Diagnostika GSM-R QoSpro ETCS
9. Konference – Zabezpečovací a telekomunikační systémy na železnici, 15. - 17. 10. 2019
Ing. Jiří ŠustrVedoucí střediska telekomunikační a rádiové techniky TÚDC
GSM-R představuje nezbytný předpoklad pro ETCS L2 a L3GSM-R zajišťuje nezbytné mobilní datové komunikační prostředí pro
systém zabezpečení jízdy vlaku ETCS druhé a třetí aplikační úrovně.
QoS GSM-R pro ETCS – vliv ostatních technologiíBezproblémové nasazení ETCS L2 předpokládá splnění KPI QoS GSM-R.
Kvalita služeb GSM-R je dána nejenom úrovní a kvalitou pokrytí, kvalitou rádiového plánování, parametrickou konfigurací, mírou a intenzitou rádiového rušení atp
ale i kvalitou nezbytných podpůrných technologií:
— Přenosové systémy SDH, MPLS
— kvalita synchronizace
— Optická/metalická kabelová síť
— Napájení
— kvalitou provedených prací v dlouhodobém horizontu (montáže atp)
Kvalita výsledného řetězce je limitována nejslabším článkem
GSM-R QoS a ETCS
2Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Měření QoS GSM-R je časově velmi náročné (kumulativně 50x) proto akceptace rádiového rozhraní dokončených staveb GSM-R probíhá ve dvou na sebe navazujících fázích:
1. Úroveň a kvalita signálu dle EIRENE (případná optimalizace a rekonfigurace tak, aby byl vytvořen nezbytný předpoklad pro následující krok)
2. Kvalita služeb QoS GSM-R pro ETCS
Z každé fáze akceptace vzniká samostatný akceptační protokol
Celý postupu je demonstrován na příkladu akceptace stavby GSM-R Č.Velenice – Č.Budějovice – H.Dvořiště
Rádiové rozhraní a jeho akceptace
3Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Měření a vyhodnocení EIRENE (RAW data)
4Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Prezentace v protokolu
5Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Úroveň a kvalita signálu, chování MT
6Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Příklad problémů - ping-pong, kvalita signálu
7Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Ukončení 1. a zahájení 2.fáze akceptace
8Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Metodika měření a postup vyhodnocení KPI QoS vychází z požadavků dokumentu ERTMS/GSM-R O-2475 který dále rozpracovává požadavky SubSetu-093 na QoS:
Akceptace QoS GSM-R
9Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Měřící systém QoS TÚDC
10Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Měření - na každém z šesti mobilních terminálů je možno spustit a paralelně provádět kteroukoliv z následujících měřících úloh:
— Connection Establishment
— Transfer Delay
— Data Transmission Interference
— Network registration Delay
— Coverage Voice call
V průběhu měřící kampaně lze změnou konfigurace měřících úloh optimalizovat potřebný čas měření vzhledem k požadavkům na statistickou validitu dat.
Vyhodnocení – pomocí post-processingu jak jednotlivých úloh (jedno-souborově), kumulativně (více-souborové) v rámci jedné úlohy, tak i kumulativně napříč všemi úlohami.
Postup měření a vyhodnocení QoS GSM-R
11Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Účel testu:Ověřit možnost sestavení CS datového volání v kterémkoliv místě trati s
potřebnou mírou dostupnosti (CER) a požadovanou pravděpodobností času potřebného pro sestavení datového volání (CED).
Provedení testu:— Periodické MOC transparentní CS datové volání 4k8 nebo 9k6.
— Měří se čas potřebný pro sestavení datového volání.
— Je vyhodnocována úspěšnost sestavení datového volání.
— Úspěšnost je ověřena přenesením zkušebního test paketu.
Vyhodnocení testu:— CED OK - kumulativně CE Delay < 8.5s pro 95% pokusů o CE a
CE Delay < 10s pro 100% pokusů o CE.
— CED ERR - pro Delay => 10s nebo při nezdaru sestavit datové volání, nebo nezdar ověření přenesením testovacího paketu.
— CER - poměr neúspěšných volání k celkovému počtu volání. SubSetem-093 požadováno kumulativně CER < 1%
Connection Establishment (CED a CER)
12Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
CED – dílčí (jednosouborové) vyhodnocení
13Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
CED a CER – kumulativní vyhodnocení
14Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Účel testu:Ověření požadované pravděpodobnosti, že zpoždění způsobené
datovým přenosem bude ve stanoveném limitu v kterémkoliv místě trati a s potřebnou konzistencí.
Provedení testu:— Sestaveno dlouhé MOC transparentní CS datové volání 4k8 nebo 9k6.
— Ve smyčce jsou přenášeny 30-ti bajtové testovací pakety.
— Vyhodnocuje se doba mezi odesláním a příjmem paketů.
— TD = polovina rozdílu těchto časů (přenos ve smyčce).
Vyhodnocení testu:— Požadováno TD Delay < 0.5s pro 99% všech přenesených paketů
Transfer Delay (TD)
15Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
TD – dílčí (jednosouborové) vyhodnocení
16Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
TD – kumulativní vyhodnocení
17Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Účel testu:Ověření požadované statistiky chybovosti datového přenosu zajišťující,
že datové interference budou dostatečně krátké a doba mezi nimi bude dostatečná pro zotavení v kterémkoliv místě trati a s potřebnou konzistencí.
Provedení testu:— Sestaveno dlouhé MOC transparentní CS datové volání 4k8 nebo 9k6.
— Obousměrný přenos testovacích 30-ti bajtových paketů v UL i DL cestě s využitím V.110 přenosového protokolu.
— Na obou stranách vyhodnocována chybovost a případná ztráta přenášených datových paketů a celkové časování pro možnost stanovení a vyhodnocení TI a EF period pro UL a DL
Vyhodnocení testu:— TI periody < 0.8 s pro 95 % všech TI period v UL a DL cestě
— TI periody < 1,0 s pro 99 % všech TI period v UL a DL cestě
— EF periody > 20 s pro 95 % všech EF period v UL a DL cestě
— EF periody > 7 s pro 99 % všech EF period v UL a DL cestě
Data transmission Interference (DI)
18Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
DI – dílčí (jednosouborové) vyhodnocení
19Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
DI – kumulativní vyhodnocení 1/2
20Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
DI – kumulativní vyhodnocení 2/2
21Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Účel testu:Ověření možnosti registrace do sítě GSM-R při vstupu do testovaného
traťového úseku a soulad s požadovanou pravděpodobností, že čas potřebný pro registraci do sítě GSM-R (NRD) nepřekročí stanovené limity.
Provedení testu:— Periodická deregistrace a následná registrace do sítě GSM-R.
— Měří se čas potřebný pro úspěšnou registraci.
— Staticky v koncových bodech vyhodnocovaného úseku.
Vyhodnocení testu:- NR Delay <= 30 s pro 95 % pokusů o NR- NR Delay <= 35 s pro 99 % pokusů o NR - NR Delay <= 40 s pro 100 % pokusů o NR
Network Registration Delay (NRD)
22Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
NRD – dílčí (jednosouborové) vyhodnocení
23Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
NRD – kumulativní vyhodnocení
24Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Celkové kumulativní vyhodnocení
25Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Akceptace QoS ČV–ČB-HD:
Délka stavby 106 km
Ujetá dráha MV 4655 km
Čistý čas testů 95 hod
Celkem úloh 113
Celkem paketů 5 mil
Akceptační protokol:
Stran 142
Tabulek 130
Grafů 49
Závěr:
Výsledky akceptace QoS stavby GSM-R ČV – ČB – HD prokázaly plnou shodu s požadavky QoSdle SubSetu-093
Autonomní měřící systém
26Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS
Ing. Jiří Šustr
www.szdc.cz
Děkuji za pozornost
© Správa železniční dopravní cesty, státní organizace
Dlážděná 1003/7, 110 00 Praha 1