Испытания новой системы связи компании «ДОК» «поезд — земля» 70–80 ГГц

Отличительной чертой настоящих испытаний была подготовленная сетевая инфраструктура ж/д полотна, включающая оптоволоконный кабель между базовыми станциями на опорах контактной сети и оптоволоконное соединение с удаленным сервером в здании университета, который использовался как точка обмена трафиком с сервером в электропоезде «Ласточка». С поезда на удаленный сервер и обратно передавались объемные файлы, а также потоковое видео Full HD с камеры внутри электропоезда, и это видео сразу возвращалось обратно в режиме реального времени для демонстрации качества связи в беспроводном канале.

Проверка возможности передачи данных с пропускной способностью не хуже 2 Гбит/c Full Duplex на поезд была ключевым пунктом в программе испытаний, при этом состав был оборудован двумя такими каналами связи — по ходу и против хода поезда. При эксплуатации PPC-10G-Rail на подвижном составе в условиях промышленного развертывания оборудования на железнодорожных линиях также предполагается установка двух комплектов оборудования связи на каждый скоростной пассажирский поезд (рис. 1). Это позволяет говорить о возможности агрегированной пропускной способности от 5 Гбит/c и выше на поезд.

Рис. 1. Электропоезд ЭС2Г-136 «Ласточка» с системой связи на крыше

Мультигигабитная связь в кривых пути

Во время испытаний впервые в телеком-индустрии была экспериментально подтверждена возможность использования радиосвязи в диапазоне 70–80 ГГц на железнодорожном транспорте в кривых пути. Это стало важным результатом испытаний связи «поезд — земля» на экспериментальном кольце АО «ВНИИЖТ».

В частности, проходившие ранее испытания системы связи PPC-10G-Rail производства «ДОК» проводились на прямолинейном участке «Солнечное — Зеленогорск» Октябрьской железной дороги (линия Санкт-Петербург — Выборг). На этом этапе испытаний была продемонстрирована возможность связи «поезд — земля» с пропускной способностью двух агрегированных каналов связи, в сумме превышающей 10 Гбит/с, при расстоянии между базовыми станциями не менее 2 км. 

На полигоне АО «ВНИИЖТ» тестовые заезды электропоезда ЭС2Г-136 «Ласточка» выполнялись на скорости 20–110 км/ч, с остановкой электропоезда в начале участка, оборудованного базовыми станциями (рис. 2), и при проезде участка на различной скорости. Время установки устойчивой связи в канале передачи данных «поезд — земля» не превышало нескольких миллисекунд при входе электропоезда в зону действия базовых станций PPC-10G-Rail.

Рис. 2. Монтаж базовых станций 70–80 ГГц на опорах контактной сети

Для обеспечения устойчивой связи в кривых пути, где базовые станции расположены в пределах до 300 м и при скорости поезда 110 км/ч время радиоконтакта поезда с очередной базовой станцией не превышает 10 с, в ООО «ДОК» было разработано специальное программное обеспечение маршрутизации пакетов. При этом поддерживался «бесшовный» характер связи, время переключения между радиоканалами (маршрутами передачи данных) составляло не более 1 мс.

По результатам испытаний совместной комиссией был подписан «Протокол испытаний». Протокол подтвердил наличие устойчивой радиосвязи «поезд — земля» с пропускной способностью не хуже 2 Гбит/c на всем протяжении участков ж/д полотна с установленными базовыми станциями производства ООО «ДОК».

О технологии радиосвязи «поезд — земля» в диапазоне 70–80 ГГц

Преимущества миллиметрового диапазона волн перед системами связи на основе 4G/5G и придорожными системами Wi-Fi/Wi-Gig состоят в возможности размещения базовых станций диапазона 70–80 ГГц на значительном расстоянии друг от друга, что является важнейшим фактором экономической эффективности проекта. Как показали испытания, серийные системы 70–80 ГГц могут обеспечить радиосвязь «поезд — земля» на расстоянии до 4 км между базовыми станциями при условии эксплуатации на прямолинейных участках пути. Такой высокой дальности действия не достичь на иных технологиях, кроме миллиметровых волн.

В кривых пути дальность действия связи «поезд — земля» диапазона 70–80 ГГц рассчитывается по наличию прямой видимости. Кроме того, для кривых пути и выгрузки данных в депо и на станциях в ООО «ДОК» разработано оборудование связи 10 Гбит/c, работающее в диапазоне 60 ГГц.