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全球首次!日立等实现240km/h列车与地面间的1.5Gbit/s高速通信

2019年02月12日 信息通信
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日立国际电气公司与日本铁道综合技术研究所、日本信息通信研究机构(NICT)合作,全球首次利用毫米波(90GHz频带)无线通信系统,以每秒1.5Gbit的带宽成功实施了时速约240km的列车与地面之间的数据传输实验,1.5Gbit/s的传输速率是目前高速铁路使用的列车通信系统的约750倍。其特点是利用光载无线通信(RoF: Radio over Fiber)技术使地面无线基站联网。

实验在北陆新干线的地面设备室里设置了中央控制装置,在轨道旁约2km的区间设置4个地面无线基站,在车尾驾驶席内设置车上无线基站,实施了传输试验(如下图)。地面无线基站利用光纤与中央控制装置连接,经由光纤无线网络自动追踪列车,能以所需最低限度的电波辐射维持稳定的高速通信。实验证明,在时速约240km的列车与地面设置的中央控制装置之间可维持每秒1.5Gbit的高速数据通信。

全球首次!日立等实现240km/h列车与地面间的1.5Gbit/s高速通信

图:验证实验系统的构成

本实验着眼于铁路车辆在轨道上有序行驶的特性,开发了沿着轨道构筑无线区域的系统。具体来说,采用以一维线状构成单元,而非像移动网络那样二维排列单元的方式,可以利用光纤低损耗传输毫米波信号至所需位置,用无线信号在所需最低限度的距离内进行传输。系统构成及地面无线基站的配置主要由铁道综合技术研究所开发,日立国际电气和NICT开发了将无线信号转换成光信号,并以低损耗进行光纤传输的光载无线通信(RoF)技术。

车上无线基站和地面无线基站使用了此次开发的90GHz频带化合物半导体。地面无线基站与中央控制装置利用RoF技术连接,构筑了可随着列车的移动自动切换无线区域的系统。该系统在地面设备室设置中央控制装置,在轨道旁的电气化铁路架线柱上设置地面无线基站(约2km的区间设置4个),在车尾驾驶席内设置车上无线基站。经行驶实验确认,在时速约240km的列车与地面设置的中央控制装置之间可实现每秒1.5Gbit的高速数据通信,这一传输速率是现有高速铁路利用的列车通信系统的750倍,而且切换地面无线基站时无需人工切换。

此次确立了毫米波通信和RoF的基础技术,为了使采用这些新手段、适合高速铁路系统的新型无线通信系统实现实用化,将进一步推进技术研究,同时,包括本次实验采用的频带在内,还将在国际电信联盟(ITU)推进92.0-109.5GHz的铁路无线应用相关的国际标准化活动。

文 JST客观日本编辑部

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