淺談現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路運輸中的應(yīng)用和發(fā)展 2

1、淺談現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用劉春杰（天津南環(huán)鐵路電務(wù)有限責(zé)任公司 天津300381） 于振學(xué)（天津南環(huán)鐵路電務(wù)有限責(zé)任公司 天津300381）【摘要】本文簡述了現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，分別對有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用做了分析，【關(guān)鍵詞】SDH、 ASON、無線列調(diào)、集群通信系統(tǒng)引言鐵路通信系統(tǒng)是鐵路現(xiàn)代化管理的重要支撐系統(tǒng)，它要準(zhǔn)確及時地傳輸監(jiān)控整個鐵路運輸系統(tǒng)的話音、數(shù)據(jù)和圖像等信息，保持鐵路各管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通訊的通暢，并要為鐵路內(nèi)部各部門和外界建立必要的聯(lián)系；同時鐵路通信系統(tǒng)作為鐵路專用通信網(wǎng)的重要組成部分，是鐵路運輸信息的主要傳輸載體，為

2、各種鐵路運輸中產(chǎn)生的信息提供傳輸通道。近年來，我國的鐵路運輸發(fā)展非常迅速，鐵路通信系統(tǒng)已開始從單條路的內(nèi)部通信向路網(wǎng)環(huán)境的廣域通信轉(zhuǎn)變，隨著信息化時代的到來，傳統(tǒng)的通信技術(shù)越來越不能滿足需要，而以新通信技術(shù)為載體的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計將為鐵路的全面信息化、智能化奠定基礎(chǔ)。Railway communication system in railway modernization management is an important supporting system, it must be accurate and timely transmission of control of the railw

3、ay transportation system of voice, data and image information, maintaining the railway between Management Department of business communication smoothly, and for Railway internal departments and external link building necessary; at the same time as the railway communication system in railway special

4、communication network is an important part of railway transportation information, is the main transmission carrier, for a variety of railway transportation information generated to provide transmission channel.In recent years, Chinas railway transport development is very rapid, railway communication

5、 system has to start from a single road internal communication to network environment of wide area communication changes, along with the arrival of information age, the traditional communication technology increasingly unable to meet the needs, and to the new communication technology as the carrier

6、network planning, design for railway comprehensive informatization, intelligence to lay the foundation. 一、有線通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用鐵路通信系統(tǒng)是為旅客和鐵路公務(wù)、應(yīng)急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通信，以提高服務(wù)等級和運輸效率。保證列車的安全，達到高效運營而建立的，它是一種集列車公務(wù)通信和區(qū)間移動作業(yè)通信為一體的列車移動通信系統(tǒng)。但是鐵路結(jié)構(gòu)自身的特點，決定了該系統(tǒng)與公用移動通信網(wǎng)和區(qū)域性的專業(yè)移動通信網(wǎng)的差別，它是一種屬于線面結(jié)合、以線為主的鏈狀網(wǎng)。SDH（Syschron

7、ous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）傳輸系統(tǒng)和ASON（Automatically Switched Optical Network，自動交換光網(wǎng)絡(luò)）這兩種先進的有線通信技術(shù)適合于固定位置的車站（場）、單位以及各種固定設(shè)施之間的通信?，F(xiàn)階段，固定位置的車站（場）、單位以及各種固定設(shè)施之間的通信方式，首選方案是采用SDH光同步數(shù)字傳輸設(shè)備進行組建，SDH（Syschronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）傳輸系統(tǒng)是在PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，準(zhǔn)同步數(shù)字體系）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要采用基于SDH技術(shù)

8、的MSTP（Multi Service Transmission Platform多業(yè)務(wù)傳送平臺）設(shè)備來搭建傳輸平臺，通過遠端模塊接入為程控數(shù)字交換、數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸、移動通信等提供基礎(chǔ)平臺，是目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的成熟的光纖傳輸技術(shù)，傳輸速率可以達到2.5Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s、80Gbit/s甚至更高。同時應(yīng)考慮采用ATM交換以及網(wǎng)絡(luò)IP通信等先進技術(shù)來構(gòu)成通信主干網(wǎng)及光纖用戶接入網(wǎng)。比如采用“雙纖單向環(huán)”接入方式，其不僅具有高速、安全、傳輸質(zhì)量高、價格合理等光纖通信特有的優(yōu)點，而且還具有路由迂回、設(shè)備備用等特點，從而具備自愈合功能，并使系統(tǒng)的可靠性大大提高。另外

9、，采用遠端用戶單元（RSU）和數(shù)字環(huán)路載波（DLC）設(shè)備，組網(wǎng)更靈活、方便。組網(wǎng)的過程中要把投資與效益綜合統(tǒng)籌來考慮，使系統(tǒng)不僅滿足現(xiàn)在乃至幾年內(nèi)鐵路通信的需求，而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業(yè)務(wù)，并且還需具備便于擴容的功能。但是SDH并非沒有缺點，它是一種簡單的點到點傳輸，一種簡單的復(fù)用過程，網(wǎng)絡(luò)啟動后即建立固定傳輸鏈路，固定的多路復(fù)用、帶寬利用率低，這樣就可能形成通信瓶頸。ASON自動交換光網(wǎng)絡(luò)是從PDH算起，經(jīng)SDH到現(xiàn)在的第三代有線通信技術(shù)，隨著用戶需求業(yè)務(wù)的增多，已從主要面向鏈路、網(wǎng)元的管理到面向端到端服務(wù)的管理演進。ASON（Automatically Switch

10、ed Optical Network，自動交換光網(wǎng)絡(luò)）是指在選路和信令控制之下完成自動交換功能的新一代光網(wǎng)絡(luò)。它是一種標(biāo)準(zhǔn)化的智能光傳送網(wǎng)，被廣泛地認為是下一代光網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。 與傳統(tǒng)的模式相比，ASON具有的優(yōu)勢：1）業(yè)務(wù)配置不需人工逐點配置，可縮短業(yè)務(wù)建立時間，提高業(yè)務(wù)開通速度，并提供分布式的配置方式，提高配置的安全性可靠性。2）利用自動路由和信令功能，減少了運營和維護成本。3）可提供業(yè)務(wù)差別服務(wù)。在高速公路專網(wǎng)系統(tǒng)中，最需要嚴格保障的業(yè)務(wù)是收費數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)和各種子速率業(yè)務(wù)。其次為圖像業(yè)務(wù)、呼叫中心業(yè)務(wù)、會議電視業(yè)務(wù)、OA辦公自動化業(yè)務(wù)等。采用ASON技術(shù)后，可針對業(yè)務(wù)重要性，對業(yè)

11、務(wù)進行區(qū)別對待，設(shè)置不同業(yè)務(wù)等級，以此提高需要嚴格保障業(yè)務(wù)的安全性。4）簡化網(wǎng)絡(luò)管理，在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通以及聯(lián)網(wǎng)后的業(yè)務(wù)調(diào)配方面，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)、不同廠家設(shè)備的互通互聯(lián)，達到鏈路調(diào)配快捷、簡單。5）提供專線業(yè)務(wù)網(wǎng)，可應(yīng)對未來業(yè)務(wù)網(wǎng)對差異化服務(wù)的要求。4.2ASON組網(wǎng)方案ASON技術(shù)是構(gòu)建下一代通信網(wǎng)絡(luò)中的核心技術(shù)，其創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)將對通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)生深遠的影響，也為鐵路通信系統(tǒng)全面信息化、智能化奠定堅實的基礎(chǔ)。而且ASON和SDH混合組網(wǎng)方案能適應(yīng)現(xiàn)狀。 1）在目前現(xiàn)有的SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)中引入ASON網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，使SDH網(wǎng)元智能化，既兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，又降低風(fēng)險。2）制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)后，可在網(wǎng)絡(luò)中建立

12、信令機制，由信令網(wǎng)完成帶寬配置工作。3）原SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)中的帶寬配置仍由集中控制系統(tǒng)完成。4）兩種方式并存，優(yōu)化鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)。5）然后逐步形成整個的ASON。這一發(fā)展過程與PDH向SDH設(shè)備的過渡非常相似。網(wǎng)絡(luò)可由MSTP網(wǎng)絡(luò)升級至ASON網(wǎng)絡(luò) 。隨著鐵路通信系統(tǒng)的不斷完善，ATM Over SDH無疑是鐵路通信系統(tǒng)及其聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的首選，寬帶IP（IP Over ATM、IP Over SDH、IP Over WDM等）技術(shù)將是未來交通專用通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢，而自動光交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展必將使鐵路通信技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。二、無線通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用由于鐵路列車具有高速運動的特點，因而無線（移

13、動通信）通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中占有相當(dāng)大的比重。鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調(diào)系統(tǒng)，它完成車站值班員與進入其管轄區(qū)段的列車車長以及列車司機之間的通話聯(lián)系。當(dāng)列車即將進站或即將出站時，這些通話才進行，否則如果沒有特殊的情況，則在列車運行于區(qū)間時，通話一般不進行，這主要是從節(jié)約頻率資源，減少同頻干擾的角度出發(fā)的。但是，隨著鐵路現(xiàn)代化改造進程的迅速推進，從前單一的無線列調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要，這樣就迫切需要建設(shè)一套適合于鐵路現(xiàn)代化運營指揮需要的先進的無線通信系統(tǒng)。這一系統(tǒng)應(yīng)該采用小區(qū)制，并完成大三角功能。也就是說，系統(tǒng)必須可以實現(xiàn)調(diào)度中心與車站值班員之間

14、、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調(diào)度中心之間的通話功能，必須可以實現(xiàn)線路管理區(qū)間的公務(wù)移動通信功能，同時還必須能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心與列車司機室之間實時的雙向數(shù)據(jù)通信功能?；谶@一想法，構(gòu)成鐵路無線通信接入網(wǎng)的方式可以采用現(xiàn)有的無線通信方式的集群通信方式、GSM（全球移動通信系統(tǒng)）移動通信方式、CDMA移動通信方式。集群通信系統(tǒng)是一種功能強大的專用移動通信系統(tǒng)，是通信與微處理機技術(shù)、程控交換技術(shù)、計算機網(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，通過無線撥號的方式把一組信道自動最優(yōu)地動態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶，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、

15、組呼、強插、強拆等功能，特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險等場合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問題，因而倍受專業(yè)運營管理部門的青睞，被確定為現(xiàn)行鐵路移動通信方式的首選類型。但是這一系統(tǒng)還具有一定的缺點，主要包括采用動態(tài)的頻率分配，沒有考慮與周圍公用網(wǎng)的有效融合問題，沒有先進的路由合理選擇功能，并且在建立通路和自動過網(wǎng)時存在信息丟失現(xiàn)象，保密性不強，容易受干擾等，這些缺點對于話音通信的影響不大，但是會對列車與調(diào)度指揮中心之間的實時雙向數(shù)據(jù)通信造成較大的誤碼，因而對于要求較高數(shù)據(jù)通信誤碼率的場合并不適合。轉(zhuǎn)集群通信系統(tǒng)的缺點并非不可解決，我們可以通過將400MHz的無線列調(diào)系統(tǒng)和800MHz的集群移動通信系統(tǒng)結(jié)合使用的方式來彌補?？紤]到集群移動通信系統(tǒng)在越區(qū)切換過程中會存在信息的損傷，因此將數(shù)據(jù)通信部分交由無線列調(diào)系統(tǒng)來完成，集群移動通信系統(tǒng)僅進行區(qū)間通信（如大三角功能的話音通信，公務(wù)通信以及應(yīng)急搶險通信等），并留有調(diào)度電話進入的余地和接入公用通信網(wǎng)的功能。三、結(jié)束語鐵路通信系統(tǒng)是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具。本文討論了有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展，筆者認為鐵路通信系統(tǒng)應(yīng)該順應(yīng)當(dāng)今通信技術(shù)的發(fā)展潮流和市場的需要，在保證鐵路通信要求的前提下，發(fā)展多種接入方式，特別是無線接入方式，逐步達到同公用網(wǎng)的統(tǒng)一，從而參與同其它電