目前，我國軌道交通建設步入了快速發(fā)展的階段，各大軌道項目的建設需求強勁。鐵路電氣化改造、新線建設、客運專線建設、城市輕軌、地鐵等也正在如火如荼的進行著。

   今天的高鐵已成為我們遠行重要的交通工具之一，朝發(fā)夕至高速鐵路讓千里之遙變?yōu)榻阱氤?，國內高鐵更是超2萬公里。

   但是,列車在高速運行下，車地通信也一直是技術的難點之一。針對以上情況；集智達根據(jù)軌道行業(yè)的特性，推出了軌道交通車載通信服務平臺單元（ESU）。寬帶無線通信技術的解決方案。

一  ESU設備簡介

   高速鐵路列車的車地通信一直是個技術難點之一，寬帶無線通信技術解決方案，解決了許多技術難點，同時把針對鐵路行業(yè)的運營變成了可能。

   軌道交通車載通信服務平臺單元（以下簡稱ESU）是建立在寬帶無線通信（EUHT）基礎上，設在列車車廂內的通信服務設備，ESU屬于車輛的基礎以太網(wǎng)通信及運營系統(tǒng)，為車載WiFi無線網(wǎng)絡系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、旅客信息及娛樂系統(tǒng)及其它業(yè)務提供列車網(wǎng)絡，同時具有存儲運維功能，ESU獨立于各接入系統(tǒng)，是車輛設備的一部分。

   高速鐵路列車的車地通信目前正在研究開發(fā)的有三種制式，一種是LTE-G，一種是衛(wèi)星，還有就是寬帶無線通信技術（EUHT），ESU是基于這種技術上的網(wǎng)絡及服務設備，這種技術有較大帶寬，穩(wěn)定連續(xù)，價格低廉，易于實施，可大提高車地通信帶寬和提高服務項目和水平。

   該產品主要應用于高鐵旅客列車的車廂內，也可應用于地鐵動車的車廂內，每個車廂放置一臺，還可涉及設計安裝運維維護軟件、安全防護軟件、設備入口管理等軟件。

   通過該產品的實施，可以解決車上視頻實時傳輸?shù)秸緢?，為公共交通安全提供了科技技術，同時，也可提供WIFI接入功能，為廣大乘客解決了普遍關心的無線上網(wǎng)問題。

   （如圖一~圖二所示，設備由兩層網(wǎng)絡構成，①采用級聯(lián)交叉連接環(huán)網(wǎng)方式，寬帶無線通信設備單元（以下簡稱EAU）和ESU設備構成的電纜網(wǎng)絡，EAU可以是一個或兩個；②采用端口到端口組網(wǎng)方式，ESU和業(yè)務單元構成的PoE網(wǎng)絡。兩層網(wǎng)絡均采用IEEE 802.3（以太網(wǎng)）協(xié)議。軌道交通車載通信服務平臺單元不僅是一臺工業(yè)控制計算機，也集成了交換機的功能。）

二：ESU 主要功能 

 ESU設備涵蓋交換機和工控機功能，其主要功能和指標如下：

1. ESU設備功能如下

ESU設備基于IEEE 802.3（以太網(wǎng)）協(xié)議，為列車車廂提供數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡和信息服務，主要完成以下功能：

① 依據(jù)寬帶無線通信收發(fā)設備（以下簡稱EAU）接受數(shù)據(jù)的端口區(qū)分業(yè)務類型，根據(jù)不同的業(yè)務類型，實現(xiàn)不同QOS數(shù)據(jù)的區(qū)別傳輸；

② 依據(jù)EAU不同端口QOS，實現(xiàn)對特定QOS數(shù)據(jù)至多個無線出口的流量均衡輸出；

③ 依據(jù)EAU不同端口QOS，實現(xiàn)對特定QOS數(shù)據(jù)至多個無線出口的多復制輸出；

④ 實現(xiàn)ESU接入端口至不同無線出口端口的路由轉發(fā)功能；

⑤ 實現(xiàn)ESU上特殊定制應用計算業(yè)務。

2. ESU設備網(wǎng)絡通信功能

2.1 環(huán)形網(wǎng)絡接口功能

① 以太網(wǎng)絡帶寬不小于1Gbps/s。

② 以太網(wǎng)絡接口具備級聯(lián)接口。

③ 以太網(wǎng)絡具備環(huán)網(wǎng)功能。

④ 以太網(wǎng)接口應采用可靠、防震性能好的接口，且滿足使用環(huán)境要求。

2.2 PoE有源以太網(wǎng)接口功能

① PoE有源以太網(wǎng)絡每端口帶寬不小于1000Mbps。

② PoE端口數(shù)量為8路。

③ PoE端口輸出供電電壓為47V-55V，供電電流為350mA。

④ PoE端口供電應具有短路保護措施，任意一路短路，應不影響其他端口的供電。

⑤ PoE端口與業(yè)務單元采用端對端的連接方式。

⑥ PoE端口應采用可靠、防震性能好的接口，且滿足使用環(huán)境要求。

2.3 網(wǎng)絡接口功能

① ESU設備具備4路級聯(lián)接口，網(wǎng)絡帶寬不小于2Gbps/s。

② ESU設備具備8路PoE接口，每路接口10M/100M/1000M自適應。

③ MDI/MDIX自適應。

④ 可存儲4096個MAC地址。

⑤ 設備具備多對多端口的快速路由功能，端口路由轉發(fā)能力不小于每端口1Gbps，MTU（傳輸單元長度）小于等于2K，延遲小于50us。

⑥ 具備應用業(yè)務cache功能，能對不同用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行1小時內的cache功能。

⑦ 具有同地面協(xié)商一致的用戶接入認證功能。

⑧ 具備接入設備的管理功能。

⑨ 設備處理器應能依據(jù)報文類型識別定制業(yè)務和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，并按業(yè)務QOS類型進行數(shù)據(jù)轉發(fā)和處理。

⑩ 設備處理器應能根據(jù)車頭EAU和車尾EAU的實時無線傳輸情況，根據(jù)數(shù)據(jù)報文級，選擇合適的無線傳輸通道，并實現(xiàn)流量動態(tài)均衡。

? 設備處理器應能根據(jù)車頭EAU和車尾EAU的實時無線傳輸情況，根據(jù)數(shù)據(jù)報文級，選擇合適的無線傳輸通道，根據(jù)配置要求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)按照端口復制發(fā)送。

2.4 設備供電

① ESU設備供電采用110V直流供電，電源波動范圍77V～138V，或者AC220V。

② 供電接口應采用可靠、防震性能好的接口。

2.5 設備RAM指標

① ESU設備使用壽命為8年。

2.6 設備使用環(huán)境指標

① 工作環(huán)境溫度為-25℃～+70℃。

② 相對濕度為不大于90%（溫度為30 ℃時）。

③ 大氣壓力為70kPa～106kPa（相當于海拔高度3000 m以下）。

④ 沖擊震動按GB/T 25119-2010中A級執(zhí)行。

⑤ 防護等級按IP32執(zhí)行。

⑥ 冷卻方式按無需主動冷卻方式執(zhí)行。

2.7 設備電磁兼容指標

① 靜電放電：機殼接觸放電6KV,空氣放電8KV，B級。

② 射頻電磁場輻射：80MHZ-1GHZ，10V/m，A級

③ 電快速脈沖群：電源線，2KV 5/50ns, 5KHZ重復頻率，B級；

④ 浪涌：電源線，線間1KV，線地2KV，B級；

⑤ 傳導騷擾：電源線，信號線，10V，150KHZ-80MHZ,A級；

⑥ 傳導發(fā)射：電源線，A級；

⑦ 輻射發(fā)射：機殼，A級。

⑧ 設備地應該同車輛的電器地絕緣，保護性的放電回路應將沖擊能量泄放至車輛的地回路而不是設備的地回路。

2.8 設備結構

① 設備采用機箱機盒式安裝結構。

② PoE接口，電源接口，接口采用前插式結構。

③ 設備前端應有指示燈顯示，包括：系統(tǒng)燈、告警燈、端口指示燈（指示端口是否工作）。

④ 設備應有可靠連接的配置接口。

⑤ 機殼應具有可靠的接地點。

⑥ 設備尺寸為440mm*330mm（不超過該尺寸）*44mm。

⑦ 設備應具備可靠的和安裝螺紋孔。 

ESU系統(tǒng)外部接口

交換機部分提供：1個Console調試口，1個千兆RJ45接口方便設備維護使用，12個M12千兆以太網(wǎng)接口，其中兩組端口支持Bypass功能，非Trunk組網(wǎng)時，其中一組2個端口做正常端口使用，剩余8個端口支持POE功能，通過兩個擴展槽位實現(xiàn)。 

ESU內置工控主板部分規(guī)格 

CPU及內存

    CPU：第5代Intel®Brodwell?  Core® I3/I5/I7 U系列低功耗雙核CPU，根據(jù)應用需求選擇CPU；

    系統(tǒng)芯片組：板貼Intel®Brodwell? SOC CPU/芯片組，集成顯卡，CPU SMT板貼，符合列車抗震應用環(huán)境；

    BIOS： 16 Mbit Flash BIOS

    RTC電池：可充電及-40°C-80°C寬溫工作的Lithium 3 .3V/55mAH CR2302 battery

    系統(tǒng)內存：板貼8GB DDR3-1600低電壓內存，符合列車抗震應用環(huán)境；

顯示

    芯片組：Intel® HD6000系列 Graphics

    HDMI/DVI-D顯示接口，支持生產組裝和維護時連接顯示器進行調試，同時支持網(wǎng)絡轉HDMI/DVI接口，用于其連接PIS系統(tǒng)

以太網(wǎng)

   芯片組：3個Intel® I210千兆網(wǎng)絡，支持4000V雷擊浪涌保護

   速度：10/100/1000 Mbps，支持網(wǎng)絡喚醒和Link/Speed LED燈

   標準：符合IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x、IEEE 8023y、IEEE 802.ab

   其中LAN1/LAN2與RS232信號集成在調整連接器中，與交換機主板進行通訊和數(shù)據(jù)交換；LAN3為RJ45接口，用于調試和維護時使用；

擴展I/O接口

    看門狗定時器：255級間隔定時器，根據(jù)提供的看門狗例程進行軟件設置。以支持在硬件或軟件死機時對主板進行重新啟動；

    串行端口：

-  1 x RS232，支持4000V浪涌保護3，自動流向，流量控制。與網(wǎng)絡信號合成在連接器中，與交換機進行通信；

    USB：

-  2 x 符合USB 3.0的接口

    自動：高定義自動編碼  

-  Realtek ALC6622聲卡，帶MIC/聲音輸出

    擴展接口：支持1個全長Mini-PCIe插槽，以擴展其它功能接口卡（如：WIFI模塊）

    存儲：

-  板載32GB SSD電子盤，用于安裝嵌入式操作系統(tǒng)（嵌入式LINUX）

-  1個SATA及電源接口，用于連接機械式硬盤或SSD電子盤，存放數(shù)據(jù)使用

 電源和功耗

      輸入電壓：DC 12V@5A 輸入,

      上電類型：AT / ATX跳線選擇

     電源管理：ACPI 3.0, APM

  上文中對于軌道交通車載通信服務平臺做了介紹。如今鐵路工程信息化技術承載了鐵路構筑物的數(shù)據(jù)模型，集智達軌道交通車載通信服務平臺單元融入到其中，助力軌道交通技術發(fā)展。