Введение 3
Глава 1 Регламент и особенности беспроводной передачи на железных дорогах
1.1 Регламент обеспечения электросвязи на железнодорожных линиях ... 6
1.2 Особенности построения систем беспроводной передачи для
железных дорог 10
1.3 Особенности предоставления мультисервисного контента в
пассажирских вагонах 17
1.4 Участок железнодорожной линии Москва-Тверь как объект внедрения
современной концепции подвижного терминала доступа 21
1.5 Задачи исследования 27
Глава 2 Моделирование беспроводной системы связи стандарта LTE для связи с пассажирскими составами на железнодорожном маршруте Москва-Тверь 28
2.1 Теоретические основы передачи данных стандарта LTE 28
2.2 Разработка модели линейно-кабельных сооружений и антенно¬
фидерных устройств для обеспечения беспроводной связи с пассажирскими составами на железнодорожном маршруте Москва-Тверь 42
2.3 Разработка и исследования модели беспроводной передачи стандарта
LTE в диапазонах 2.6 ГГц и 800 МГц 53
2.4 Основные результаты и выводы 62
Глава 3 Модель предоставления мультисервисного контента для с пассажирских составов на железнодорожном маршруте Москва-Тверь 63
3.1 Разработка схемных решений сетевой инфраструктуры пассажирских
вагонов 63
3.2 Организация системы видеонаблюдения в пассажирских поездах 70
3.3 Основные результаты и выводы 75
Заключение 76
Список используемых источников 77
Приложение А
Беспроводные технологии связи глубоко укоренились в жизни человека, а текущий уровень проникновения различных телекоммуникационных услуг все усиливает потребность в системах связи обеспечивающих высокую мобильность. В этих условиях, работы групп, занимающихся стандартизацией таких как консорциум 3GPP направлены, в первую очередь на улучшение доступность, надежности и полосы пропускания беспроводных каналов связи. Увеличение количества оконечных устройств таких как планшеты и смартфоны вызывает необходимость обеспечения связи в любой момент времени и в любом месте, что соответствует концепции NGN.
Кроме этого следует добавить, что развитие беспроводных сетей приводит к созданию инфокоммуникационной инфраструктуры, в рамках которой развиваются технические и бизнес идеи. Инфокоммуникационная инфраструктура позволяет создавать прикладные решения для многих сфер, включая и транспорт.
Текущие тренды развития инфокоммуникационных технологий связи затрагивает и такую область как пассажирские перевозки. В данной выпускной квалификационной работе рассматривается проблема обеспечения мультисервисным контентом пассажиров железных дорог России. На сегодняшний момент проблема обеспечения цифровым мультисервисным контентом пассажирских вагонов в поездах дальнего следования актуальна, т.к. существующие каналы беспроводной связи, ориентированные на железнодорожные перевозки обеспечивают важные для организации и безопасности движения железнодорожного транспорта системы. Однако, пассажирские перевозки требуют повышения качества обслуживания, одним из факторов качества обслуживания является обеспечения пассажиров услугами связи и мультисервисным контентом.
Существующие сети мобильной связи имеют слабое покрытие в зонах железнодорожных путей, в особенности это касается территория вне населенных пунктов, и не могут удовлетворить потребности пассажиров в бесперебойной телефонной связи, а также в цифровом мобильном контенте. Следует также указать на высокие ожидания современных пассажиров, для которых обеспечение беспроводной связью является на текущий момент неотъемлемой и востребованной услугой в виду почти 100% покрытия беспроводными сетями городов. Таким образом, для многих пассажиров является неудобством невозможность удовлетворить потребности в телекоммуникациях при перемещении из одного населенного пункта в другой с помощью железнодорожного транспорта. Все перечисленные факторы заставляют пассажиров выбирать альтернативные виды транспорта, что негативно сказывается на прибыли ОАО РЖД. Следуя концепции разработанной ОАО РЖД по повышению качества транспортного обслуживания в сфере пассажирских перевозок, становится необходимой разработка мероприятий и технических средств по расширению спектра услуг в пути следования. Схематическое отображение концепции качества транспортного обслуживания приведено на рисунке 1.
Построение сетевой инфраструктуры для широкополосного беспроводного доступа на железных дорогах позволит осуществить множество проектов помимо мультисервисного доступа пассажиров в сеть, например, обеспечение видеонаблюдения за состоянием внутри вагонов или удаленный контроль за путями и путепроводами, а также сбор различных данных с датчиков для измерения и диагностики специфических параметров, критичных для функционирования железных дорог.
Цель данной работы разработка и исследование модели беспроводного широкополосного доступа для обеспечения мультисервисным контентом пассажирских вагонов на пути следования железнодорожного маршрута Москва-Тверь. В рамкой данной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Провести основных регламентов и технической документацией для реализации беспроводной передачи данных на железных дорогах;
2. Изучить особенности пассажирских вагонов с целью разработки схемных решений по размещению сетевого оборудования и кабелей связи;
3. Разработать модель линейно-кабельных сооружений и антенно-фидерных устройств для обеспечения беспроводной связи с пассажирскими составами на железнодорожном маршруте Москва-Тверь;
4. Разработать и исследовать модель беспроводной передачи данных по стандарту LTE в диапазонах 2.6 ГГц и 800 МГц для связи с пассажирскими поездами
5. Разработать модель предоставления мультисервисного контента для пассажирских перевозок ОАО РЖД на железнодорожном маршруте Москва- Тверь.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были исследованы особенности предоставления мультисервисного контента при проведении пассажирских перевозок железнодорожным транспортом, приведен анализ и оценка различных вариантов реализации сетевой инфраструктуры. Проведена разработка и исследование модели беспроводного широкополосного доступа для обеспечения мультисервисным контентом пассажирских вагонов на железнодорожном маршруте Москва- Тверь. В рамкой данной работы были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Проведен анализ основных регламентов и технической документацией для реализации беспроводной передачи данных на железных дорогах;
2. Проанализированы особенности пассажирских вагонов с целью разработки схемных решений по размещению сетевого оборудования и кабелей связи;
3. Разработана модель линейно-кабельных сооружений и антенно-фидерных устройств для обеспечения беспроводной связи с пассажирскими составами на железнодорожном маршруте Москва-Тверь;
4. Разработана и исследована модель беспроводной передачи данных по стандарту LTE в диапазонах 2.6 ГГц и 800 МГц для связи с пассажирскими поездами на железнодорожном маршруте Москва-Тверь;
5. Разработана модель предоставления мультисервисного контента для пассажирских перевозок ОАО РЖД на железнодорожном маршруте Москва- Тверь.
6. Разработана модель видеонаблюдения в поездах типа «ЭС2Г».
