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Rede de Dados Ferroviária e de Trânsito sobre Trilhos: transportar a sinalização ao longo da linha sem jamais apostar o horário nisso

O tráfego de sinalização e controle de trens é tráfego crítico para a segurança (SIL) que trafega em uma rede que também precisa cobrir de forma contínua dezenas ou centenas de quilômetros, sobreviver a uma migração plurianual de GSM-R para FRMCS ou LTE-R, e ainda transportar informação de passageiros, vídeo e dados de escritório sem que nenhum deles toque o plano de segurança. Projetamos o backbone IP RAN que faz tudo isso ao mesmo tempo: fatiamento rígido FlexE que dá à sinalização seu próprio tubo garantido, comutação de proteção de 50ms nos trechos que a carregam, acesso ao longo da linha construído para o gabinete de via em vez da sala de comunicações, e um plano de fatiamento que permite que padrões de rádio antigos e novos funcionem lado a lado por todo o tempo que a migração levar. Este é o próprio backbone de sinalização e transporte de dados da linha — distinto da rede de terminal e campus de um aeroporto (veja Rede de Hub Aeroportuário e de Transporte): aquela página cobre os prédios de um único site, esta cobre um corredor que pode se estender por centenas de quilômetros. Dimensionada com honestidade para uma única linha de trânsito urbano, uma linha intercidades ou um tronco ferroviário nacional.

Por que um corredor ferroviário não pode ser apenas mais uma WAN

Quatro realidades em torno das quais projetamos em todo projeto de trânsito ferroviário:

O tráfego de sinalização e controle de trens é crítico para a segurança, e não pode ser interrompidoAs comunicações de controle de trens e sinalização são serviços críticos para a segurança de nível SIL: uma interrupção não é um inconveniente, é um evento de segurança. O projeto da rede precisa satisfazer as normas de segurança ferroviária, não as metas de disponibilidade que passam por um bom SLA em uma WAN corporativa.
A linha se estende por dezenas ou centenas de quilômetros, e cada metro precisa de coberturaUma linha de metrô, uma rota intercidades ou um tronco nacional compartilham o mesmo problema em escalas diferentes: a rede não pode parar no limite de uma estação, e uma lacuna em qualquer ponto do corredor é uma lacuna no controle de trens, não apenas no Wi-Fi.
O GSM-R precisa continuar funcionando enquanto o FRMCS ou o LTE-R entra — por anosA mudança de GSM-R para um novo padrão de rádio é uma migração plurianual, não um corte de fim de semana. Ambos precisam transportar tráfego ao vivo lado a lado por um longo período de transição, e a rede precisa ser construída para coexistência desde o primeiro dia, não remendada depois.
Informação de passageiros, vídeo e tráfego de escritório trafegam pelo mesmo corredorOs painéis de passageiros, o vídeo de estação e de bordo, e os dados de escritório/administrativos precisam trafegar pelo mesmo corredor físico que a sinalização — mas nenhum deles pode jamais competir com ela por banda ou prioridade.

Arquitetura: backbone IP RAN + fatiamento rígido FlexE + comutação de proteção de 50ms

Um corredor, várias fatias rigidamente isoladas, e um orçamento de comutação de proteção no qual o plano de segurança pode realmente confiar:

OCC / DISPATCH IP RAN BACKBONE ALONG THE LINE OCC — OPERATIONS CONTROL CENTRE Signaling & dispatch · passenger info · video IP RAN backbone · FlexE hard slicing along the line TI-LFA — 50ms protection switching Signaling / train-control slice (SIL) Passenger info & video slice Office / enterprise data slice Station A Trackside cabinet Station B Trackside cabinet GSM-R (legacy) FRMCS / LTE-R (new) Trackside video Station office / info

Arquitetura desenhada pela AtlasCommTech seguindo práticas de projeto de nível operadora. Os rótulos do diagrama são mantidos em inglês para clareza técnica.

Por que nós: nosso fundador passou 13 anos dentro do ecossistema de parceiros da Huawei entregando redes de operadora — incluindo os projetos de IP RAN e fatiamento rígido que operadoras ferroviárias usam hoje ao longo de seus corredores. Nossos próprios switches industriais Atlas são construídos exatamente para este gabinete de via: faixa de aproximadamente −40 a +85 °C, montagem em trilho DIN, imunidade classe IEC 61850-3 — uma boa opção para o acesso ao longo da linha, enquanto o núcleo IP RAN permanece aberto à marca que convier à sua autoridade ferroviária, orçamento e equipe.

Opções de equipamento

A solução é dimensionada primeiro conforme seus requisitos e orçamento — a mesma arquitetura pode ser entregue sobre as linhas de vários fabricantes. Ajudamos você a escolher pela disponibilidade de fornecimento no país de destino, pelo orçamento e pelos hábitos de operação da sua equipe.

Huawei — linhas de campus corporativo, WAN e segurançaEcossistema maduro com rede de serviço global.
ZTE e Wantone — linhas datacom comparáveisDireção custo-benefício; o fornecimento flui melhor em alguns mercados.
H3C — linhas de campus e data centerPortfólio de campus e data center amplamente implantado.
Switches industriais Atlas — acesso ao longo da linha, nossa própria linhaFaixa de aproximadamente −40 a +85 °C, montagem em trilho DIN, imunidade classe IEC 61850-3 — construídos para o gabinete de via, não para a sala de comunicações. Respondemos nós mesmos por esta camada de acesso; o núcleo do backbone IP RAN acima permanece aberto a qualquer marca que sirva à sua autoridade ferroviária e ao seu país.

O que o projeto entrega

Seis coisas que um backbone de trânsito ferroviário bem projetado faz e que uma WAN genérica jamais fará:

A sinalização em seu próprio tubo garantidoO fatiamento rígido FlexE dá à sinalização e ao controle de trens um tubo dedicado de banda garantida sobre a mesma fibra física que tudo o mais — a informação de passageiros, o vídeo e os dados de escritório não conseguem tomar banda emprestada porque não há caminho para isso.
Comutação de proteção de 50ms nos trechos de segurançaO TI-LFA reduz a comutação de caminho após uma falha de enlace à classe de 50ms nos trechos que carregam sinalização — o orçamento que a prática de segurança ferroviária realmente exige, não um número de SLA de operadora genérico.
GSM-R e FRMCS/LTE-R funcionando lado a ladoO plano de acesso e fatiamento é construído para coexistência desde o início, de modo que o padrão de rádio antigo continua carregando tráfego de segurança ao vivo enquanto o novo é ativado seção por seção — ninguém precisa apostar a linha inteira em um único fim de semana de corte.
Cobertura contínua ao longo da linha, não remendos estação por estaçãoO acesso é planejado como um projeto de corredor contínuo — estações, gabinetes de via e os trechos entre eles — em vez de projetar cada estação isoladamente e esperar que as lacunas entre elas se comportem bem.
Informação de passageiros, vídeo e escritório cada um em sua faixaCada serviço não relacionado à segurança trafega em sua própria fatia com seu próprio tratamento de prioridade, de modo que um envio carregado de informação de passageiros ou um fluxo de vídeo nunca fica na fila atrás do plano de sinalização, nem compete com ele.
Sincronização de relógio de precisão ao longo do corredorA temporização da sinalização e do controle de trens depende de sincronização precisa de ponta a ponta — um requisito que a maioria dos projetos de rede corporativa jamais precisa planejar.

Três portes, uma única lógica de projeto

Diga-nos o comprimento da linha, o número de estações e em que ponto você está na migração de GSM-R para FRMCS/LTE-R — o nível indica o formato da rede:

Números em torno dos quais projetamos:
A comutação de proteção nos trechos de segurança é um orçamento de classe 50ms — a lista de serviços de sinalização define a meta, não um SLA genérico
A coexistência é planejada desde o primeiro dia — padrões de rádio antigos e novos funcionam lado a lado por todo o tempo que a migração realmente levar
A cobertura é projetada como um único corredor contínuo, não estação por estação
Nível de escalaSite típicoO que o projeto inclui
Trânsito ferroviário urbano — linha únicaUma linha de metrô ou VLT · algumas estações · um centro de controle operacionalUm backbone IP RAN ao longo da linha com fatiamento rígido FlexE para sinalização, informação de passageiros e vídeo, comutação de proteção de 50ms nos trechos de sinalização, acesso reforçado para via em cada estação e gabinete, e um plano de coexistência se a linha estiver em meio à migração para um novo padrão de rádio.
Linha intercidadesUma linha conectando várias cidades · corredor mais longo · possivelmente vários subcentros de despachoUm backbone IP RAN de maior capacidade dimensionado para o corredor mais longo, planos de fatiamento rígido aplicados de forma consistente em cada trecho, um projeto de comutação de proteção coordenado de ponta a ponta, e uma implantação em etapas da coexistência GSM-R/FRMCS ou LTE-R alinhada trecho por trecho em vez de tudo de uma vez.
Tronco ferroviário nacionalUma linha tronco nacional ou multirregional · vários centros de controle operacional · uma autoridade ferroviária nacional ou regionalUm backbone IP RAN em escala nacional com zoneamento e nomenclatura padronizados para que cada trecho regional seja uma cópia do mesmo projeto, gestão centralizada com visibilidade de ponta a ponta da comutação de proteção, distribuição de relógio de precisão em todo o tronco, e um programa de migração no ritmo do próprio processo de aprovação de segurança da autoridade ferroviária, não do cronograma de entrega de um fornecedor.

Funções dos equipamentos (categorias, não modelos)

A solução é construída a partir destas categorias de equipamento — a marca é escolhida com você na etapa de projeto. Os modelos exatos dependem do comprimento do corredor, número de estações, lista de serviços de sinalização e país — por isso especificamos modelos depois da sua lista de requisitos, não antes.

FunçãoO que faz
Roteadores de backbone IP RANTransportam as fatias rígidas FlexE ao longo do corredor entre o OCC e os pontos de acesso de via — a camada dimensionada conforme o comprimento do corredor e a banda total dos serviços.
Roteadores/switches de acesso ao longo da linha (reforçados)Instalados no gabinete de via, especificados para a faixa de temperatura, vibração da passagem de trens e interferência eletromagnética da alimentação de tração — terminam localmente o tráfego de sinalização, vídeo e estação.
Switches industriais de acesso de estaçãoAtendem ao equipamento de sinalização em nível de estação, painéis de passageiros, vídeo e sistemas de escritório — especificados conforme o ambiente da estação em vez de uma sala de comunicações de escritório genérica.
Gateway de segurança de fronteira da rede de sinalizaçãoO único ponto de passagem controlado onde o plano de sinalização/segurança pode trocar apenas tráfego explicitamente nomeado com os sistemas de informação de passageiros, vídeo ou escritório — tudo o mais é recusado por projeto, em conformidade com a prática de cibersegurança ferroviária.
Dispositivos de relógio / sincronização de tempoFornecem a sincronização de precisão da qual dependem a sinalização e o controle de trens de ponta a ponta ao longo do corredor — um requisito que a maioria dos projetos de rede corporativa jamais precisa considerar.
Plataforma de gestão de rede / SDNVisibilidade centralizada de topologia, configuração e falhas em todo o corredor, com o status da comutação de proteção e o progresso da migração de coexistência acompanhados trecho por trecho.

Envie-nos o comprimento do seu corredor, número de estações, sua lista de serviços de sinalização e sua etapa de migração — a lista de modelos vem depois. Essa ordem mantém o projeto honesto.

Notas de projeto e limites honestos

Leia isto antes de assumir compromisso:
  • Sinalização e controle de trens são serviços críticos para a segurança (SIL). A rede portadora precisa satisfazer as normas de segurança da indústria ferroviária, não a prática comum de redes corporativas — projetamos primeiro conforme o regime de segurança ferroviária aplicável, depois selecionamos o equipamento.
  • A passagem de GSM-R para FRMCS é uma migração plurianual. Planejamos para que os padrões de rádio antigos e novos coexistam por todo o tempo que sua implantação realmente levar — não espere, nem planeje, um único fim de semana de corte.
  • As condições à beira da via — vibração da passagem de trens, variações de temperatura e interferência eletromagnética da alimentação de tração — são projetadas explicitamente, não presumidas como inexistentes. Equipamento especificado para uma sala de comunicações não pertence a um gabinete de via.
  • As rotas de fibra e a disponibilidade de energia diferem trecho por trecho ao longo de um corredor longo. Planejamos a redundância por trecho com base nas condições reais, não em uma suposição única e geral para toda a linha.
  • O crescimento do tráfego de informação de passageiros e vídeo é uma previsão, não um número fixo. Dimensionamos as fatias não relacionadas à segurança com margem e as revisamos a cada expansão, em vez de prometer um número exato que uma atualização de estação vai ultrapassar.

Perguntas frequentes

Por que a sinalização não pode simplesmente trafegar na mesma rede que o Wi-Fi de passageiros e o vídeo?
Porque a sinalização e o controle de trens são serviços críticos para a segurança (SIL) com um orçamento de comutação e latência que o tráfego de passageiros não precisa cumprir — e porque uma saturação do lado de passageiros ou vídeo nunca pode atrasar uma mensagem de segurança. O fatiamento rígido FlexE dá a cada um seu próprio tubo garantido sobre a mesma fibra, o que satisfaz ambos os requisitos de uma forma que uma rede compartilhada apenas com priorização não consegue.
Contra o que a comutação de proteção de 50ms realmente protege?
Ela protege a continuidade do plano de sinalização quando um enlace falha. A prática de segurança ferroviária define um orçamento de comutação exatamente para esse cenário; o TI-LFA reduz o tempo de comutação de caminho da própria rede a essa classe para que a rede não seja o motivo pelo qual um sistema de segurança perde seu enlace. O número exato que seu sistema de sinalização exige ainda deve vir do seu projeto de segurança, não de uma folha de dados genérica.
Em que isso difere da página Rede de Hub Aeroportuário e de Transporte?
Aquela página é a rede de terminal e campus de um único site — prédios, portões e uma área delimitada, mesmo em um grande hub. Esta página é uma rede de corredor que pode se estender por dezenas ou centenas de quilômetros, transportando tráfego de sinalização crítico para a segurança o trajeto todo, com a migração de padrão de rádio embutida. Uma rede de aeroporto e uma rede de corredor ferroviário resolvem problemas relacionados — banda, segurança, múltiplos serviços — em escalas muito diferentes e sob regimes de segurança diferentes.
A linha realmente consegue operar GSM-R e FRMCS ou LTE-R ao mesmo tempo?
Sim, se o plano de acesso e fatiamento for construído para coexistência desde o início em vez de assumir um único corte — esse é precisamente o passo de planejamento que uma migração apressada pula, e precisamente por que ocorrem interrupções no meio da migração. Planejamos o período de coexistência como sua própria fase de projeto, com ambos os padrões carregando tráfego ao vivo trecho por trecho até que a implantação esteja realmente completa.
Vocês fabricam switches industriais — por que Huawei, ZTE e Wantone, e H3C ainda estão nesta página?
Porque nossa linha cobre o acesso ao longo da linha e da via, e um backbone de trânsito ferroviário é muito mais do que sua camada de acesso. O roteamento de núcleo IP RAN, a plataforma SDN/gestão e o gateway de segurança de fronteira são camadas onde a marca certa depende da lista de fornecedores aprovados pela sua autoridade ferroviária, das habilidades operacionais já existentes na sua equipe e da situação de fornecimento do seu país — e nessas camadas, outra marca costuma ser a decisão certa. Preferimos entregar um backbone que passe na revisão de segurança e conformidade da sua autoridade ferroviária a um em que cada equipamento leve nosso nome.

Envie-nos o comprimento do seu corredor e sua lista de serviços de sinalização

Um engenheiro responde com um projeto de backbone IP RAN com fatiamento rígido e a lista de categorias de equipamento. Envie-nos sua lista de requisitos — a lista de modelos vem depois.

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