目标:时速500km通信不间断

ICT 2018年05月18日

导读

•与高铁的运行速度同步,适时切换无线局以确保通信的不间断性

•利用可传送毫米波信号的光纤无线技术,实现每秒20Gbit的大容量通信

•期待推出时速500km超高速移动体的无间歇通信

NICT网络系统研究所利用在铁道沿线设置无线站点的线性小区和光纤无线技术,开发出了一种切换无线站点、在高速移动过程中不中断通信的方法,并成功地发送了20 Gbit/s的无线信号。该信号比当前的移动电话线路约高出20倍。

这次实验成功表明即使在超过500公里/小时的超高速铁路这样的移动体中,通过频繁切换无线台也能够实现平滑的高速通信。该论文在国际光纤通信大会(OFC2018)上被评为最高热门话题论文(Post Deadline Paper)。

研发背景

由于智能手机的爆炸式普及,即使在高速铁路等行驶时也希望能够无障碍地进行通信。但是,在高速行驶期间,当连接的无线局频繁切换时,连接会经常中断。为了电波资源扩大利用的研发,受总务省的委托,NICT和日立国际电气共同拿下了“毫米波段高速移动回程技术的研发”项目,共同研发高铁信号途中不间断的网络技术。NICT一直研发光纤通信和大容量无线传输的毫米波特性,以及与其相结合的网络通讯。

实验成果

此次NICT面向高铁通信系统,开发了光纤无线网络的主要技术(图1),成功实现了从无线局以每秒20Gbit的速度发送信号。

开发的技术如下:

1.无间隙无线局的切换技术:a.分配给每个无线局不同波长的光信号,发送与列车位置相匹配的光波长以实现其高速切换。b.对发送给相邻的2个无线局的光信号进行控制,以减少来自两个无线局的无线信号的干扰。

2.利用毫米波的大容量无线通信技术。

对于通常的高铁,列车位置信息被汇集到操作控制中心,因此能够给所属无线局提供其位置信息。通过及时地将该信息传递给靠近移动列车的无线局,如同无线局设置在列车上一样,构筑出了一个移动中没有信号中断的通信系统。

使用这个关键技术,假设设置毫米波无线局为1000m间隔。即使高铁以时速500公里的速度行驶(无线局间大约7秒通过),随着无线局的切换可以达到每秒20Gbit的信号传输。

面向高铁通信系统的示意图

图1面向高铁通信系统的示意图

文 客观日本编辑部

相关论文
国際会議:第41回光ファイバ通信国際会議(OFC2018)
論文名:High-Speed and Handover-Free Communications for High-Speed Trains Using Switched WDM Fiber-Wireless System
著者名:Pham Tien Dat, Atsushi Kanno, Keizo Inagaki, Toshimasa Umezawa, Fançoir Rottenberg, Jérome Louveaux, Naokatsu Yamamoto, Tetsuya Kawanishi

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