卡斯柯DCS子系統(tǒng)課件

1、卡斯柯DCS子系統(tǒng)計(jì)劃匯報(bào) 新年計(jì)劃 述職報(bào)告 工作匯報(bào)通用PPT2021一概述Urbalis888系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是為同時(shí)承載高可靠性的CBTC數(shù)據(jù)和高吞吐量的非緊急業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（DCS）的主要特點(diǎn)如下：（1） 獨(dú)立于信號(hào)業(yè)務(wù)的有線和無線網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可同時(shí)承載其他業(yè)務(wù)。（2） DCS系統(tǒng)確保各子系統(tǒng)間直接的端到端的通信，通過波導(dǎo)管的無線傳播提供車輛和軌旁的連續(xù)通信。（3） DCS有線網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)冗余的、多業(yè)務(wù)和高可靠性的系統(tǒng)，將軌旁和中心的信號(hào)設(shè)備連接在一起。該系統(tǒng)的設(shè)備（SDH和IP交換機(jī)、路由器）完全滿足IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，可通過虛容器（VC）無干擾地同時(shí)管理數(shù)據(jù)、視頻

2、和語音業(yè)務(wù)。（4） DCS無線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)滿足國際和中國標(biāo)準(zhǔn)。DCS子系統(tǒng)滿足2.4GHz的IEEE802.11g接口要求。（5） 確?？煽坑行У貍鬟f信號(hào)CBTC數(shù)據(jù)。一、 確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全關(guān)鍵安全設(shè)備間采用安全可靠的通信協(xié)議（如SACEM或FSFB2）進(jìn)行信息交換。此外，有線和無線網(wǎng)絡(luò)采用多種安全協(xié)議，認(rèn)證客戶和對數(shù)據(jù)通信加密手段來防止黑客攻擊。二、 選擇優(yōu)良的無線擴(kuò)頻技術(shù)DCS采用OFDM無線擴(kuò)頻技術(shù)用于車地?zé)o線鏈路。OFDM采用多載波傳輸技術(shù)，將無線頻譜劃分為許多載波，并將低速數(shù)據(jù)調(diào)制到載波上進(jìn)行傳輸。OFDM的信道隔離非常小，這樣顯著提高了頻譜的效率。此外，相對FHSS（跳頻序列擴(kuò)頻）和

3、DSSS（直序序列擴(kuò)頻），OFDM有以下優(yōu)勢：（1） 更高的接收性能。在-90dBm的信號(hào)強(qiáng)度下，OFDM最大可接收6 Mb/s的數(shù)據(jù)速率，而DSSS可接收的最大數(shù)據(jù)速率為2Mb/s。FHSS的性能稍差，在-81dBm的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，最大數(shù)據(jù)速率為1Mb/s。（2） 更強(qiáng)的抗多徑干擾能力。因?yàn)榈退俚臄?shù)據(jù)被調(diào)制到每個(gè)OFDM的載波上，所以編碼重組的時(shí)間較長。這一結(jié)果使得OFDM有更強(qiáng)的抗多徑干擾能力，并對碼間干擾的敏感程度較低。（3） 更強(qiáng)的抗脈沖干擾能力（如藍(lán)牙、無線局域網(wǎng)等）。CBTC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（包括協(xié)議開銷）的最大速率為雙向100kbits/s，僅占用6Mb/s無線通道的4（每方向2）。CBT

4、C的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的大小為500個(gè)字節(jié)，OFDM每40毫秒（單向傳遞100kbits/s）中，僅需0.7毫秒完成一次CBTC數(shù)據(jù)的傳遞；而FHSS則每4毫秒中需2毫秒傳遞CBTC數(shù)據(jù)。所以，OFDM可以利用最短的時(shí)間完成數(shù)據(jù)的傳遞，大大提高了系統(tǒng)的抗脈沖干擾能力。第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 一、有機(jī)反應(yīng)中的電子效應(yīng)與空間效應(yīng) 1. 電子效應(yīng) 電子效應(yīng)可用來討論分子中原子間的相互影響以及原子間電子云分布的變化。電子效應(yīng)又可分為誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)。 （1）誘導(dǎo)效應(yīng) 在有機(jī)分子中相互連接的不同原子間，由于原子各自的電負(fù)性不同而引起的連接鍵內(nèi)電子云偏移的現(xiàn)象，以及原子或分子受外電場作用而引起的電子云轉(zhuǎn)移

5、的現(xiàn)象稱作誘導(dǎo)效應(yīng)，用I表示。根據(jù)作用特點(diǎn)，誘導(dǎo)效應(yīng)可分為靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)和動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)。 第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)Is。由于分子內(nèi)成鍵原子的電負(fù)性不同所引起的，電子云沿鍵鏈（包括鍵和鍵）按一定方向移動(dòng)的效應(yīng)，或者說鍵的極性通過鍵鏈依次誘導(dǎo)傳遞的效應(yīng)。這是化合物分子內(nèi)固有的性質(zhì)，被稱為靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)，用Is表示。誘導(dǎo)效應(yīng)的方向是通常以CH鍵作為基準(zhǔn)的，比氫電負(fù)性大的原子或原子團(tuán)具有較大的吸電性，稱吸電子基，由此引起的靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)稱為吸電靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)，通常以Is表示；比氫電負(fù)性小的原子或原子團(tuán)具有較大的供電性，稱給電子基，由此引起的靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)稱為供電靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)，通常以+Is表示。

6、其一般的表示方法如下（鍵內(nèi)的箭頭表示電子云的偏移方向）：第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 誘導(dǎo)效應(yīng)沿鍵鏈的傳遞是以靜電誘導(dǎo)的方式進(jìn)行的，只涉及電子云分布狀況的改變和鍵的極性的改變，一般不引起整個(gè)電荷的轉(zhuǎn)移、價(jià)態(tài)的變化。如： 由于氯原子吸電誘導(dǎo)效應(yīng)的依次傳遞，促進(jìn)了質(zhì)子的離解，加強(qiáng)了酸性，而甲基則由于供電誘導(dǎo)效應(yīng)的依次誘導(dǎo)傳遞影響，阻礙了質(zhì)子的離解，減弱了酸性。 第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 在鍵鏈中通過靜電誘導(dǎo)傳遞的誘導(dǎo)效應(yīng)受屏蔽效應(yīng)的影響是明顯的，誘導(dǎo)效應(yīng)的強(qiáng)弱是與距離有關(guān)的，隨著距離的增加，由近而遠(yuǎn)依次減弱，愈遠(yuǎn)效應(yīng)愈弱，而且變化非常迅速，一般經(jīng)過三個(gè)原子以后誘導(dǎo)效應(yīng)已經(jīng)很弱，相隔五個(gè)原子以上

7、則基本觀察不到誘導(dǎo)效應(yīng)的影響。 誘導(dǎo)效應(yīng)不僅可以沿鍵鏈傳遞，同樣也可以通過鍵傳遞，而且由于鍵電子云流動(dòng)性較大，因此不飽和鍵能更有效地傳遞這種原子之間的相互影響。第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)進(jìn)攻試劑接近底物時(shí)，因外界電場的影響，也會(huì)使共價(jià)鍵上電子云分布發(fā)生改變，鍵的極性發(fā)生變化，這被稱為動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)，也稱可極化性，用Id表示。 發(fā)生動(dòng)態(tài)導(dǎo)效應(yīng)時(shí)，外電場的方向?qū)Q定鍵內(nèi)電子云偏離方向。如果Id和Is的作用方向一致時(shí)，將有助于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。在兩者的作用方向不一致時(shí)，Id往往起主導(dǎo)作用。 誘導(dǎo)效應(yīng)的相對強(qiáng)度。對于靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)，其強(qiáng)度取決于原子或基團(tuán)的電負(fù)性。 第一節(jié)

8、精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) （a）同周期的元素中，其電負(fù)性和Is隨族數(shù)的增大而遞增，但+Is則相反。如：Is：FOHNH2CH3 （b）同族元素中，其電負(fù)性和Is隨周期數(shù)增大而遞減，但+Is則相反。如：Is：FClBrI （c）同種中心原子上，帶有正電荷的比不帶正電荷的-Is要強(qiáng)；帶有負(fù)電荷的比同類不帶負(fù)電荷的+Is要強(qiáng)。例如： Is：+NR3NR2 +Is：OOR （d）中心原子相同而不飽和程度不同時(shí)，則隨著不飽和程度的增大，Is增強(qiáng)。Is：=OOR；N=NRNR2 當(dāng)然這些誘導(dǎo)效應(yīng)強(qiáng)弱次序的比較是以官能團(tuán)與相同原子相連接為基礎(chǔ)的，否則無比較意義。第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 一些常見取代基的吸電

9、子能力、供電子能力強(qiáng)弱的次序如下： Is：+NR3+NH3NO2SO2RCNCOOHFClBrIOArCOORORCOROHCCRC6H5CHCH2H+Is：OCO2C(CH3)3CH(CH3)2CH2CH3CH3H 對于動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)，其強(qiáng)度與施加影響的原子或基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)，也與受影響的鍵內(nèi)電子云可極化性有關(guān)。第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) （a）在同族或同周期元素中，元素的電負(fù)性越小，其電子云受核的約束也相應(yīng)減弱，可極化性就越強(qiáng)，即Id增大，反應(yīng)活性增大。如： Id：IBrClFCR3NR2ORF （b）原子的富電荷性將增加基可極化的傾向。 Id：OORO+R2 （c）電子云的流動(dòng)性越強(qiáng)，其可

10、極化傾向也大。一般來說，不飽和化合物的不飽和程度大，其Id也大。 Id：C6H5CHCH2CH2CH3第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) （2）共軛效應(yīng) 共軛效應(yīng)。在單雙鍵交替排列的體系中，或具有未共用電子對的原子與雙鍵直接相連的體系中，p軌道與軌道或軌道與軌道之間存在著相互的作用和影響。電子云不再定域在成鍵原子之間，而是圍繞整個(gè)分子形成了整體的分子軌道。每個(gè)成鍵電子不僅受到成鍵原子的原子核的作用，而且也受分子中其他原子核的作用，因而分子能量降低，體系趨于穩(wěn)定。這種現(xiàn)象被稱為電子的離域，這種鍵稱為離域鍵，由此而產(chǎn)生的額外的穩(wěn)定能被稱為離域能（或叫共軛能）。含有這樣一些離域鍵的體系通稱為共軛體系，共軛

11、體系中原子之間的相互影響的電子效應(yīng)就叫共軛效應(yīng)。第一節(jié) 精細(xì)有機(jī)合成基礎(chǔ)知識(shí) 1,3-丁二烯在靜態(tài)時(shí)的共軛效應(yīng)，由于電子離域的結(jié)果，單鍵不再是一般的CC單鍵，而表現(xiàn)為鍵長的平均化趨勢，即在C2和C3間也有一定程度的p軌道交蓋。 如果共軛鍵原子的電負(fù)性不同時(shí)，則共軛效應(yīng)也表現(xiàn)為極性效應(yīng)，如在丙烯腈中，電子云定向移動(dòng)呈現(xiàn)正負(fù)偶極交替的現(xiàn)象。（4） 更強(qiáng)的抗背景干擾能力。抗背景干擾能力取決于信噪比。如果在6Mb/s的速率下傳輸200個(gè)字節(jié)的報(bào)文，OFDM技術(shù)可以在背景噪聲高于信號(hào)強(qiáng)度10dB的條件下進(jìn)行。也就是說，此條件下，OFDM的信噪比為-10dB。而同等條件下，F(xiàn)HSS在信噪比+13dB時(shí)數(shù)據(jù)

12、速率為1Mbit/s，DSSS在信噪比0dB時(shí)數(shù)據(jù)速率為5.5Mbit/s。（5） 利用譯碼技術(shù)，確保與安全相關(guān)的子系統(tǒng)間采用故障-安全方式交換信息。利用OFMA（正交頻分復(fù)用）擴(kuò)頻技術(shù)，確保CBTC數(shù)據(jù)抗干擾地傳輸，尤其在站臺(tái)和室外區(qū)域。（6） 冗余的結(jié)構(gòu)可避免通信系統(tǒng)設(shè)備的單點(diǎn)故障對通信造成的影響。（7） 靈活的漫游機(jī)制，在列車行進(jìn)過程中，可確保與軌旁設(shè)備通信的平滑切換。三、 高級(jí)別的移動(dòng)漫游機(jī)制Urbalis888系統(tǒng)采用的DCS方案具有成熟可靠的移動(dòng)切換機(jī)制，確保列車在軌旁無線接入點(diǎn)之間行進(jìn)時(shí)，提供連續(xù)不斷的無縫的無線連接。無線移動(dòng)終端完成移動(dòng)切換的過程描述如下：（1） 判別是否需要切

13、換：無線移動(dòng)終端時(shí)刻監(jiān)測所連接接入點(diǎn)的信號(hào)質(zhì)量。如果檢測到錯(cuò)誤或接收的信號(hào)強(qiáng)度低于門限值，則進(jìn)入掃描狀態(tài)；（2） 掃描新的無線接入點(diǎn)：當(dāng)進(jìn)入掃描狀態(tài)后，無線移動(dòng)終端在接入點(diǎn)列表中搜索新的信道；（3） 接入新的接入點(diǎn)：當(dāng)收到來自新的接入點(diǎn)成功確認(rèn)后，無線移動(dòng)終端將關(guān)聯(lián)到新的接入點(diǎn)。四、 可靠的波導(dǎo)管無線傳輸方案為了確保在所有環(huán)境情況下（隧道和露天）的高性能通信，采用波導(dǎo)管作為無線傳輸媒介。波導(dǎo)管具有鏈路可靠、完全免維護(hù)的特點(diǎn)，從而確保系統(tǒng)的可靠性和節(jié)約維修成本。波導(dǎo)管技術(shù)的其他主要優(yōu)點(diǎn):（1） 無線傳輸不受外界環(huán)境影響（如狹窄隧道，開闊區(qū)域，車體阻擋等）；（2） 采用2.4GHz的ISM頻段，可

14、與同頻段的其他業(yè)務(wù)（如CCTV）共存；（3） 免受其他發(fā)送設(shè)備的干擾（藍(lán)牙、Wi-Fi等）；（4） 采用經(jīng)過驗(yàn)證的移動(dòng)性原則，即便列車高速運(yùn)行，也能在無線小區(qū)間平滑切換；（5） 現(xiàn)場調(diào)試內(nèi)容相比自由無線簡單；（6） 保證傳輸質(zhì)量和性能沒有任何改變；（7） 無噪音，不會(huì)產(chǎn)生對其他通信的電磁污染；（8） 無線傳輸遵循最新的802.11g OFDM開放標(biāo)準(zhǔn)，為未來的升級(jí)和其他802.11g設(shè)備的互通互聯(lián)提供了保證。五、 全冗余的架構(gòu)DCS在各層面提供冗余的架構(gòu)機(jī)制，如兩個(gè)獨(dú)立的CBTC業(yè)務(wù)通信通道，冗余的車載天線。每個(gè)DCS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（無線接入點(diǎn)、以太網(wǎng)交換機(jī)、車載無線調(diào)制解調(diào)器）冗余。在每輛列車上，

15、裝配兩臺(tái)無線移動(dòng)終端用于傳遞CBTC業(yè)務(wù)。通常情況下，每臺(tái)無線移動(dòng)終端配置專用的通道。當(dāng)通道錯(cuò)誤或無線鏈路有問題時(shí)，自動(dòng)倒換到另一條通道。二數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由以下兩部分組成：1） 有線網(wǎng)絡(luò)部分（1） 骨干網(wǎng)：主要由SDH節(jié)點(diǎn)組成；（2） 接入網(wǎng)：主要由交換機(jī)和光電轉(zhuǎn)換器組成。2） 無線網(wǎng)絡(luò)部分（1） 軌旁無線網(wǎng)絡(luò)：由TRE,耦合單元及波導(dǎo)管等組成；（2） 車載無線網(wǎng)絡(luò)：由車載調(diào)制解調(diào)器及天線組成。DCS網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)一、 有線網(wǎng)絡(luò)1. 骨干網(wǎng)（BTN）光纜結(jié)構(gòu)DCS有線傳輸系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)采用基于SDH技術(shù)的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)解決方案，能利用SDH完善的保護(hù)機(jī)制來確保信號(hào)應(yīng)用間的通信有更高的

16、可靠性。通常在每個(gè)集中站設(shè)置一個(gè)SDH節(jié)點(diǎn)，并且節(jié)點(diǎn)的組成模塊都是冗余配置，因此即使在節(jié)點(diǎn)上的某單一模塊故障，也不會(huì)影響冗余網(wǎng)絡(luò)的正常通信。骨干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 9 2所示。主要設(shè)備包括OSN 2500 SDH 節(jié)點(diǎn)和以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)2. 接入網(wǎng)（LAN）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)承載在骨干網(wǎng)上的專用局域網(wǎng)(EPLAN)（用于SIG、ATS、維護(hù)）可接入到沿線每個(gè)設(shè)有SDH節(jié)點(diǎn)的車站，并通過交換機(jī)組成的接入網(wǎng)與其他設(shè)備相連接。ATS EPLAN也可從未配置SDH的車站通過光電轉(zhuǎn)換器接入骨干網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)EPLAN均配有專用的SDH虛容器，使每種應(yīng)用的帶寬都可以得到保證且能將數(shù)據(jù)分開。如圖 9 3、圖 9 4所示，SIG E

17、PLAN由兩個(gè)EPLAN組成：藍(lán)網(wǎng)EPLAN,紅網(wǎng)EPLAN。紅藍(lán)EPLAN為環(huán)狀，即使在同一節(jié)點(diǎn)發(fā)生災(zāi)難性雙重故障，至少其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)還可以通過其他地點(diǎn)的路徑繼續(xù)通信。3. 車站的有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 9 8所示，在每個(gè)集中站都設(shè)置有SDH節(jié)點(diǎn)，另設(shè)兩臺(tái)光接口交換機(jī)和兩臺(tái)電接口交換機(jī)。光接口交換機(jī)用于連接遠(yuǎn)程的設(shè)備（如DCS無線接入點(diǎn)），而電接口的交換機(jī)用于連接本地與非集中站的設(shè)備。信號(hào)子網(wǎng)和ATS子網(wǎng)共用電接口交換機(jī)，數(shù)據(jù)流通過VLAN相互隔離。在未安裝SDH設(shè)備的非設(shè)備集中站，通過光電轉(zhuǎn)換器（EMC）將ATS EPLAN連接至兩側(cè)最近的SDH節(jié)點(diǎn)站。OCC的SDH節(jié)點(diǎn)配置和設(shè)備集中站的相同，如

18、圖 9 9所示。二、 無線網(wǎng)絡(luò)DCS無線網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)車輛與地面系統(tǒng)的無線通信，它由位于軌旁的無線接入點(diǎn)（AP）、耦合單元、波導(dǎo)管、車載無線天線、車載無線調(diào)制解調(diào)器組成。DCS無線網(wǎng)絡(luò)采用冗余結(jié)構(gòu)，由紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)組成，它們被用于承載車載和軌旁CBTC系統(tǒng)間信號(hào)數(shù)據(jù)流的通信。DCS無線系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)如圖 9 10所示。每個(gè)TRE（軌旁無線設(shè)備）由紅、藍(lán)無線接入點(diǎn)組成，此紅、藍(lán)無線接入點(diǎn)與其各自的無線網(wǎng)絡(luò)相連接。TRE的紅、藍(lán)無線接入點(diǎn)分別通過不同的光纖與有線網(wǎng)絡(luò)連接。每個(gè)紅、藍(lán)無線接入點(diǎn)分別連接到各自的耦合器上，耦合器將紅、藍(lán)網(wǎng)無線信號(hào)耦合到波導(dǎo)管上傳輸。DCS無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)根據(jù)隧道特性及限界等條

19、件在正線全線（含岔區(qū)）實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的冗余、連續(xù)的全覆蓋，滿足列車無線通信的連續(xù)性和可靠性。同時(shí)DCS在試車線也設(shè)置獨(dú)立的無線冗余覆蓋區(qū)域，滿足試車線對無線通信的要求。車載無線調(diào)制解調(diào)器在無線覆蓋區(qū)域能與無線網(wǎng)絡(luò)快速完成握手及授權(quán)并接入，保證列車正常投入運(yùn)營及故障恢復(fù)滿足系統(tǒng)功能、性能及運(yùn)營效率要求。三、 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的接口骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)(BTN)主要支持從OCC傳輸至車站和停車場的數(shù)據(jù)、控制/命令信息。與其連接的系統(tǒng)包含：ATS(本地、控制中心和停車場)、ATP/ATO系統(tǒng)、聯(lián)鎖、信號(hào)MSS、信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)用的無線傳輸系統(tǒng)(AP SIG)。信號(hào)系統(tǒng)使用的接口有兩類：RJ45上的100BASE-TX以

20、太網(wǎng)和光纖上的1000BASE-LX。這些接口可確保如圖 9 11所示的連接。三數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的功能一、 有線網(wǎng)絡(luò)1. 有線網(wǎng)絡(luò)典型設(shè)備組成圖 9 12說明了SDH節(jié)點(diǎn)配置（OSN2500型）與交換機(jī)的連接（交叉節(jié)點(diǎn)）。在該節(jié)點(diǎn)，有4個(gè)光纖接口，2個(gè)用于連接內(nèi)環(huán)的前和后節(jié)點(diǎn)，2個(gè)用于連接外環(huán)的前和后節(jié)點(diǎn)。設(shè)備板描述：（1） SAP（僅OSN2500）：提供公務(wù)電話、板間通信和PMU功能。（2） CXL4:STM-4系統(tǒng)控制,交叉聯(lián)接,光接口板。STM-4線路處理單元、交叉單元、時(shí)鐘單元和主控單元于一體。（3） EFS0:帶有局域網(wǎng)切換功能的快速以太網(wǎng)接口板。接入并處理100BASE-FX、10/

21、100BASE-TX以太網(wǎng)信號(hào)。（4） ETF8:8路10/100M以太網(wǎng)接口板。接入并處理8路電口FE信號(hào)。（5） FAN:風(fēng)扇單元。在OSN2500配備有兩個(gè)。（6） PIU:電源輸入單元。電源的引入和防止設(shè)備受異常電源的干擾。（7） SL4:1STM-4 SDH處理光接口板。用于站間節(jié)點(diǎn)以鏈接內(nèi)環(huán)。2. DCS有線網(wǎng)絡(luò)功能1） 骨干網(wǎng)（SDH）的功能（1） 將EPLANs從SDH網(wǎng)絡(luò)中分離到相應(yīng)的接入交換機(jī)。或反之，將交換機(jī)的數(shù)據(jù)接入到SDH網(wǎng)絡(luò)并傳輸；（2） 當(dāng)光纖故障時(shí)，確保業(yè)務(wù)信息能夠重新配置并且轉(zhuǎn)換到另一個(gè)方向進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；（3） 當(dāng)關(guān)鍵面板（交叉連接，電源單元等）故障時(shí)，確保對

22、設(shè)備的防護(hù)，并且不影響數(shù)據(jù)的傳輸；（4） 自動(dòng)監(jiān)測SDH網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)并向SDH NMS報(bào)告狀態(tài)信息。2） 接入網(wǎng)的功能（1） 在集中站配備兩臺(tái)電接口交換機(jī)連接SIG和ATS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，通過劃分VLAN來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)隔離；（2） 在集中站配備兩臺(tái)光交換機(jī)，用來連接遠(yuǎn)端的無線接入點(diǎn)；（3） 在非設(shè)備集中站，通過光電轉(zhuǎn)換器（EMC），將設(shè)備連接至兩側(cè)最近的SDH節(jié)點(diǎn)站。二、 無線網(wǎng)絡(luò)1. 軌旁無線網(wǎng)絡(luò)1） 軌旁無線基站圖 9 13是關(guān)于波導(dǎo)管軌旁基站的詳圖。耦合單元由兩個(gè)射頻（RF）濾波器和三個(gè)混合耦合器組成，耦合單元與漏隙波導(dǎo)管連接，該設(shè)備的防護(hù)等級(jí)為IP65。TRE是配置于軌旁的無線傳輸設(shè)備，運(yùn)用于與車

23、載無線設(shè)備之間進(jìn)行無線通信。其設(shè)備包括兩個(gè)無線調(diào)制解調(diào)器、兩個(gè)電源單元、兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換器。無源耦合單元將兩路無線信號(hào)耦合為單一信號(hào)，該無線頻率信號(hào)通過RF電纜在波導(dǎo)管內(nèi)傳輸。無源耦合器和TRE箱在隧道內(nèi)一般安裝在墻壁上。如果在其它區(qū)域（開闊地或高架），安裝位置將根據(jù)實(shí)際情況再確定安裝位置和方式。2） 漏隙波導(dǎo)管漏隙波導(dǎo)管由擠壓斷面、TEDLAR涂膜層、聚脂蓋組成，防護(hù)等級(jí)為IP65，一般情況下安裝于鋼軌外側(cè)。典型的安裝方式為每段漏隙波導(dǎo)管的長度不大于500米，連接耦合單元到漏隙波導(dǎo)管饋電線纜長度不大于15米。2. 車載無線網(wǎng)絡(luò)每輛列車內(nèi)各安裝兩個(gè)無線調(diào)制解調(diào)器（紅、藍(lán)網(wǎng)）用于CBTC業(yè)務(wù)傳輸，每

24、個(gè)無線調(diào)制解調(diào)器連接兩個(gè)位于車體下方的天線（用于與波導(dǎo)管進(jìn)行無線信息傳輸）。為滿足列車雙向行駛，及根據(jù)安裝條件有些時(shí)候波導(dǎo)管安裝在走行軌道的左側(cè)、有時(shí)候在另外一側(cè)的情況，列車每端必須配置兩個(gè)車載天線。1） 車載天線車載天線（包括安裝支架、天線）安裝在列車底部。2） 無線調(diào)制解調(diào)器DCS的無線調(diào)制解調(diào)器是一個(gè)雙重頻帶無線通信平臺(tái)，專門設(shè)計(jì)用于地鐵系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率高且通信可靠。車載和軌旁無線通信系統(tǒng)使用相同的無線調(diào)制解調(diào)器。四數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的原理一、 無線DCS子系統(tǒng)1. 連續(xù)通信無線系統(tǒng)的各個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)在軌道沿線構(gòu)成一套重疊的無線覆蓋區(qū)域。一個(gè)區(qū)域由相應(yīng)基站連接的波導(dǎo)管所產(chǎn)生，如圖 9 14所示。

25、一個(gè)軌旁無線接入點(diǎn)能夠覆蓋的范圍被稱之為無線小區(qū)。整個(gè)線路的無線覆蓋是由連續(xù)重疊的無線小區(qū)來組成。一個(gè)無線小區(qū)內(nèi)包含的無線網(wǎng)絡(luò)有紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)，紅、藍(lán)車載無線調(diào)制解調(diào)器能與紅色或藍(lán)色的AP進(jìn)行通信。對于CBTC業(yè)務(wù)，紅網(wǎng)（藍(lán)網(wǎng)）車載無線調(diào)制解調(diào)器默認(rèn)情況下與對應(yīng)的紅色（藍(lán)色）接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。每個(gè)紅網(wǎng)或藍(lán)網(wǎng)無線調(diào)制解調(diào)器都存儲(chǔ)了一個(gè)已授權(quán)無線網(wǎng)絡(luò)的列表用來與其連接。該列表由兩個(gè)部分組成：主用無線網(wǎng)絡(luò)和備用無線網(wǎng)絡(luò)。紅網(wǎng)車載無線調(diào)制解調(diào)器的無線網(wǎng)絡(luò)列表如下：（1） 主用無線網(wǎng)絡(luò) = 紅色無線網(wǎng)絡(luò)；（2） 備用無線網(wǎng)絡(luò) = 藍(lán)色無線網(wǎng)絡(luò)。藍(lán)網(wǎng)車載無線調(diào)制解調(diào)器的無線網(wǎng)絡(luò)列表與上述情況類似，不同的是，主用無

26、線網(wǎng)絡(luò)為藍(lán)色，備用為紅色。當(dāng)紅網(wǎng)（或藍(lán)網(wǎng)）接入點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，紅網(wǎng)（或藍(lán)網(wǎng)）車載無線調(diào)制解調(diào)器可與其備用無線網(wǎng)絡(luò)的藍(lán)網(wǎng)（或紅網(wǎng)）接入點(diǎn)部分建立連接。當(dāng)車載無線調(diào)制解調(diào)器到達(dá)兩個(gè)無線覆蓋區(qū)域的重疊區(qū)域時(shí)，將進(jìn)行接入點(diǎn)之間的切換。2. 無線傳輸參數(shù)和最大應(yīng)用信息吞吐量車載紅、藍(lán)無線調(diào)制解調(diào)器和軌旁的紅、藍(lán)無線接入點(diǎn)采用IEEE 802.11g無線協(xié)議進(jìn)行無線傳輸。CBTC業(yè)務(wù)無線鏈接的吞吐量為6 Mb/s，使用OFDM傳播模式和BPSK調(diào)制。為了滿足波導(dǎo)管無線傳輸性能要求，根據(jù)環(huán)境條件不同（直隧道、彎曲隧道和車站），無線小區(qū)的覆蓋范圍在600m和800m之間變化。3. 正常情況下的連續(xù)通信圖 9 1

27、5顯示了DCS無線系統(tǒng)如何能在列車沿軌道運(yùn)行過程中為車載和軌旁系統(tǒng)提供連續(xù)的通信連接。列車在隧道內(nèi)運(yùn)行，處于無線單元內(nèi)。其車載紅網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器與紅色接入點(diǎn)（A）相連。其車載藍(lán)網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器與藍(lán)色接入點(diǎn)（A）相連。紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)列車無線調(diào)制解調(diào)器向紅網(wǎng)或藍(lán)網(wǎng)接入點(diǎn)（A）發(fā)送或從它們那里接收數(shù)據(jù)包。圖 9 16顯示的是到達(dá)無線單元（A）和無線單元（B）之間重疊區(qū)域的列車。在此重疊區(qū)域內(nèi)，紅網(wǎng)列車無線調(diào)制解調(diào)器接收紅網(wǎng)接入點(diǎn)（A）和紅網(wǎng)接入點(diǎn)（B）定期發(fā)出的識(shí)別消息。列車紅網(wǎng)無線調(diào)制解調(diào)器將測量和比較接收到的兩個(gè)功率，當(dāng)從紅網(wǎng)接入點(diǎn)（B）接收到的功率高于從紅網(wǎng)接入點(diǎn)（A）接收到的功率時(shí)，無線鏈接將從紅網(wǎng)接入

28、點(diǎn)（A）切換到紅網(wǎng)接入點(diǎn)（B）。當(dāng)從紅網(wǎng)接入點(diǎn)B接收到的信號(hào)高于從紅網(wǎng)接入點(diǎn)A接收到的信號(hào)時(shí)，紅網(wǎng)車載無線調(diào)制解調(diào)器將執(zhí)行下列任務(wù)：（1） 停止與接入點(diǎn)A（紅網(wǎng)）的通信；（2） 停止與接入點(diǎn)A（紅網(wǎng)）的關(guān)聯(lián)；（3） 執(zhí)行鑒定并與接入點(diǎn)B（紅網(wǎng)）關(guān)聯(lián)；（4） 繼續(xù)與接入點(diǎn)B進(jìn)行通信。在完成上述四項(xiàng)任務(wù)后，紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)車載無線調(diào)制解調(diào)器如圖 9 17所示，位于無線單元B內(nèi)。紅網(wǎng)車載無線調(diào)制解調(diào)器和藍(lán)網(wǎng)車載無線調(diào)制解調(diào)器的交接絕不可能同時(shí)進(jìn)行。也就是說，當(dāng)一個(gè)車載無線調(diào)制解調(diào)器在進(jìn)行切換時(shí)，另一個(gè)繼續(xù)正常通信。4. 故障情況下的通信僅當(dāng)主用無線連接由于接入點(diǎn)故障或無線網(wǎng)絡(luò)故障而中斷時(shí),才建立備用無線連

29、接。備用無線連接一直維持到列車無線調(diào)制解調(diào)器檢測到主用無線連接切換后自動(dòng)恢復(fù)。紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)為獨(dú)立的，如果一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)故障，另一個(gè)并不受影響。如果一個(gè)車載調(diào)制解調(diào)器故障，另一個(gè)也不受影響。二、 DCS 骨干網(wǎng)系統(tǒng)1. SDH傳輸原理DCS所選用的SDH節(jié)點(diǎn)均為冗余設(shè)置，選用的STM級(jí)別為STM-4（622 Mbps）。SDH標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對應(yīng)于某個(gè)現(xiàn)有PDH速率的“虛容器”數(shù)量。DCS網(wǎng)絡(luò)可使用4個(gè)VC-4容器。VC-4容器帶有小的容器（VC-3和VC-12）以適應(yīng)不同業(yè)務(wù)的需要。在STM-4速率下，網(wǎng)絡(luò)會(huì)留有一定備用帶寬以方便將來應(yīng)用。接入的網(wǎng)絡(luò)與SDH的虛容器組（VCG）相關(guān)聯(lián)。每個(gè)VCG相關(guān)的數(shù)

30、據(jù)流均為物理分離，并且每個(gè)VCG都能保證固定帶寬。這樣，不同VCG傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流之間不會(huì)存在干擾。被接入網(wǎng)絡(luò)的每種應(yīng)用使用SDH核心網(wǎng)絡(luò)通過一個(gè)或二個(gè)專用通道傳送數(shù)據(jù)，這些通道與其他通道完全分開。如圖 9 18所示，在SDH上配置了以下接入網(wǎng)：（1） SIG EPLAN（冗余）：使用紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)，傳輸ATP/ATO、聯(lián)鎖信息；（2） ATS EPLAN (冗余)：使用深灰色和淺灰色網(wǎng)絡(luò)，傳輸ATS信息；（3） MSS EPLAN（非冗余）：使用綠色網(wǎng)絡(luò)，傳輸MSS信息。2. SDH自愈原理SDH采用多種冗余方式，以下分別進(jìn)行介紹。1） 設(shè)備冗余 SDH網(wǎng)絡(luò)在SDH節(jié)點(diǎn)的電路板（電源板、交叉連接板、光接口板、處理板）完全按雙套配置。當(dāng)設(shè)備正常工作時(shí)，交叉連接的備用單元處于待機(jī)模式。待機(jī)單元不控制設(shè)備，不進(jìn)行交叉連接以實(shí)現(xiàn)維護(hù)，也不為系統(tǒng)提供時(shí)鐘。但是其交叉連接矩陣設(shè)置和時(shí)鐘配置與當(dāng)前主機(jī)完全一致。在電路板切換時(shí)，SDH核心網(wǎng)絡(luò)重新配置時(shí)間小于50ms。根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)來決定SDH節(jié)點(diǎn)的支路接口板。冗余網(wǎng)絡(luò)（SIG EPLAN，ATS EPLAN）使用2個(gè)獨(dú)立的支路接口板，它們之間不需要切換，但由業(yè)務(wù)應(yīng)用處理其網(wǎng)