种物理层定时不能传输一天中的时间信息。现在IEEE 1588允许时间同步以高精度(低于1 us)和高可用性分布，使用包网络在各种传输介质上，包括光纤和微波。
铁路运营商在改造通信网络之前应该知道什么?
重要的是要记住，网络转换是一项多学科的努力，需要在电信、信令和其他应用程序和系统集成方面具有专业知识的团队之间密切合作。这一过程应首先对目前的网络进行全面的联合评估，以确定可以通过新兴和未来的应用程序改进的局限性和不足之处。
为了帮助确保长寿命，新网络需要纳入开放标准，这将允许更有效地进化到新功能，更快地适应新的网络用例，并在增加更多铁路线时更容易扩展覆盖范围和带宽。
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汉森陈他是一名IP产品营销经理，特别关注数字行业和公共部门。他曾与全球关键基础设施网络运营商和电信服务提供商合作超过25年。
