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1.1SDH傳輸技術(shù)
SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制,主要針對(duì)光纖傳輸,是在SONET的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上形成的。它把信號(hào)固定在幀結(jié)構(gòu)中,復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用和上下。當(dāng)帶著信號(hào)的光纖通ODF(光纖分配架)進(jìn)入ADM時(shí),信號(hào)必須通過(guò)O/E轉(zhuǎn)換和設(shè)備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號(hào),并經(jīng)過(guò)通信電纜和DDF(數(shù)字配線(xiàn)架)接到用戶(hù)接口或基站BTS(基站收發(fā)信機(jī))。
1.2ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù),即一種轉(zhuǎn)換模式,在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長(zhǎng)度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)。每個(gè)信元有53個(gè)字節(jié),開(kāi)頭的五個(gè)字節(jié)為信頭,用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息,后面的48個(gè)字節(jié)用以傳輸信息。利用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的這種數(shù)據(jù)包,通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,這比軟件更快速、經(jīng)濟(jì)、便宜。同時(shí),ATM工作速度有很大的伸縮性,在光纜上可以超過(guò)2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,為了使多個(gè)用戶(hù)共享高速線(xiàn)路,通常采用時(shí)分復(fù)用方式。時(shí)分復(fù)用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數(shù)字通信中通常采用同步傳輸模式,這種傳輸模式把時(shí)間劃分為一個(gè)個(gè)相等的片段,成為時(shí)隙,一定量的時(shí)隙組成一個(gè)幀,一個(gè)信道在一個(gè)幀里占用一個(gè)時(shí)隙,一個(gè)用戶(hù)占用一個(gè)或多個(gè)信道。而在異步傳輸模式中,各終端之間不存在共同的時(shí)間參考,各個(gè)時(shí)隙沒(méi)有固定的占用者。在ATM中時(shí)隙有固定的長(zhǎng)度而且比較短,一個(gè)時(shí)隙傳輸一個(gè)信元,每一個(gè)信元相當(dāng)一個(gè)分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來(lái)占用時(shí)隙,信息量大的信道占用的時(shí)隙多。
1.3MSTP傳輸技術(shù)
MSTP依托于SDH平臺(tái),可基于SDH多種線(xiàn)路速率實(shí)現(xiàn),包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口,繼續(xù)滿(mǎn)足TDM業(yè)務(wù)的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透?jìng)?、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來(lái)滿(mǎn)足對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
隨著GPS無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,傳統(tǒng)電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿(mǎn)足長(zhǎng)距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)取代UHF電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,它傳輸距離遠(yuǎn),信號(hào)穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?/p>
通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS,是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù),GSM是一種使用撥號(hào)方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式。GPRS利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的設(shè)備,通過(guò)在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級(jí),形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。
1.5WDM傳輸技術(shù)
WDM(或DWDM)是在光纖上同時(shí)傳輸不同波長(zhǎng)信號(hào)的技術(shù)。其主要過(guò)程是將各種波長(zhǎng)的信號(hào)用光發(fā)射機(jī)發(fā)送后,復(fù)用在一根光纖上,在節(jié)點(diǎn)處再對(duì)耦合的信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號(hào)的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光層上的復(fù)用,它和SDH在電層上的復(fù)用有著很大的區(qū)別。同時(shí),通過(guò)OADM進(jìn)行光信號(hào)的直接上下,無(wú)需經(jīng)過(guò)O/E轉(zhuǎn)換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進(jìn)行較長(zhǎng)距離的光傳輸而不需要光中繼。
2接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求,鐵路部門(mén)必須采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信的傳輸和接入方式,實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級(jí),發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),由于原有用戶(hù)銅纜接入的普遍性和現(xiàn)在光纖技術(shù)的發(fā)展,接入網(wǎng)建設(shè)就必須考慮通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展,這就決定了接入網(wǎng)技術(shù)的多樣化。接入網(wǎng)從接入方式上可分為有線(xiàn)接入和無(wú)線(xiàn)接入。
2.1有線(xiàn)接入技術(shù)
(1)高速率數(shù)字用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。
通過(guò)2-3對(duì)雙絞線(xiàn)雙向?qū)ΨQ(chēng)傳送基群數(shù)字速率信號(hào),傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過(guò)回波抵消技術(shù)實(shí)現(xiàn)在一對(duì)雙絞線(xiàn)上全雙工傳輸,通過(guò)特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量,用多線(xiàn)對(duì)并行傳輸,以降低每對(duì)雙絞線(xiàn)上的傳輸速率,增加無(wú)中繼傳輸距離。
(2)非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高達(dá)(9-10)Mbit/s,上行速率只有數(shù)十或數(shù)百kbit/s,此技術(shù)適用于視頻點(diǎn)播VOD系統(tǒng);其高速下行信道可向家庭用戶(hù)提供多路的數(shù)字圖像信號(hào)及低速語(yǔ)音信號(hào),而上行信道用于傳送用戶(hù)控制信號(hào)。ADSL的優(yōu)勢(shì)在于它幾乎不需要對(duì)現(xiàn)有的對(duì)1雙絞線(xiàn)作任何改動(dòng)就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。
它是基于有線(xiàn)電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來(lái)的。在有線(xiàn)電視中心與地區(qū)中心、地區(qū)中心與光節(jié)點(diǎn)之間采用光纖連接,光節(jié)點(diǎn)與用戶(hù)設(shè)備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調(diào)制,將CATV原有的單向傳輸系統(tǒng)改造成雙向傳輸系統(tǒng)。HFC可以充分利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行少量投資,就可形成一個(gè)支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(4)光纖用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。
以光纖為主要傳輸媒介,根據(jù)光纖向用戶(hù)延伸的距離,可以分為FTTC(光纖到路邊),FTTB(光纖到大樓),FTTH(光纖到家)等。FTTB是用戶(hù)接入信息高速公路的最終理想目標(biāo),但根據(jù)現(xiàn)有通信發(fā)展的實(shí)際,FTTC、FTTB與銅纜相結(jié)合的用戶(hù)接入,雖然是有過(guò)渡性質(zhì)的折衷方案,但價(jià)格相對(duì)經(jīng)濟(jì),并且在時(shí)機(jī)成熟時(shí)易擴(kuò)展到FTTH,所以是現(xiàn)實(shí)并且可行的。
2.2無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)
無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)是在接入網(wǎng)中部分或全部引人無(wú)線(xiàn)傳輸媒介,為用戶(hù)提供固定終端業(yè)務(wù)和移動(dòng)終端業(yè)務(wù)。無(wú)線(xiàn)接入可分為固定接入和移動(dòng)接入兩大類(lèi)。其基本結(jié)構(gòu)由控制器、基站和用戶(hù)終端設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用技術(shù)主要包括微波1點(diǎn)多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)等。無(wú)線(xiàn)接人由于其靈活方便易于建設(shè),目前已得到極大的重視。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強(qiáng)大的專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng),是通信與微處理機(jī)技術(shù)、程控交換技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體,通過(guò)無(wú)線(xiàn)撥號(hào)的方式把一組信道自動(dòng)最優(yōu)地動(dòng)態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶(hù),最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源,降低系統(tǒng)內(nèi)呼損,提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能,特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險(xiǎn)等場(chǎng)合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問(wèn)題,因而倍受專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)的青睞,被確定為現(xiàn)行鐵路移動(dòng)通信方式的首選類(lèi)型。
3結(jié)語(yǔ)
鐵路通信網(wǎng)是保證行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率的有力工具,我國(guó)鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久,對(duì)鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時(shí)間對(duì)其了解、分析和試驗(yàn),對(duì)其中所要注意的問(wèn)題,特別是技術(shù)問(wèn)題要認(rèn)真對(duì)待,只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]梁培超.淺析鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)[J].科技資訊,2008.
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[3]廖旭波.論傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用及發(fā)展方向[J].科技資訊,2009.
1.1PDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
光纖通信技術(shù)之所以在鐵路通信系統(tǒng)里發(fā)揮重要作用,是因?yàn)楫?dāng)前對(duì)光纖通信技術(shù)的劃分十分精細(xì),在各個(gè)鐵路通信系統(tǒng)里都會(huì)使用相應(yīng)的光纖通信技術(shù),達(dá)到最理想的通信效果。PDH光纖通信作為十分重要和關(guān)鍵的方面,能有效清除鐵路通信系統(tǒng)里存在的隱患以及漏洞,確保鐵路通信系統(tǒng)的正常與穩(wěn)定。但PDH存在標(biāo)準(zhǔn)不一、復(fù)用結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜以及網(wǎng)絡(luò)管理功能較弱的問(wèn)題,所以其難以得到長(zhǎng)遠(yuǎn)、有效的發(fā)展。
1.2SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問(wèn)題,并在此基礎(chǔ)上有所突破,讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設(shè)備構(gòu)成的具備自愈保護(hù)作用的環(huán)網(wǎng)形式,能在傳輸媒體主要信號(hào)中斷的時(shí)候自動(dòng)利用自愈網(wǎng)及時(shí)恢復(fù)正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術(shù),SDH技術(shù)有四個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是網(wǎng)絡(luò)管理能力更強(qiáng);二是比特率和接口標(biāo)準(zhǔn)均統(tǒng)一,讓各個(gè)廠(chǎng)家設(shè)備間的互聯(lián)成為了可能;三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論,能在傳輸媒體主要信號(hào)中斷時(shí)及時(shí)恢復(fù)正常;四是運(yùn)用字節(jié)復(fù)接技術(shù),簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)各個(gè)支路信號(hào)。鑒于SDH光纖通信技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn),所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里,已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列(SDH)基礎(chǔ)上的傳送網(wǎng)。就以xx鐵路為例,該鐵路基于新敷設(shè)20芯光纜里的其中4芯光纖基礎(chǔ)上,開(kāi)設(shè)SDH2.5Gb/s(1+1)光同步傳輸系統(tǒng)為長(zhǎng)途傳輸網(wǎng),在鐵路的相應(yīng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)均設(shè)置了SDH2.5Gb/sADM設(shè)備,并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設(shè)備相連,發(fā)揮上聯(lián)和保護(hù)作用。此外,還借助2芯光纖開(kāi)設(shè)了SDH622Mb/s(1+0)光同步傳輸系統(tǒng),將其作為當(dāng)?shù)氐闹欣^網(wǎng),并在鐵路相應(yīng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)以及新開(kāi)設(shè)的各個(gè)中間站和線(xiàn)路新設(shè)置了SDH622Mb/s設(shè)備。
1.3DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
DWDM光纖通信技術(shù)是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點(diǎn),由多個(gè)波長(zhǎng)構(gòu)成載波,許可各個(gè)載波信道能同時(shí)在同一條光纖里傳輸,如此一來(lái),在給定信息傳輸容量的情況西夏,就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術(shù),單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達(dá)400Gb/s。DWDM技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是其協(xié)議與傳輸速度是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的,以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說(shuō),以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能在同一個(gè)激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)流量。當(dāng)前,在國(guó)內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,其中滬杭-浙贛鐵路干線(xiàn)就是國(guó)內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外,京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設(shè)與使用中。就拿京九鐵路來(lái)說(shuō),京九鐵路線(xiàn)使用的是具有開(kāi)放性的DWDM系統(tǒng)和設(shè)備,能兼容各種工作波長(zhǎng)以及廠(chǎng)商的SDH設(shè)備。波道數(shù)量為16,波道速率基礎(chǔ)為每秒2.5Gb,借助京九線(xiàn)20芯光纜里的2芯G.652單模光纖,使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?,也就是說(shuō)相同波長(zhǎng)在兩個(gè)方向上都能多次使用,光接口滿(mǎn)足ITU-TG.692協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。
2結(jié)語(yǔ)
1現(xiàn)狀及問(wèn)題
傳統(tǒng)車(chē)載通信設(shè)備主要是無(wú)線(xiàn)列調(diào)機(jī)車(chē)電臺(tái),設(shè)備組成簡(jiǎn)單,承載業(yè)務(wù)單一,機(jī)車(chē)交路一般在本鐵路局管內(nèi)進(jìn)行運(yùn)用,為了動(dòng)態(tài)掌握機(jī)車(chē)電臺(tái)運(yùn)用信息,維護(hù)單位使用“機(jī)車(chē)電臺(tái)運(yùn)用揭示牌”進(jìn)行運(yùn)用管理,基本能夠滿(mǎn)足運(yùn)用管理要求。
隨著鐵路無(wú)線(xiàn)技術(shù)發(fā)展,GSM-R、CIR、客列尾、貨列尾、列車(chē)接近預(yù)警、列車(chē)防護(hù)報(bào)警等新技術(shù)、新設(shè)備、新業(yè)務(wù)的大量應(yīng)用,車(chē)載通信設(shè)備的裝備數(shù)量快速增長(zhǎng)。以南昌鐵路局為例,全局1274臺(tái)機(jī)車(chē)、58列動(dòng)車(chē)組和323臺(tái)自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備均加裝了CIR設(shè)備,投入使用的CIR設(shè)備近2000臺(tái)。CIR設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,承載業(yè)務(wù)多,是當(dāng)前鐵路最主要的車(chē)載通信設(shè)備,其關(guān)鍵組成部件達(dá)10余種,有主控單元、G網(wǎng)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)單元、450MHz列調(diào)單元、防護(hù)報(bào)警單元(LBJ)、操作顯示終端(MMI)、存儲(chǔ)記錄單元、合路器和多頻段天線(xiàn)等。目前車(chē)載通信設(shè)備運(yùn)維管理中存在的主要問(wèn)題:①傳統(tǒng)車(chē)載通信設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)用揭示牌更新不及時(shí),數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,與實(shí)際運(yùn)用存在較大偏差;②設(shè)備或板件故障修復(fù)后,難以換回至原車(chē)使用,定機(jī)、定臺(tái)(板件)實(shí)現(xiàn)困難;③設(shè)備軟硬件版本靠人工臺(tái)賬記錄,管理手段落后;④機(jī)車(chē)、動(dòng)車(chē)組頻繁調(diào)整配屬,車(chē)載通信設(shè)備隨車(chē)調(diào)整配屬,車(chē)載通信設(shè)備的技術(shù)履歷管理困難;⑤現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線(xiàn)檢測(cè)作業(yè)與無(wú)線(xiàn)檢修作業(yè)之間檢修信息未能實(shí)現(xiàn)共享,信息交互困難,同時(shí)對(duì)車(chē)載無(wú)線(xiàn)設(shè)備的故障或狀態(tài)跟蹤困難;⑥設(shè)備到期按整機(jī)報(bào)廢處理,管理粗放,部分未到使用壽命的板件也一并報(bào)廢,整機(jī)和關(guān)鍵部件的使用壽命不能按實(shí)際壽命區(qū)別管理,造成投資浪費(fèi)。
隨著機(jī)車(chē)交路不斷延長(zhǎng),車(chē)載通信設(shè)備的運(yùn)用管理和動(dòng)態(tài)質(zhì)量依靠傳統(tǒng)的管理手段和模式,難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精細(xì)化管理。
2解決方案
采用物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、RFID、條形碼、數(shù)據(jù)庫(kù)等現(xiàn)有成熟技術(shù),結(jié)合車(chē)載通信設(shè)備出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)及既有運(yùn)維管理模式,構(gòu)建車(chē)載通信設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)用管理系統(tǒng),解決無(wú)線(xiàn)車(chē)載通信設(shè)備運(yùn)維管理過(guò)程中存在的主要難題,實(shí)現(xiàn)設(shè)備整機(jī)和關(guān)鍵部件的智能化、精細(xì)化、壽命化、定機(jī)定臺(tái)(板件)管理目標(biāo),最終達(dá)到充分挖掘設(shè)備潛力,降低設(shè)備更新改造成本。車(chē)載通信設(shè)備的動(dòng)態(tài)運(yùn)用管理系統(tǒng)主要包括后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)處理服務(wù)器、現(xiàn)場(chǎng)客戶(hù)終端、現(xiàn)場(chǎng)手持終端和RFID掃描檢測(cè)設(shè)備等,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
系統(tǒng)采用B/S與C/S混合工作模式,在鐵路局(或通信段)設(shè)置服務(wù)器,鐵路局、通信段、車(chē)間、工區(qū)用戶(hù)按分層分權(quán)管理,分配操作權(quán)限,操作相關(guān)功能模塊。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔、操作簡(jiǎn)便,符合現(xiàn)場(chǎng)快捷要求,盡量在無(wú)輸入或較少輸入的情況下,完成數(shù)據(jù)采集、記錄、上傳,系統(tǒng)關(guān)聯(lián)、分析、統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)碎片化作業(yè)行為和內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)管理、運(yùn)用管理等生產(chǎn)過(guò)程控制,充分體現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的管理模式。
3系統(tǒng)功能
3.1設(shè)備基礎(chǔ)臺(tái)賬管理
針對(duì)機(jī)車(chē)、CIR主機(jī)、LBJ、MMI,設(shè)置RFID身份識(shí)別標(biāo)簽;針對(duì)主控板、語(yǔ)音模塊、數(shù)據(jù)模塊、GIS單元等板件,設(shè)置身份識(shí)別條形碼;人工輸入軟、硬件版本信息數(shù)據(jù),以無(wú)線(xiàn)出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)為最小管理單元,將各出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)管理范圍內(nèi)的運(yùn)用設(shè)備、備品備件等設(shè)備的基礎(chǔ)信息、狀態(tài)信息錄入或?qū)胂到y(tǒng)服務(wù)器,形成全局的無(wú)線(xiàn)車(chē)載設(shè)備基礎(chǔ)臺(tái)賬。條件具備情況下,無(wú)線(xiàn)出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)運(yùn)用管理系統(tǒng)之間開(kāi)放數(shù)據(jù)交互接口,無(wú)線(xiàn)出入庫(kù)檢測(cè)系統(tǒng)可獲取歸屬該出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)運(yùn)用管理系統(tǒng)可獲取出入庫(kù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果、質(zhì)量分析等相關(guān)數(shù)據(jù)。
3.2電子無(wú)線(xiàn)車(chē)載設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)用揭示牌
現(xiàn)場(chǎng)操作終端使用專(zhuān)用賬戶(hù)登錄后,彈出電子揭示牌,揭示牌信息根據(jù)權(quán)限從數(shù)據(jù)服務(wù)器提取與出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)配屬相對(duì)應(yīng)的設(shè)備信息,定期刷新。揭示牌分三個(gè)功能區(qū):①當(dāng)前機(jī)車(chē)入庫(kù)到達(dá)信息;②設(shè)備運(yùn)用揭示,一般情況顯示機(jī)車(chē)型號(hào)、機(jī)車(chē)號(hào)、設(shè)備廠(chǎng)家、設(shè)備型號(hào)、設(shè)備編號(hào)等,當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)至該機(jī)車(chē)時(shí),彈出懸停窗進(jìn)一步顯示主機(jī)設(shè)備、軟硬件版本等詳細(xì)信息;③該出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)的備品備件、故障修設(shè)備等信息。
3.3機(jī)車(chē)入庫(kù)到達(dá)提示
在機(jī)車(chē)入庫(kù)咽喉位置設(shè)置RFID讀取設(shè)備,當(dāng)機(jī)車(chē)入庫(kù)時(shí),自動(dòng)讀取機(jī)車(chē)上RFID卡片并反饋至后臺(tái),系統(tǒng)將機(jī)車(chē)的到達(dá)信息及搭載的無(wú)線(xiàn)設(shè)備信息推送到無(wú)線(xiàn)出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作終端,例如顯示:2014年7月21日7:37HXD3C-0037機(jī)車(chē)入庫(kù),CIR廠(chǎng)家世紀(jì)東方,WTTJ-I。另外,根據(jù)實(shí)際情況提示前期故障修的設(shè)備(板件)是否需要執(zhí)行歸位操作,供作業(yè)人員參考。
3.4板件級(jí)動(dòng)態(tài)運(yùn)用管理
車(chē)載通信設(shè)備或板件因故障等原因需倒換時(shí),或設(shè)備或板件入所修(含返廠(chǎng)修)時(shí),使用現(xiàn)場(chǎng)手持終端掃描RFID或條形碼并選取相應(yīng)操作即可完成。設(shè)備(板件)的狀態(tài)、位置發(fā)生變化時(shí),手持終端將相關(guān)信息進(jìn)行記錄并上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器。根據(jù)系統(tǒng)記錄運(yùn)用日志信息,當(dāng)維修板件位置信息已經(jīng)到達(dá)對(duì)應(yīng)無(wú)線(xiàn)出入檢測(cè)點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)根據(jù)機(jī)車(chē)入庫(kù)到達(dá)信息,判斷并聲光提示在出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備(板件)歸位操作?,F(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備(板件)進(jìn)行故障倒換時(shí),輸入故障現(xiàn)象等信息(為了減少輸入繁瑣,可預(yù)制常用故障信息供選擇),信息自動(dòng)跟隨故障件至無(wú)線(xiàn)檢修所。無(wú)線(xiàn)檢修所對(duì)故障件進(jìn)行維修后,檢修記錄終身跟隨故障件,供各級(jí)技術(shù)人員查詢(xún)。
3.5全壽命跟蹤管理
運(yùn)用RFID及條形碼技術(shù),結(jié)合手持終端的使用,系統(tǒng)對(duì)無(wú)線(xiàn)車(chē)載設(shè)備(板件)從上道開(kāi)始,至報(bào)廢或調(diào)撥出局,對(duì)其運(yùn)用狀態(tài)發(fā)生變化的行為及原因進(jìn)行跟蹤,記錄運(yùn)用日志。系統(tǒng)可設(shè)置無(wú)線(xiàn)車(chē)載設(shè)備或板件使用壽命年限,根據(jù)上道時(shí)間自動(dòng)計(jì)算到期時(shí)間,在運(yùn)用揭示牌界面可根據(jù)要求自動(dòng)提示到期剩余時(shí)間。系統(tǒng)還可設(shè)置運(yùn)用日志組合查詢(xún)、智能分析功能,對(duì)設(shè)備運(yùn)用情況自動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)即將到更新改造周期或經(jīng)常使用不良的設(shè)備進(jìn)行智能分析、提示,也可人工手動(dòng)定向查詢(xún)、分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備全壽命動(dòng)態(tài)跟蹤管理。
3.6機(jī)車(chē)或設(shè)備調(diào)撥管理
機(jī)車(chē)或設(shè)備的調(diào)撥由通信段級(jí)管理人員發(fā)起,選擇機(jī)車(chē)或設(shè)備、輸入/導(dǎo)入調(diào)撥原因和依據(jù),發(fā)起調(diào)撥程序。局內(nèi)調(diào)撥時(shí),調(diào)出的出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)在確認(rèn)機(jī)車(chē)下線(xiàn)并進(jìn)入整備狀態(tài)后,確認(rèn)調(diào)出,調(diào)入的出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)在確認(rèn)機(jī)車(chē)到達(dá)后確認(rèn)調(diào)入,完成調(diào)撥工作。出局調(diào)撥時(shí),調(diào)出出入庫(kù)檢測(cè)點(diǎn)在確認(rèn)機(jī)車(chē)下線(xiàn)并完成整備后確認(rèn)即可完成。
3.7報(bào)廢管理
針對(duì)車(chē)載通信設(shè)備(或板件)進(jìn)行報(bào)廢操作,報(bào)廢界面應(yīng)顯示設(shè)備的主要構(gòu)成,如CIR主機(jī)、LBJ、MMI、主控板、語(yǔ)音模塊、數(shù)據(jù)模塊、GIS單元等,以及上道時(shí)間、障礙信息。選擇已到報(bào)廢年限的部件進(jìn)行報(bào)廢操作,對(duì)于還未到報(bào)廢年限的部件進(jìn)行轉(zhuǎn)備品操作,可實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理,節(jié)約投資和成本,減少投資浪費(fèi)。
3.8軟硬件版本管理
車(chē)載設(shè)備或板件的軟、硬件版本及GIS數(shù)據(jù)版本發(fā)生變化時(shí),可選擇軟硬件版本管理界面,采用人工手動(dòng)操作方式進(jìn)行修改。具備條件時(shí),可通過(guò)出入檢測(cè)系統(tǒng)或無(wú)線(xiàn)車(chē)載設(shè)備開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口,在出入庫(kù)檢測(cè)時(shí),自動(dòng)獲取并自動(dòng)更新軟、硬件版本等相關(guān)信息。3.9履歷管理
根據(jù)總公司車(chē)載設(shè)備履歷簿管理要求,系統(tǒng)提取設(shè)備基礎(chǔ)臺(tái)賬信息、運(yùn)用日志信息,自動(dòng)生成實(shí)時(shí)履歷簿。3.10信息共享
各級(jí)用戶(hù)可根據(jù)權(quán)限查閱設(shè)備(板件)全壽命范圍內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、檢修記錄、運(yùn)用日志等相關(guān)數(shù)據(jù)。如:無(wú)線(xiàn)檢修所可以查詢(xún)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)用情況、機(jī)車(chē)入庫(kù)檢測(cè)記錄、設(shè)備故障現(xiàn)象、倒換原因、處理人員等信息;無(wú)線(xiàn)檢修工區(qū)可查詢(xún)?cè)O(shè)備(板件)的入所修測(cè)試記錄、狀態(tài)、檢修人員,上次機(jī)車(chē)入庫(kù)情況等信息;各級(jí)管理人員可根據(jù)需要進(jìn)行查詢(xún)。技術(shù)管理文件、設(shè)備技術(shù)資料、作業(yè)指導(dǎo)書(shū)、故障案例、數(shù)據(jù)分析軟件、維護(hù)軟件、GIS數(shù)據(jù)、各次軟件升級(jí)補(bǔ)丁等資料的共享,通過(guò)、瀏覽、下載方式實(shí)現(xiàn)。充分利用辦公局域網(wǎng)覆蓋通信各管理環(huán)節(jié),以及系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、檢修記錄、運(yùn)用日志等,可根據(jù)不同管理需求進(jìn)行功能擴(kuò)展。如:工作任務(wù)管理,具備任務(wù)下達(dá)通知、簽認(rèn)、閉環(huán)管理;年、月度檢修計(jì)劃及進(jìn)度管理;無(wú)線(xiàn)檢修所設(shè)備輪修過(guò)程管理及檢修記錄電子化;設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量報(bào)表統(tǒng)計(jì)、分析;故障、障礙登記簿管理等,最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)車(chē)載設(shè)備維護(hù)管理無(wú)紙化。
4系統(tǒng)構(gòu)建建議
物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、RFID、條形碼、數(shù)據(jù)庫(kù)等均為現(xiàn)有成熟技術(shù),不存在技術(shù)上難點(diǎn)。系統(tǒng)涉及面廣、作業(yè)環(huán)節(jié)較多,有專(zhuān)業(yè)交叉,管理較復(fù)雜,而且通信管理人員與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員彼此專(zhuān)業(yè)了解不夠,這些都對(duì)雙方參與人員的綜合素質(zhì)提出較高要求。通信管理人員要參與并協(xié)助系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員充分了解車(chē)載通信設(shè)備維護(hù)管理體系及特點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)流程和各環(huán)節(jié)要點(diǎn),設(shè)備的編號(hào)規(guī)則,設(shè)備主要構(gòu)成、關(guān)聯(lián)關(guān)系;機(jī)務(wù)部門(mén)相關(guān)的機(jī)車(chē)管理體系及特點(diǎn);通信與機(jī)務(wù)部門(mén)結(jié)合部的關(guān)聯(lián)關(guān)系;通信部門(mén)的需求等,這些需求對(duì)接清楚是系統(tǒng)構(gòu)建的一個(gè)難點(diǎn),需要雙方充分交流。而且系統(tǒng)覆蓋全局,點(diǎn)多面廣,現(xiàn)場(chǎng)維修人員接受和使用信息系統(tǒng)的能力參差不齊,因此,現(xiàn)場(chǎng)維修人員與信息系統(tǒng)的銜接是否順利成為了構(gòu)建車(chē)載通信設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)用管理系統(tǒng)的又一個(gè)難點(diǎn),需在系統(tǒng)啟用前,在試用期間對(duì)員工加強(qiáng)培訓(xùn)。
1.1在鐵路中建設(shè)無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站可以大大提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)在整個(gè)列車(chē)中的使用
與傳統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射裝置不同,鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站與以往最大的優(yōu)點(diǎn)就是在信號(hào)的傳輸途徑上,鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站中裝置了WCMD3G/4G信號(hào),使信號(hào)的傳輸速度更為快捷,信號(hào)的質(zhì)量更加穩(wěn)定,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)列車(chē)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)的覆蓋。作者為了讓文章更為實(shí)際,親自體驗(yàn)過(guò)在建設(shè)多座鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的列車(chē),經(jīng)過(guò)作者的測(cè)試,在有鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的地區(qū),移動(dòng)通訊設(shè)備的信號(hào)是滿(mǎn)格,與普通的列車(chē)上移動(dòng)通訊設(shè)備信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)有著相當(dāng)大優(yōu)勢(shì)。
1.2作者通過(guò)對(duì)張集(張家口至集寧)鐵路內(nèi)蒙古段為調(diào)查對(duì)象
對(duì)光纖直放站在解決弱場(chǎng)覆蓋和位置定位的問(wèn)題上做過(guò)一部分分析,得出了以下結(jié)果。張集鐵路內(nèi)蒙古段共有5個(gè)中間站:友誼水庫(kù)、興和、廟梁、西土城、古營(yíng)盤(pán),線(xiàn)路地形雖沒(méi)有高山、隧道,但沿線(xiàn)路段有部分丘陵及小山包,多處有挖方地段,路塹最高有近50米,站間距一般在20公里以上,其中廟梁至西土城站間距離28.6公里,線(xiàn)路存在彎道。安照鐵路無(wú)線(xiàn)列調(diào)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋的要求,車(chē)站信號(hào)傳輸距離應(yīng)達(dá)到站間距的一半,為達(dá)到這一要求,并根據(jù)以上地形特點(diǎn),在區(qū)間增設(shè)光纖直放站以加強(qiáng)信號(hào)覆蓋,這無(wú)疑是一個(gè)非常明智的選擇。
1.3光纖直放站由近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)組成
近端機(jī)設(shè)在通信機(jī)房?jī)?nèi),遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)在區(qū)間,在近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)之間利用有線(xiàn)通信沿線(xiàn)敷設(shè)的20芯光纜中的11芯、12芯光纖,將車(chē)站無(wú)線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)傳輸?shù)焦饫w直放站遠(yuǎn)端機(jī),再由遠(yuǎn)端機(jī)天線(xiàn)繼續(xù)進(jìn)行發(fā)射已增強(qiáng)信號(hào)覆蓋。
2進(jìn)行鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站建設(shè)的最佳位置選址工作
2.1鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站與交通運(yùn)輸總站之間一定要有傳輸介質(zhì)的存在
這樣才能確保鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站能及時(shí)獲取運(yùn)輸總站發(fā)出的信息,從而根據(jù)鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站所處的地段,運(yùn)用信息放大器來(lái)增加信息量的發(fā)射功率,讓列車(chē)接收到電訊號(hào)更加準(zhǔn)確。
2.2在列車(chē)形式在云貴山區(qū)這樣崎嶇的山谷里的時(shí)候
由于回音而可能造成對(duì)鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站發(fā)出信號(hào)的干擾,在列車(chē)行駛在這樣的路線(xiàn)中時(shí),可能由于回音與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)混雜而產(chǎn)生電磁波。電磁波對(duì)鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站發(fā)出的無(wú)線(xiàn)信號(hào)有著極大的干擾作用,從而使得全車(chē)的信號(hào)覆蓋率降低。就是因?yàn)檫@樣,在這種山谷地區(qū),應(yīng)該加大對(duì)這鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的建設(shè),通過(guò)建設(shè)成功的多座鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站之間的聯(lián)系作用,才能抵抗電磁波的沖擊。因此,在設(shè)置鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的位置時(shí)應(yīng)該考慮:遠(yuǎn)端機(jī)覆蓋相互獨(dú)立,不會(huì)因?yàn)橐慌_(tái)設(shè)備而使其它設(shè)備中斷。
2.3在選擇建設(shè)鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站車(chē)站的地址時(shí)
應(yīng)當(dāng)避免噪音對(duì)鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的影響。鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站在接收電臺(tái)接收端接收列出發(fā)出的信號(hào)時(shí),也會(huì)收到其他噪音的影響,使得信息質(zhì)量存在嚴(yán)重問(wèn)題。這些雜音會(huì)混雜在鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站發(fā)出的信號(hào)里,破壞鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放與列車(chē)的有效平衡。因此,選址的時(shí)候要充分考慮植物的優(yōu)勢(shì),植物會(huì)對(duì)噪音有吸收作用,對(duì)鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的功能有所提升。
2.4在選址的時(shí)候要考慮電力系統(tǒng)供應(yīng)方便的地方作為鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站的建設(shè)地點(diǎn)
由于鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站需要可靠的電源,在鐵路系統(tǒng)一般選擇沿鐵路兩邊架設(shè)的10kV自閉和貫通電源,兩路電源一主一備,因此,要考慮電力電纜方便過(guò)軌的地方。如果電力供應(yīng)不可靠,會(huì)嚴(yán)重影響鐵路無(wú)線(xiàn)通信光纖直放站與列車(chē)之間的實(shí)時(shí)交流,造成列車(chē)駕駛員無(wú)法對(duì)前方路段進(jìn)行了解。
3對(duì)鐵路光纖直放站位的建設(shè)位置做出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整
3.1直放站附近地勢(shì)起伏較大時(shí)
應(yīng)選擇高地段進(jìn)行立塔,這樣可以減少鐵塔高度以降低成本及延長(zhǎng)傳輸距離。
3.2在建設(shè)鐵路光纖直放站位時(shí)
應(yīng)考慮發(fā)射塔與電氣化鐵路回流線(xiàn)的安全距離,一般選擇塔身最近處距回流線(xiàn)不小于3.5米。
3.3電力系統(tǒng)的供應(yīng)對(duì)鐵路光纖直放站的影響
鐵路光纖直放站也需要電力的供應(yīng)。如果,在鐵路光纖直放站的電力系統(tǒng)時(shí)斷時(shí)續(xù)會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸起到阻礙的作用。因此,有鐵路光纖直放站應(yīng)該建設(shè)在電力系統(tǒng)供應(yīng)充足的電線(xiàn)桿附近,能源源不斷的獲得電力的供應(yīng),從而保證鐵路光纖直放站發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)訊號(hào)的完整性。
3.4鐵路光纖直放站位置一般有設(shè)計(jì)定位
設(shè)計(jì)定位時(shí)分析地形,并進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試,但由于設(shè)計(jì)進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試時(shí),一般路基還沒(méi)有成效,特別是無(wú)法測(cè)出高挖方地段的場(chǎng)強(qiáng),而且設(shè)計(jì)進(jìn)行場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試時(shí)發(fā)射及接收和線(xiàn)路竣工后車(chē)站電臺(tái)發(fā)射及列車(chē)臺(tái)接收還有誤差,因此要根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
4結(jié)束語(yǔ)
某運(yùn)站處于國(guó)家鐵路運(yùn)輸網(wǎng)和城市運(yùn)輸網(wǎng)的樞紐位置,決定著該城市交通業(yè)的發(fā)展,是經(jīng)濟(jì)發(fā)展最迅速的區(qū)域。因此,該客運(yùn)站的存在使得這一城市成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、城市化水平高的國(guó)際化大都市,這便又反過(guò)來(lái)促進(jìn)了運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。但這一現(xiàn)狀的存在,也使得城市用地十分緊張,并且環(huán)境污染也比較嚴(yán)重。這便需要我們發(fā)展綠色、環(huán)保、占地面積小、運(yùn)輸效率高的鐵路干線(xiàn)。
2客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)通信技術(shù)介紹
現(xiàn)今,應(yīng)用范圍較廣的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術(shù)包括純IP技術(shù)、IP/ATMoverSDH技術(shù)、純ATM技術(shù)等。2.1純ATM技術(shù)這一技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是光纖網(wǎng)絡(luò)的成熟,在光纖基礎(chǔ)上設(shè)立的ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)可以承載多項(xiàng)業(yè)務(wù),并且能促進(jìn)QOS的發(fā)展,在我國(guó)發(fā)展的也比較成熟??墒?,這一技術(shù)的協(xié)議存在很大的缺點(diǎn),比如IP傳輸效率過(guò)低、成本高、推廣性差等。2.2純IP技術(shù)這一技術(shù)是在前兆以太網(wǎng)路由器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,所建成的純IP數(shù)據(jù)網(wǎng),有著端口容量大、傳輸方便、協(xié)議便捷等多方面的優(yōu)勢(shì),不過(guò)它所產(chǎn)生的QOS不夠嚴(yán)謹(jǐn),很多協(xié)議也不夠科學(xué),所以安全性低、管理難度也很高。2.3IP/ATMoverSDH技術(shù)這一技術(shù)是在MSTP的基礎(chǔ)上發(fā)展進(jìn)步的,借助光纖產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)后,再制造出IP/ATM接口,并將其聯(lián)系起來(lái)組成數(shù)據(jù)網(wǎng),以完成數(shù)據(jù)的傳輸工作。IP/ATMoverSDH技術(shù)現(xiàn)今已經(jīng)十分完善和健全,并且可調(diào)動(dòng)性很強(qiáng),管理水平也比較高,發(fā)展前景良好。
3客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)通信技術(shù)的應(yīng)用方案
3.1傳輸網(wǎng)的架構(gòu)
在設(shè)立傳輸組網(wǎng)時(shí),要將工作分為三層逐步開(kāi)展,這三層是匯聚層、骨干層和接入層。這三者中的重點(diǎn)是骨干層,其中的多個(gè)傳輸核心節(jié)點(diǎn)主要是為了進(jìn)行多業(yè)務(wù)處理以及大顆粒業(yè)務(wù)的調(diào)度工作,骨干層對(duì)于安全性和穩(wěn)定性的要求是很高的,通常用10Gb/s的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成傳輸工作。傳輸設(shè)施中存在很多核心節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn),它們可以完成業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)以及聚集工作。接入層中的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)來(lái)聚集到一處,這樣便能夠使接入節(jié)點(diǎn)有運(yùn)輸通道。匯聚層必須具有很強(qiáng)的匯聚性能和處理交叉業(yè)務(wù)的功能,并且需要有很好的擴(kuò)展性,通常將622Mb/s的網(wǎng)絡(luò)作為傳輸設(shè)施。接入層包括多個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn),因此接入方式也十分多樣,可以處理好多種業(yè)務(wù),必須在接入層安裝多種多樣的接口。現(xiàn)今,網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)是由語(yǔ)音傳輸轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字傳輸,因此,要結(jié)合數(shù)字傳輸?shù)母黜?xiàng)要求要對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善,并結(jié)合業(yè)務(wù)的流向以及流量來(lái)開(kāi)展組織工作,不斷提高傳輸水平。最重要的是,要增加大顆粒組織管理的比重,實(shí)現(xiàn)高速度下的通道連接工作。需跨環(huán)的業(yè)務(wù)多或者是調(diào)度大時(shí),通常選擇多光口的SDH設(shè)施作為節(jié)點(diǎn)。
3.2匯聚層的組網(wǎng)設(shè)計(jì)
顧名思義,匯聚層的組成就是匯聚節(jié)點(diǎn),它主要是梳理、聚集該范圍中的各種業(yè)務(wù),以增強(qiáng)業(yè)務(wù)的調(diào)度能力,并且該層次能夠避免接入點(diǎn)直接引入核心層而產(chǎn)生的主干光纖消耗、跨度增大等問(wèn)題。建設(shè)匯聚層的網(wǎng)絡(luò)是多采取分波工藝、RPR以及MSTP工藝,尤其是MSTP工藝的應(yīng)用,能夠促進(jìn)TDM性能的發(fā)揮,并且使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)男侍岣?,保證寬帶良好的工作性能。借助MSTP的匯聚以及交換性能,能夠減少匯聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,降低建設(shè)成本。今后鐵路的發(fā)展進(jìn)步中,將廣泛地應(yīng)用TDM業(yè)務(wù),為了順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì),我們便會(huì)將MSTP作為重要工作傳輸工藝。在處理IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí),便會(huì)應(yīng)用到RPR技術(shù),這樣能夠使數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸效率顯著提高,并且能夠產(chǎn)生不同級(jí)別的業(yè)務(wù)類(lèi)型,能夠更好地滿(mǎn)足用戶(hù)的多樣化要求。
3.3骨干層的組網(wǎng)設(shè)計(jì)
骨干層網(wǎng)絡(luò)的組成為核心節(jié)點(diǎn),它的功能是聯(lián)系鐵路樞紐區(qū)域以及容量較大的中繼電路,所以要求其工作時(shí)有很高的穩(wěn)定性,并且對(duì)于安全等級(jí)的要求也很高。在建設(shè)骨干層時(shí)我們大多使用MSTP或者是波分工藝,但是核心設(shè)施的節(jié)點(diǎn)不多時(shí),它的收斂度便會(huì)增強(qiáng),這時(shí)便可應(yīng)用40G設(shè)施來(lái)完成10G大顆粒業(yè)務(wù)的傳輸。我國(guó)的SDH設(shè)施起步較早,在這一前提下,MSTP的建設(shè)成本也大大減小,并且有著很完善的網(wǎng)絡(luò)寬帶和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)功能,可承載POS端口、IP端口和傳統(tǒng)的SDH端口。若地區(qū)的業(yè)務(wù)量很多,則使用波分技術(shù)建設(shè)骨干層較為適宜。這種技術(shù)能夠把傳輸層的骨干層和組網(wǎng)IP寬帶聚集到一個(gè)波分物理平臺(tái)內(nèi),然后借助這個(gè)平臺(tái)內(nèi)的波長(zhǎng)完成MSTP業(yè)務(wù)、SDH業(yè)務(wù)、IP寬帶業(yè)務(wù)的承載工作。這樣的工作方式不僅能夠最大化地利用資源,還能提升寬帶的效率。另外,波分技術(shù)能夠產(chǎn)生一個(gè)具有保護(hù)作用的波長(zhǎng)通道,并借助QOS來(lái)完成業(yè)務(wù)的傳輸,保證IP網(wǎng)絡(luò)的安全工作。使用波分技術(shù)構(gòu)件的骨干層可以保證以后物理平臺(tái)進(jìn)化工作的順利進(jìn)行,避免各種融合問(wèn)題的產(chǎn)生。骨干層網(wǎng)絡(luò)的分布式控制方式,可以使用OXC技術(shù)完成組網(wǎng)的工作。但這一業(yè)務(wù)還不夠完善,所以要不斷提高其工作質(zhì)量。結(jié)合該客運(yùn)站的運(yùn)行狀況,分別在A、B、C三個(gè)區(qū)域各設(shè)置一套10G傳輸設(shè)備,共同構(gòu)成兩個(gè)STM-641+1自愈性鏈性傳輸系統(tǒng)。在建設(shè)骨干層的傳輸系統(tǒng)時(shí)要用到OPtixOSN7500設(shè)施,它不僅有著MSTP技術(shù)的優(yōu)勢(shì),還能夠和之前的MSTP、SDH網(wǎng)絡(luò)很好地融合,所以在現(xiàn)今的工作過(guò)程中應(yīng)用廣泛。
3.4接入層的組網(wǎng)設(shè)計(jì)
建設(shè)接入層時(shí)使用的傳輸設(shè)施是OPTIXOSN2000,這一設(shè)施屬于較先進(jìn)的傳輸設(shè)施,有著噪音小、耗能小、環(huán)境友好等許多優(yōu)勢(shì),能夠?yàn)镻DH、SDH、Ethernet等設(shè)施的工作提供保障,且該設(shè)施具備5Gbit/s的低階交叉能力、10Gbit/s的高階交叉能力以及4Gbit/s(26*26VC-4)的接入能力。在本客運(yùn)系統(tǒng)的牽引變電所、通信基站、AT所、分區(qū)所、信號(hào)中繼站等節(jié)點(diǎn)均安裝了健全的622Mb/s的傳輸設(shè)備,組成了18個(gè)STM-4環(huán)形傳輸系統(tǒng),且相鄰信號(hào)中繼站及站間奇數(shù)基站都設(shè)立了STM-4復(fù)用段保護(hù)環(huán),在牽引變電所、AT所、分區(qū)所和偶數(shù)基站之間建立了STM-4復(fù)用段保護(hù)環(huán)。
4結(jié)語(yǔ)
1.1運(yùn)營(yíng)商IP數(shù)據(jù)網(wǎng)
中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通三大運(yùn)營(yíng)商IP數(shù)據(jù)骨干網(wǎng),基本覆蓋了所有省會(huì)節(jié)點(diǎn)和大部分地市節(jié)點(diǎn),采用核心、匯聚和接入3層結(jié)構(gòu)。它們基本都采用BGPMPLSVPN承載業(yè)務(wù),建立了服務(wù)質(zhì)量保證(QoS)體系,在全網(wǎng)部署了IGP/LDP快速收斂功能,并部署了MPLSTEFRR鏈路保護(hù)功能,域內(nèi)路由協(xié)議采用IS-IS,并通過(guò)MP-iBGP傳播MPLSVPN路由信息。
1.2鐵路既有IP數(shù)據(jù)網(wǎng)
鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由建設(shè)于不同時(shí)期的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)、鐵通公司劃轉(zhuǎn)的專(zhuān)用數(shù)據(jù)網(wǎng)及鐵路綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)(TMIS數(shù)據(jù)網(wǎng))3個(gè)相對(duì)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成??瓦\(yùn)專(zhuān)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)目前已經(jīng)覆蓋了鐵路總公司,各鐵路局的調(diào)度中心,京滬、京石武、武廣、甬臺(tái)溫、溫福、鄭西、滬寧、滬杭等已建成的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)沿線(xiàn)站段、動(dòng)車(chē)所等業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。鐵路局區(qū)域網(wǎng)絡(luò)由核心節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、接入節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。骨干網(wǎng)絡(luò)暫采用北京、武漢、西安、上海局區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)路由器作為臨時(shí)域間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),滿(mǎn)足各鐵路局對(duì)總公司區(qū)域網(wǎng)絡(luò)間,以及各鐵路局區(qū)域網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)路由轉(zhuǎn)發(fā)需求??瓦\(yùn)專(zhuān)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)采用MPLSVPN實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的承載。既有普速線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)大部分為鐵通公司劃轉(zhuǎn)鐵路之前的鐵通建設(shè),目前各鐵路局網(wǎng)進(jìn)行基礎(chǔ)通信網(wǎng)改造工程,在改造完成后基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)既有普速線(xiàn)所有車(chē)站的覆蓋,并實(shí)現(xiàn)了與客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)的整合。鐵路綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)為2層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),覆蓋鐵路總公司、鐵路局及部分車(chē)站。隨著網(wǎng)絡(luò)安全工程的實(shí)施,鐵路總公司、鐵路局機(jī)關(guān)局域網(wǎng)實(shí)行三網(wǎng)分離,即局域網(wǎng)被分割成內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)、安全生產(chǎn)網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)3個(gè)邏輯子網(wǎng),分屬于不同的安全域。TMIS網(wǎng)絡(luò)以路局為分界點(diǎn),路局以上是骨干網(wǎng),路局以下是基層網(wǎng),總公司至各路局為星形組網(wǎng)。目前TMIS數(shù)據(jù)網(wǎng)與客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)(即鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng))未實(shí)現(xiàn)整合。
2鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)為以既有數(shù)據(jù)網(wǎng)為基礎(chǔ),整合成一張綜合的IP數(shù)據(jù)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)不涉及行車(chē)安全及資金往來(lái)的鐵路信息系統(tǒng)和通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的承載,采用適合鐵路需求的技術(shù)策略,提高數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。
2.1骨干網(wǎng)建設(shè)方案
骨干網(wǎng)絡(luò)由匯接節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)和接入節(jié)點(diǎn)組成。骨干網(wǎng)匯接節(jié)點(diǎn)設(shè)置在鐵路總公司;轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)置在北京、西安、武漢、上海、成都;接入節(jié)點(diǎn)設(shè)置在各鐵路局。每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置2臺(tái)路由器。骨干網(wǎng)為一個(gè)獨(dú)立自治域。北京、武漢、西安轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間構(gòu)成半網(wǎng)狀連接方式,相鄰骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間互聯(lián),每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)與總公司節(jié)點(diǎn)間直聯(lián),實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)流量在骨干網(wǎng)層面轉(zhuǎn)發(fā);骨干網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)同時(shí)與2個(gè)大區(qū)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間采用10GEWAN接口互聯(lián)。
2.2區(qū)域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案
每個(gè)鐵路局區(qū)域網(wǎng)絡(luò)均作為一個(gè)獨(dú)立的自治域,區(qū)域網(wǎng)絡(luò)間的互訪(fǎng)通過(guò)骨干網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。鐵路局區(qū)域網(wǎng)絡(luò)由鐵路局所在地的核心節(jié)點(diǎn)、業(yè)務(wù)相對(duì)集中的匯聚節(jié)點(diǎn)和接入節(jié)點(diǎn)組成。接入節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)間、匯聚節(jié)點(diǎn)到核心節(jié)點(diǎn)間的連接,在城市范圍內(nèi)或有需求的節(jié)點(diǎn),采用星形或環(huán)形方式接入上層節(jié)點(diǎn),在鐵路沿線(xiàn)范圍,接入節(jié)點(diǎn)采用鏈型雙歸方式接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)。對(duì)于接入節(jié)點(diǎn),采用分層PE技術(shù),在大型車(chē)站部署SPE節(jié)點(diǎn),小型站段或工區(qū)部署UPE節(jié)點(diǎn)。
2.3既有數(shù)據(jù)網(wǎng)整合方案
由于TMIS數(shù)據(jù)網(wǎng)承載著貨票、確報(bào)、調(diào)度、車(chē)號(hào)自動(dòng)識(shí)別、行車(chē)安全監(jiān)控(5T)、鐵路辦公自動(dòng)化、統(tǒng)計(jì)、工務(wù)、財(cái)務(wù)核算等多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),因此,鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)與TMIS網(wǎng)絡(luò)的整合要分步驟實(shí)施。第一步:TMIS數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)之間存在大量互通需求,因此沒(méi)有對(duì)承載業(yè)務(wù)做嚴(yán)格的訪(fǎng)問(wèn)隔離,而鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)采用VPN方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入,為避免對(duì)TDMS廣域網(wǎng)承載業(yè)務(wù)造成影響,第一步將承載的全部業(yè)務(wù)以一個(gè)統(tǒng)一VPN接入鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)。第二步:新的信息業(yè)務(wù)直接接入鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng),TMIS既有業(yè)務(wù)逐步向鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)割接,業(yè)務(wù)割接后TMIS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)性能及配置情況,融入鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)各類(lèi)節(jié)點(diǎn)中,實(shí)現(xiàn)一張統(tǒng)一的數(shù)據(jù)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息資源共享。
2.4技術(shù)策略
鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)采用骨干網(wǎng)絡(luò)及區(qū)域網(wǎng)絡(luò)二級(jí)構(gòu)建,在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點(diǎn),采用分層PE構(gòu)建。鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)鏈路由OTN承載,采用10GE接口;鐵路局區(qū)域網(wǎng)絡(luò)核心、匯聚節(jié)點(diǎn)間的鏈路及接入節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)間的鏈路,主要由OTN承載,采用GE接口;接入節(jié)點(diǎn)間的鏈路主要由光纖承載,采用GE接口。為保證數(shù)據(jù)網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)承載的可靠性,數(shù)據(jù)網(wǎng)要求OTN承載網(wǎng)啟用保護(hù)機(jī)制,并利用傳輸網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制、數(shù)據(jù)網(wǎng)故障檢測(cè)恢復(fù)機(jī)制及兩者的協(xié)調(diào)配合,來(lái)共同保證數(shù)據(jù)網(wǎng)的可靠性。數(shù)據(jù)網(wǎng)通過(guò)lay-er3MPLSVPN實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)的承載,保證不同業(yè)務(wù)組的安全隔離,采用OptionB方式實(shí)現(xiàn)VPN跨域互通;將layer2MPLSVPN作為補(bǔ)充,提供基于MartiniVLL業(yè)務(wù)。采用區(qū)分業(yè)務(wù)(DiffServ)同時(shí)結(jié)合CBQ以及CAR等多種技術(shù)方式,來(lái)保證各類(lèi)業(yè)務(wù)的QoS。骨干網(wǎng)絡(luò)依靠高帶寬的設(shè)計(jì)提供網(wǎng)絡(luò)的輕載來(lái)保證SLA,采用IPDSCP、IPTOS和MPLSEXP字段標(biāo)識(shí)QoS等級(jí);在PE路由器實(shí)現(xiàn)QoS的等級(jí)化標(biāo)記,根據(jù)初始業(yè)務(wù)類(lèi)型提供6類(lèi)服務(wù)等級(jí)對(duì)應(yīng)6種隊(duì)列;部分關(guān)鍵業(yè)務(wù),如GSM-R/GPGS、會(huì)議電視、軟交換等,考慮直接在區(qū)域網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)下設(shè)置獨(dú)立的PE接入設(shè)備,基于物理端口進(jìn)行分類(lèi)和標(biāo)識(shí)。在全網(wǎng)部署路由快速收斂功能,啟用BFD完成快速鏈路故障探測(cè),先期在骨干網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間對(duì)重要業(yè)務(wù)(如GSM-R/GPRS業(yè)務(wù))進(jìn)行MPLS-TEFRR的部署。域內(nèi)路由協(xié)議采用IS-IS,并通過(guò)MP-iBGP傳播MPLSVPN路由信息,域間協(xié)議采用E-BGP。骨干網(wǎng)絡(luò)及各區(qū)域網(wǎng)絡(luò)均為獨(dú)立AS。在骨干網(wǎng)接入路由器部署流量采集設(shè)備,在鐵路總公司節(jié)點(diǎn)設(shè)置流量分析與統(tǒng)計(jì)服務(wù)器,對(duì)各鐵路局引入骨干網(wǎng)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并對(duì)異常流量進(jìn)行告警。數(shù)據(jù)網(wǎng)為鐵路專(zhuān)網(wǎng)綜合IP網(wǎng),與公眾互聯(lián)網(wǎng)采用物理隔離;全網(wǎng)通過(guò)實(shí)施MPLSVPN,完成各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的隔離;網(wǎng)絡(luò)支持分域、分權(quán)管理;對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的服務(wù)配置,遵循最小化服務(wù)原則,關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要的物理端口及服務(wù);對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)行交互式訪(fǎng)問(wèn)安全措施;支持對(duì)接入業(yè)務(wù)限速處理;在IS-IS、BGP等協(xié)議中啟用校驗(yàn)和認(rèn)證功能;網(wǎng)管區(qū)域的防火墻具有入侵檢測(cè)功能;在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)端口開(kāi)啟I-SISHello的MD5認(rèn)證;在區(qū)域網(wǎng)出口限制BGP對(duì)等體(peer)以外IP地址對(duì)179端口的訪(fǎng)問(wèn)。在MPLS環(huán)境下向IPv6演進(jìn),在所有IPv6業(yè)務(wù)不需隔離時(shí),可采用6PE技術(shù)實(shí)現(xiàn);在IPv6業(yè)務(wù)需隔離的情況下,可采用6VPE技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
3結(jié)束語(yǔ)
LTE是一項(xiàng)寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),具有數(shù)據(jù)速率更高、成本更低、時(shí)延更短以及覆蓋質(zhì)量、系統(tǒng)容量更好的特點(diǎn)。LTE是鐵路更早使用的GSM-R數(shù)字通信技術(shù)升級(jí)版的系統(tǒng)技術(shù),與未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)寬帶化、移動(dòng)化以及IP化等發(fā)展趨勢(shì)相一致,可以為鐵路提供更加好的業(yè)務(wù)承載平臺(tái)。LTE技術(shù)可分為T(mén)D-LTE時(shí)分系統(tǒng)與FDD-LTE頻分系統(tǒng),其中TD-LTE時(shí)分系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位,不但有知識(shí)產(chǎn)權(quán),還具有配置比較靈活、頻譜利用率比較高的特點(diǎn)。
1.1TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
TD-LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有扁平化的特點(diǎn),其組成部分即為eUTRAN演進(jìn)無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)與eCN核心網(wǎng)。其中eCN核心網(wǎng)的組成部分就是服務(wù)網(wǎng)關(guān)和移動(dòng)管理,其主要工作內(nèi)容就是對(duì)用戶(hù)信息和數(shù)據(jù)安全性進(jìn)行管理,還負(fù)責(zé)用戶(hù)鑒權(quán)、移動(dòng)信令和軟交換等內(nèi)容。而eUTRAN演進(jìn)無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的組成部分則是eNodeB基站,具有無(wú)線(xiàn)承載控制、無(wú)線(xiàn)資源管理和移動(dòng)性管理以及數(shù)據(jù)尋址等功能。
1.2TD-LTE的技術(shù)特點(diǎn)
TD-LTE可以為核心網(wǎng)、具有增強(qiáng)功能的IP多媒體子系統(tǒng)、多媒體廣播多播技術(shù)等提供技術(shù)支持。同時(shí)還能夠?qū)μ幱?.25~20MHz的帶寬單一頻段提供支持,而且并不需要進(jìn)行上下行對(duì)稱(chēng)頻譜。TD-LTE采用的技術(shù)包括正交頻分復(fù)用技術(shù)、多入多出技術(shù)、混合自動(dòng)重傳技術(shù)以及AMC自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)等,上、下行峰值的相關(guān)數(shù)據(jù)速率分別可以達(dá)到75Mbit/s、150Mbit/s。TD-LTE技術(shù)的頻譜利用率比較高,在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),其時(shí)延用戶(hù)面小于10ms(雙向),控制面小于100ms,而且還能支持具有非對(duì)稱(chēng)性的上下行數(shù)據(jù)傳輸、多種方式的同頻組網(wǎng)、高速達(dá)到350km/h的移動(dòng)用戶(hù)。另外,TD-LTE技術(shù)還為GSM-R系統(tǒng)升級(jí)提供技術(shù)支持,而且網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本比較低,比3G無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)低兩倍。TD-LTE技術(shù)還能夠通過(guò)VOIP協(xié)議開(kāi)展承載話(huà)音等服務(wù),為femto等微基站連接提供技術(shù)支持,具有比較靈活的覆蓋模式。
1.3TD-LTE頻率資源
國(guó)家分配給國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商的頻段分別為中國(guó)移動(dòng)共獲得130MHz,分別為1880~1900MHz、2320~2370MHz、2575~2635MHz;中國(guó)聯(lián)通獲得40MHz,分別為2300~2320MHz、2555~2575MHz;中國(guó)電信獲得40MHz,分別為2370~2390MHz、2635~2655MHz。而較早使用在鐵路上的GSM-R技術(shù)則使用900MHz頻段,無(wú)法滿(mǎn)足TD-LTE寬帶通信數(shù)據(jù)移動(dòng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展要求,因此可以考慮申請(qǐng)使用1785~1805MHz的TDD行業(yè)用戶(hù)頻段以及1447~1467MHz的固定移動(dòng)用戶(hù)頻段等。
1.4TD-LTE系統(tǒng)容量
TD-LTE系統(tǒng)主要對(duì)通信的最大吞吐量這個(gè)要素進(jìn)行考量,而且還會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)最大用戶(hù)數(shù)的支持。在鐵路通信系統(tǒng)中,用戶(hù)數(shù)量和鏈狀覆蓋模式一般都比較有限,通常會(huì)用承載業(yè)務(wù)的質(zhì)量與數(shù)量來(lái)表示吞吐量。而吞吐量的重要表征則是用戶(hù)峰值速率,一般都會(huì)受到控制信道開(kāi)銷(xiāo)、時(shí)隙配比和調(diào)制方式等方面的因素影響。
1.5TD-LTE系統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)
TD-LTE為異頻、同頻以及混合等形式的組網(wǎng)提供技術(shù)支持。其中頻譜利用率最高的就是同頻組網(wǎng),但是小區(qū)的同頻干擾會(huì)極大地影響到通信速率。而頻譜利用率較低的則是異頻組網(wǎng),和同頻組網(wǎng)相反,不會(huì)對(duì)小區(qū)邊緣的通信速率產(chǎn)生太大影響。而混合組網(wǎng)雖然將同頻對(duì)控制信道的干擾減少了,也對(duì)邊緣通信質(zhì)量與頻譜利用率進(jìn)行了改善,但是卻仍然需要其他設(shè)備來(lái)為這項(xiàng)功能提供支持。因此,可以采用混合組網(wǎng)或者同頻來(lái)解決,將小區(qū)擴(kuò)大,還要將小區(qū)邊緣重疊的區(qū)域進(jìn)行壓縮并且減小,再結(jié)合ICIC小區(qū)干擾協(xié)調(diào)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)整體數(shù)據(jù)吞吐量的提高。LTE切換與GSM-R相似,其過(guò)程都是硬切換,由源eNodeB發(fā)起,再由UE進(jìn)行輔助。當(dāng)切換過(guò)程失敗之后,可以返回源小區(qū)。在切換的過(guò)程中,數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延至多只能是50ms。如果是二次連續(xù)進(jìn)行切換,則其間隔最多為200ms。在對(duì)切換區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),列車(chē)經(jīng)過(guò)的信號(hào)重疊區(qū)所用到的時(shí)間應(yīng)該比切換間隔還要大。如果高鐵速度為350km/h,切換區(qū)長(zhǎng)度至多只能是20m。而常規(guī)切換機(jī)制都要基于業(yè)務(wù)負(fù)荷控制、覆蓋功率預(yù)算、移動(dòng)速度與移動(dòng)位置,還需要對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)制切換。LTE在定位上精度要求比較高,一般可以達(dá)到10m量級(jí)。鐵路用戶(hù)的使用軌跡以及區(qū)域一般都具有固定性,采取的混合切換機(jī)制可以建立在功率預(yù)算以及位置之上。這樣,就可以將切換時(shí)間盡可能地減少,同時(shí)也能夠?qū)⑶袚Q的成功率切實(shí)提高起來(lái)。另外,減少切換時(shí)間,對(duì)小區(qū)邊緣的地方進(jìn)行壓縮,還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小區(qū)數(shù)據(jù)吞吐率的有效提高。
1.6隧道覆蓋技術(shù)
根據(jù)隧道漏纜覆蓋要求可以將允許路徑損耗值計(jì)算出來(lái),如上行100.6dB,下行111.27dB。而當(dāng)泄漏電纜頻段為1.8GHz,覆蓋長(zhǎng)度為上行730m,下行為880m時(shí),按照鐵路業(yè)務(wù)量的相關(guān)需求,每個(gè)射頻拉遠(yuǎn)單元小區(qū)范圍可以達(dá)到4km。隧道內(nèi)兩側(cè)都可以分別敷設(shè)一根漏纜,從而實(shí)現(xiàn)雙流多入多出。而通過(guò)RRU、直放站和TD-LTE數(shù)字射頻拉遠(yuǎn)等中繼設(shè)備,可以將隧道LTE的覆蓋范圍進(jìn)行有效擴(kuò)大。
2TD-LTE在鐵路上的應(yīng)用
由于IP具有連接特性以及LTE的高速寬帶等特點(diǎn),LTE被廣泛應(yīng)用于鐵路領(lǐng)域之中。其應(yīng)用形式一般有列車(chē)視頻監(jiān)控、列控車(chē)地傳輸、旅客多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)、列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度通信以及應(yīng)急通信等等。如今LTE無(wú)線(xiàn)寬帶通信系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于朔黃鐵路列控系統(tǒng)以及地鐵車(chē)地通信之中。而在鐵路中,TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)組成有eCNS核心網(wǎng)和eUTRAN無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)、高速I(mǎi)P傳輸網(wǎng)、移動(dòng)終端以及業(yè)務(wù)應(yīng)用層。其中業(yè)務(wù)應(yīng)用層包括RBC列控業(yè)務(wù)、TDCS業(yè)務(wù)、應(yīng)急通信業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)以及防災(zāi)預(yù)警業(yè)務(wù)等等。
2.1無(wú)線(xiàn)調(diào)度系統(tǒng)
到目前為止,鐵路無(wú)線(xiàn)列調(diào)提供的業(yè)務(wù)只有兩種,包括窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)。通過(guò)VOIP技術(shù),LTE可以使得一個(gè)eNB小區(qū)在同一時(shí)間滿(mǎn)足600個(gè)用戶(hù)的語(yǔ)音通信需求。另外,LTE技術(shù)還具備寬帶集群調(diào)度的功能,比GSM-R的系統(tǒng)容量更加大、時(shí)延也更加短,而且具有語(yǔ)音數(shù)據(jù)融合調(diào)度的特點(diǎn)。LTE還可以為視頻調(diào)度提供技術(shù)支持,有利于使用車(chē)輛的人進(jìn)行精確定位,從而將列車(chē)調(diào)度的可靠性以及安全性有效提高起來(lái)。
2.2車(chē)載數(shù)據(jù)與視頻監(jiān)控
車(chē)載數(shù)據(jù)具有五種類(lèi)型:第一是列車(chē)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),它可以對(duì)機(jī)車(chē)的電力與動(dòng)力等相關(guān)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控;第二是列車(chē)控制數(shù)據(jù),其數(shù)據(jù)內(nèi)容包括車(chē)機(jī)聯(lián)控、ATO、ATP以及列控等,具有較高的可靠性;第三是列車(chē)多媒體視頻廣播,能夠根據(jù)旅客的相關(guān)類(lèi)型與地域的特點(diǎn)而播放高清視頻廣播,為旅客提供比較舒適的環(huán)境;第四是車(chē)廂視頻監(jiān)控,可以對(duì)車(chē)廂以及乘客的狀態(tài)進(jìn)行了解,從而為列車(chē)與乘客的安全提供保證;第五是列車(chē)外部視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),能夠?qū)λ緳C(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督以及了解,確保列車(chē)的駕駛安全。而調(diào)度中心也可以通過(guò)視頻而對(duì)車(chē)廂內(nèi)外的實(shí)際情況隨時(shí)進(jìn)行了解,從而掌握列車(chē)與乘客的狀態(tài),確保列車(chē)與乘客安全。車(chē)載數(shù)據(jù)會(huì)通過(guò)數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)與單元之間的接入,然后再通過(guò)LTE把車(chē)內(nèi)的IP局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嫔?。TD-LTE列車(chē)與單元TAU相接入,可以支持多種專(zhuān)網(wǎng)頻段。而且在高速移動(dòng)的前提下,TAU單元還能夠滿(mǎn)足其性能要求。在TAU單元中,可以將雙天線(xiàn)接口外置,而且能夠支持雙流以及多集。同時(shí)還可以?xún)?nèi)置NAT、DNS以及DNCPServer等多種功能,提供EEE802.3/3u的以太網(wǎng)接入。其管理界面以WEB方式建立,具有方便而且非常直觀(guān)的特點(diǎn)。TAU單元還對(duì)遠(yuǎn)程維護(hù)功能提供支持,包括軟件升級(jí)、狀態(tài)管理以及配置管理三個(gè)方面。除此之外,還能夠與車(chē)廂內(nèi)濕熱、高溫以及嚴(yán)酷電磁環(huán)境的相關(guān)使用要求相適應(yīng)。
2.3LTE安全網(wǎng)絡(luò)
LTE網(wǎng)絡(luò)需要通過(guò)對(duì)容災(zāi)進(jìn)行備份而為鐵路安全數(shù)據(jù)提供可靠性的保證。首先就要采用雙層網(wǎng)絡(luò)與雙網(wǎng)冗余實(shí)現(xiàn)對(duì)核心網(wǎng)的連接,eNodeB板卡要進(jìn)行冗余配備,然后再采用雙頻和雙網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行交織與覆蓋,必須要在系統(tǒng)安全冗余有保證的前提下,避免同頻干擾,從而為網(wǎng)絡(luò)的性能及其安全提供保證。
2.4旅客信息服務(wù)系統(tǒng)
如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速,信息化程度日漸提高,網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越成為社會(huì)生活非常重要的一部分。而其中LTE可以通過(guò)單元TAU提供質(zhì)量較優(yōu)的多媒體信息服務(wù),如網(wǎng)絡(luò)等。另外,還有高清視頻廣播服務(wù)以及乘客互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。其中高清視頻廣播服務(wù)采用的技術(shù)一般都是MPEG4或者H.264流媒體技術(shù),乘客可以在車(chē)上觀(guān)看高清或者標(biāo)清電視節(jié)目。其采用的技術(shù)碼率一般都是1.5~3Mbit/s。另外,還可以在實(shí)時(shí)性與數(shù)據(jù)丟包矛盾發(fā)生時(shí),通過(guò)HARP重傳機(jī)制進(jìn)行解決,從而使得圖像和視頻都能夠保持流暢以及穩(wěn)定。而在乘客互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)中,如果根據(jù)每輛列車(chē)有100個(gè)用戶(hù)來(lái)進(jìn)行相關(guān)估計(jì),當(dāng)每個(gè)用戶(hù)都上網(wǎng)時(shí),那么LTE網(wǎng)絡(luò)能夠提供的連接速率不會(huì)低于100kbit/s,能夠?yàn)槌丝吞峁┝己玫幕ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù),提高乘客舒適度以及滿(mǎn)意度。
3結(jié)語(yǔ)
鐵路用戶(hù)接入網(wǎng)應(yīng)當(dāng)為鐵路部門(mén)下屬各類(lèi)用戶(hù)以及路外用戶(hù)提供綜合性業(yè)務(wù)的接入服務(wù)(包括話(huà)音接入,數(shù)據(jù)接入,傳真接入,圖像接入,以及調(diào)度接入等內(nèi)容在內(nèi))。系統(tǒng)建設(shè)初期,需要支持包括鐵路專(zhuān)用通信電話(huà)調(diào)度電話(huà),專(zhuān)用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng),計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)售票預(yù)訂系統(tǒng),鐵路調(diào)度管理信息系統(tǒng)下所涉及到的全部多媒體業(yè)務(wù)。伴隨著近年來(lái)通信技術(shù)的發(fā)展與完善,鐵路通信網(wǎng)傳輸通道建設(shè)過(guò)程當(dāng)中的基本要求為:滿(mǎn)足建立在SDH光同步數(shù)字傳輸通道基礎(chǔ)之上的接入網(wǎng)系統(tǒng),同時(shí)嘗試通過(guò)引入ATM交換技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)IP通信技術(shù)的方式,形成通信主干網(wǎng)以及光線(xiàn)用戶(hù)接入網(wǎng)相配合的通信系統(tǒng)。我國(guó)當(dāng)前鐵路通信工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中已經(jīng)形成了一個(gè)穩(wěn)定的鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),共三個(gè)層級(jí)。第一層為長(zhǎng)途干線(xiàn)網(wǎng),第二層為局間中繼網(wǎng),第三層為區(qū)段接入網(wǎng)。其中,區(qū)段接入網(wǎng)的構(gòu)成比例最大,可以進(jìn)一步按照接入方式的不同,劃分為兩個(gè)部分,第一部分為有線(xiàn)接入,第二部分為無(wú)線(xiàn)接入。對(duì)于鐵路通信工程中所涉及到的有線(xiàn)接入網(wǎng)而言,其接入情況與電信系統(tǒng)中的接入情況是基本一致,通過(guò)接入的方式,實(shí)現(xiàn)絕大部分城市與地區(qū)鐵路通信系統(tǒng)的互聯(lián)。而從無(wú)線(xiàn)接入的角度上來(lái)說(shuō),當(dāng)前多表現(xiàn)為建立在無(wú)線(xiàn)通信基礎(chǔ)之上的列車(chē)調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是:支持列車(chē)司機(jī)與列車(chē)行駛至對(duì)應(yīng)管轄區(qū)段內(nèi)列車(chē)車(chē)長(zhǎng)的交互通話(huà)。在實(shí)際工作中,若無(wú)特殊情況,一般不進(jìn)行通話(huà)連接,以避免發(fā)生同頻干擾的問(wèn)題,同時(shí)使頻率資源能夠得到合理的節(jié)約。
2接入網(wǎng)技術(shù)
結(jié)合鐵路通信工程的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,受到傳統(tǒng)用戶(hù)終端銅纜接入以及光纖通信技術(shù)快速發(fā)展的雙重影響,在接入網(wǎng)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中,必須以整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)。從這一角度上來(lái)說(shuō),當(dāng)前可作用于實(shí)踐的接入網(wǎng)技術(shù)有多種類(lèi)型。根據(jù)接入方式的不同,可以劃分為以下兩個(gè)大類(lèi):
(1)有線(xiàn)接入技術(shù):這種接入技術(shù)的主要代表包括以下幾個(gè)方面:HDSL技術(shù),即高速率數(shù)字用戶(hù)環(huán)路技術(shù);ADSL技術(shù),即非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路技術(shù);HFC技術(shù),即混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。首先,從HDSL技術(shù)的角度上來(lái)說(shuō),其依賴(lài)于2~3對(duì)雙絞線(xiàn),在雙向?qū)ΨQ(chēng)的原則下對(duì)基群數(shù)字速率信號(hào)進(jìn)行傳送,信號(hào)傳輸中的速率取值大多在3.0~5.0km范圍內(nèi),且上行與下行速率基本一致。具體到鐵路通信的角度上來(lái)說(shuō),可以通過(guò)引入回?fù)艿窒夹g(shù)的方式,滿(mǎn)足在一對(duì)雙絞線(xiàn)上進(jìn)行全雙工傳輸?shù)囊?。同時(shí),可借助于編碼調(diào)試的方式,促進(jìn)其信號(hào)傳輸質(zhì)量的提升,也可通過(guò)多線(xiàn)對(duì)并行傳輸?shù)姆绞剑黾訜o(wú)中繼傳輸距離。其次,從ADSL技術(shù)的角度上來(lái)說(shuō),其與HDSL技術(shù)最大的差異就在于數(shù)據(jù)傳輸中上行速率與下行速率有比較大的偏差,上行速率往往不足千kbit/s,而下行速率可達(dá)到9~10Mbit/s。由于這一特點(diǎn),使該技術(shù)對(duì)于視頻點(diǎn)播等功能的支持效果較佳。在將其作用于鐵路通信工程的過(guò)程當(dāng)中,不需要對(duì)現(xiàn)有的雙絞線(xiàn)做特殊處理,即可確保傳輸?shù)母咚傩?。最后,從HFC技術(shù)的角度上來(lái)說(shuō),這一技術(shù)方案是建立在有線(xiàn)電視系統(tǒng)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的,通過(guò)同軸電纜實(shí)現(xiàn)用戶(hù)設(shè)備與光節(jié)點(diǎn)之間的連接,而光節(jié)點(diǎn)與地區(qū)中心之間的連接則通過(guò)光纖線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)方案對(duì)現(xiàn)有的有線(xiàn)電視系統(tǒng)進(jìn)行了充分地應(yīng)用,在將其作用于鐵路通信工程的條件下,投資少,且可構(gòu)成一個(gè)具有綜合業(yè)務(wù)特性的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(2)無(wú)線(xiàn)接入技術(shù):在鐵路通信工程建設(shè)過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)用無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的核心在于:在接入網(wǎng)中部分或全部引入基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的傳輸媒介,從而為用戶(hù)終端提供固定的業(yè)務(wù)以及移動(dòng)終端業(yè)務(wù)。在無(wú)線(xiàn)接入的基礎(chǔ)之上,可進(jìn)一步將其劃分為固定接入與移動(dòng)接入這兩種類(lèi)型。整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)成包括控制器、基站、以及移動(dòng)設(shè)備這三個(gè)方面。當(dāng)前,鐵路通信工程中可供采納的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面:蜂窩技術(shù),微蜂窩技術(shù),微波一點(diǎn)多址技術(shù)。以上技術(shù)均具有建設(shè)方便,操作靈活的特點(diǎn),故而備受重視。
3發(fā)展建議
以上多種接入網(wǎng)技術(shù)均可嘗試引入鐵路通信工程的建設(shè)中。針對(duì)當(dāng)前鐵路通信網(wǎng)絡(luò)存在的滯后性問(wèn)題,新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致原通信系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足新的要求。因此,應(yīng)用各種現(xiàn)代化的接入網(wǎng)技術(shù)勢(shì)在必行。在此過(guò)程當(dāng)中,需要特別重視以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
(1)在鐵路調(diào)度通信網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中,如何確保接入網(wǎng)的安全性是值得各方人員深入思考的問(wèn)題之一。數(shù)字式調(diào)度交換機(jī)代替目前采用的Dc27模擬調(diào)度總機(jī)是鐵路通信發(fā)展方向,但其正處于起步階段。其使用過(guò)程中或許不可避免地出現(xiàn)一些問(wèn)題。因此在鐵路新線(xiàn)建設(shè)中,采用數(shù)字式調(diào)度交換機(jī)通過(guò)接入網(wǎng)提供調(diào)度主用系統(tǒng),另用接入網(wǎng)提供的音頻專(zhuān)線(xiàn)加干纜中的實(shí)回線(xiàn)和傳統(tǒng)DC27調(diào)度總機(jī)提供調(diào)度備用系統(tǒng)。從而提高了調(diào)度系統(tǒng)的可靠性,保證行車(chē)安全。
(2)可嘗試在接入網(wǎng)系統(tǒng)中納入有線(xiàn)電視傳輸技術(shù)。我國(guó)幅員面積廣闊,因此部分鐵路點(diǎn)多線(xiàn)長(zhǎng),各小站地處偏僻山區(qū),荒無(wú)人煙,文化生活貧乏,電視信號(hào)不易接收。為解決這一問(wèn)題。從分局所在地發(fā)送節(jié)目源通過(guò)OLT中的CATV模塊傳送,在傳送中使用單獨(dú)的一根光纖,小站的光分路器設(shè)在0NU中,便于統(tǒng)一維護(hù)。同單獨(dú)建設(shè)CATV工程相比大大節(jié)省工程投資,綜合經(jīng)濟(jì)效益確切。
4結(jié)語(yǔ)
摘要:隨著鐵路列車(chē)向高速化與準(zhǔn)高速化方向的邁進(jìn),為保證有效的人機(jī)控制和提高運(yùn)輸效率,要求建立一個(gè)功能完善的、技術(shù)構(gòu)成先進(jìn)的鐵路通信網(wǎng)。主要介紹了在現(xiàn)實(shí)的鐵路通信工程建設(shè)中,我們應(yīng)該注意的問(wèn)題。
一、鐵路傳輸技術(shù)
1.1SDH傳輸技術(shù)
SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制,主要針對(duì)光纖傳輸,是在SONET的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上形成的。它把信號(hào)固定在幀結(jié)構(gòu)中,復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對(duì)信號(hào)進(jìn)行復(fù)用和上下。當(dāng)帶著信號(hào)的光纖通ODF(光纖分配架)進(jìn)入ADM時(shí),信號(hào)必須通過(guò)O/E轉(zhuǎn)換和設(shè)備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號(hào),并經(jīng)過(guò)通信電纜和DDF(數(shù)字配線(xiàn)架)接到用戶(hù)接口或基站BTS(基站收發(fā)信機(jī))。
1.2ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù),即一種轉(zhuǎn)換模式,在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長(zhǎng)度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)。每個(gè)信元有53個(gè)字節(jié),開(kāi)頭的五個(gè)字節(jié)為信頭,用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息,后面的48個(gè)字節(jié)用以傳輸信息。利用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的這種數(shù)據(jù)包,通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,這比軟件更快速、經(jīng)濟(jì)、便宜。同時(shí),ATM工作速度有很大的伸縮性,在光纜上可以超過(guò)2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,為了使多個(gè)用戶(hù)共享高速線(xiàn)路,通常采用時(shí)分復(fù)用方式。時(shí)分復(fù)用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數(shù)字通信中通常采用同步傳輸模式,這種傳輸模式把時(shí)間劃分為一個(gè)個(gè)相等的片段,成為時(shí)隙,一定量的時(shí)隙組成一個(gè)幀,一個(gè)信道在一個(gè)幀里占用一個(gè)時(shí)隙,一個(gè)用戶(hù)占用一個(gè)或多個(gè)信道。而在異步傳輸模式中,各終端之間不存在共同的時(shí)間參考,各個(gè)時(shí)隙沒(méi)有固定的占用者。在ATM中時(shí)隙有固定的長(zhǎng)度而且比較短,一個(gè)時(shí)隙傳輸一個(gè)信元,每一個(gè)信元相當(dāng)一個(gè)分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來(lái)占用時(shí)隙,信息量大的信道占用的時(shí)隙多。
1.3MSTP傳輸技術(shù)
MSTP依托于SDH平臺(tái),可基于SDH多種線(xiàn)路速率實(shí)現(xiàn),包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口,繼續(xù)滿(mǎn)足TDM業(yè)務(wù)的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透?jìng)?、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來(lái)滿(mǎn)足對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
隨著GPS無(wú)驗(yàn)潮測(cè)深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,傳統(tǒng)電臺(tái)數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿(mǎn)足長(zhǎng)距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)取代UHF電臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,它傳輸距離遠(yuǎn),信號(hào)穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?/p>
通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)GPRS,是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù),GSM是一種使用撥號(hào)方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式。GPRS利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的設(shè)備,通過(guò)在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級(jí),形成一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。
1.5WDM傳輸技術(shù)
WDM(或DWDM)是在光纖上同時(shí)傳輸不同波長(zhǎng)信號(hào)的技術(shù)。其主要過(guò)程是將各種波長(zhǎng)的信號(hào)用光發(fā)射機(jī)發(fā)送后,復(fù)用在一根光纖上,在節(jié)點(diǎn)處再對(duì)耦合的信號(hào)進(jìn)行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號(hào)的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光層上的復(fù)用,它和SDH在電層上的復(fù)用有著很大的區(qū)別。同時(shí),通過(guò)OADM進(jìn)行光信號(hào)的直接上下,無(wú)需經(jīng)過(guò)O/E轉(zhuǎn)換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進(jìn)行較長(zhǎng)距離的光傳輸而不需要光中繼。
二、接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求,鐵路部門(mén)必須采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信的傳輸和接入方式,實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級(jí),發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),由于原有用戶(hù)銅纜接入的普遍性和現(xiàn)在光纖技術(shù)的發(fā)展,接入網(wǎng)建設(shè)就必須考慮通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展,這就決定了接入網(wǎng)技術(shù)的多樣化。接入網(wǎng)從接入方式上可分為有線(xiàn)接入和無(wú)線(xiàn)接入。
2.1有線(xiàn)接入技術(shù)
(1)高速率數(shù)字用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。
通過(guò)2-3對(duì)雙絞線(xiàn)雙向?qū)ΨQ(chēng)傳送基群數(shù)字速率信號(hào),傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過(guò)回波抵消技術(shù)實(shí)現(xiàn)在一對(duì)雙絞線(xiàn)上全雙工傳輸,通過(guò)特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量,用多線(xiàn)對(duì)并行傳輸,以降低每對(duì)雙絞線(xiàn)上的傳輸速率,增加無(wú)中繼傳輸距離。
(2)非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高達(dá)(9-10)Mbit/s,上行速率只有數(shù)十或數(shù)百kbit/s,此技術(shù)適用于視頻點(diǎn)播VOD系統(tǒng);其高速下行信道可向家庭用戶(hù)提供多路的數(shù)字圖像信號(hào)及低速語(yǔ)音信號(hào),而上行信道用于傳送用戶(hù)控制信號(hào)。ADSL的優(yōu)勢(shì)在于它幾乎不需要對(duì)現(xiàn)有的對(duì)1雙絞線(xiàn)作任何改動(dòng)就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。
它是基于有線(xiàn)電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來(lái)的。在有線(xiàn)電視中心與地區(qū)中心、地區(qū)中心與光節(jié)點(diǎn)之間采用光纖連接,光節(jié)點(diǎn)與用戶(hù)設(shè)備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調(diào)制,將CATV原有的單向傳輸系統(tǒng)改造成雙向傳輸系統(tǒng)。HFC可以充分利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行少量投資,就可形成一個(gè)支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(4)光纖用戶(hù)環(huán)路技術(shù)。
以光纖為主要傳輸媒介,根據(jù)光纖向用戶(hù)延伸的距離,可以分為FTTC(光纖到路邊),F(xiàn)TTB(光纖到大樓),F(xiàn)TTH(光纖到家)等。FTTB是用戶(hù)接入信息高速公路的最終理想目標(biāo),但根據(jù)現(xiàn)有通信發(fā)展的實(shí)際,F(xiàn)TTC、FTTB與銅纜相結(jié)合的用戶(hù)接入,雖然是有過(guò)渡性質(zhì)的折衷方案,但價(jià)格相對(duì)經(jīng)濟(jì),并且在時(shí)機(jī)成熟時(shí)易擴(kuò)展到FTTH,所以是現(xiàn)實(shí)并且可行的。
2.2無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)
無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)是在接入網(wǎng)中部分或全部引人無(wú)線(xiàn)傳輸媒介,為用戶(hù)提供固定終端業(yè)務(wù)和移動(dòng)終端業(yè)務(wù)。無(wú)線(xiàn)接入可分為固定接入和移動(dòng)接入兩大類(lèi)。其基本結(jié)構(gòu)由控制器、基站和用戶(hù)終端設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用技術(shù)主要包括微波1點(diǎn)多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)等。無(wú)線(xiàn)接人由于其靈活方便易于建設(shè),目前已得到極大的重視。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強(qiáng)大的專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng),是通信與微處理機(jī)技術(shù)、程控交換技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體,通過(guò)無(wú)線(xiàn)撥號(hào)的方式把一組信道自動(dòng)最優(yōu)地動(dòng)態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶(hù),最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源,降低系統(tǒng)內(nèi)呼損,提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能,特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險(xiǎn)等場(chǎng)合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問(wèn)題,因而倍受專(zhuān)業(yè)運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)的青睞,被確定為現(xiàn)行鐵路移動(dòng)通信方式的首選類(lèi)型。
三、結(jié)語(yǔ)
鐵路通信網(wǎng)是保證行車(chē)安全、提高運(yùn)輸效率的有力工具,我國(guó)鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久,對(duì)鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時(shí)間對(duì)其了解、分析和試驗(yàn),對(duì)其中所要注意的問(wèn)題,特別是技術(shù)問(wèn)題要認(rèn)真對(duì)待,只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司主辦
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國(guó)務(wù)院國(guó)有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)主辦
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中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司主辦
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中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司主辦
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中國(guó)中鐵股份有限公司主辦