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鐵路通信工程技術(shù)研究
摘要:隨著鐵路列車向高速化與準(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)該注意的問題。
一、鐵路傳輸技術(shù)
SDH傳輸技術(shù),SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制,主要針對光纖傳輸,是在SONET的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上形成的。它把信號固定在幀結(jié)構(gòu)中,復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對信號進(jìn)行復(fù)用和上下。當(dāng)帶著信號的光纖通ODF(光纖分配架)進(jìn)入ADM時(shí),信號必須通過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,并經(jīng)過通信電纜和DDF(數(shù)字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發(fā)信機(jī))。
ATM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。它采用固定長度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號。每個信元有53個字節(jié),開頭的五個字節(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個字節(jié)用以傳輸信息。利用標(biāo)準(zhǔn)長度的這種數(shù)據(jù)包,通過硬件實(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2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,為了使多個用戶共享高速線路,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)間劃分為一個個相等的片段,成為時(shí)隙,一定量的時(shí)隙組成一個幀,一個信道在一個幀里占用一個時(shí)隙,一個用戶占用一個或多個信道。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,各個時(shí)隙沒有固定的占用者。在ATM中時(shí)隙有固定的長度而且比較短,一個時(shí)隙傳輸一個信元,每一個信元相當(dāng)一個分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來占用時(shí)隙,信息量大的信道占用的時(shí)隙多。
MSTP傳輸技術(shù),MSTP依托于SDH平臺,可基于SDH多種線路速率實(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)滿足TDM業(yè)務(wù)的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透傳、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來滿足對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
WDM傳輸技術(shù),WDM(或DWDM)是在光纖上同時(shí)傳輸不同波長信號的技術(shù)。其主要過程是將各種波長的信號用光發(fā)射機(jī)發(fā)送后,復(fù)用在一根光纖上,在節(jié)點(diǎn)處再對耦合的信號進(jìn)行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號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OADM進(jìn)行光信號的直接上下,無需經(jīng)過O/E轉(zhuǎn)換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進(jìn)行較長距離的光傳輸而不需要光中繼。
隨著GPS無驗(yàn)潮測深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,傳統(tǒng)電臺數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿足長距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來取代UHF電臺進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,它傳輸距離遠(yuǎn),信號穩(wěn)定,抗干擾性強(qiáng),已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?
通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS,是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(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,通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級,形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實(shí)體。
二、接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求,鐵路部門必須采用先進(jìn)的、現(xiàn)代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級,發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國民經(jīng)濟(jì)中的社會效益和經(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接入和無線接入。
高速率數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。通過2-3對雙絞線雙向?qū)ΨQ傳送基群數(shù)字速率信號,傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過回波抵消技術(shù)實(shí)現(xiàn)在一對雙絞線上全雙工傳輸,通過特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量,用多線對并行傳輸,?以降低每對雙絞線上的傳輸速率,增加無中繼傳輸距離。
非對稱數(shù)字用戶環(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提供多路的數(shù)字圖像信號及低速語音信號,而上行信道用于傳送用戶控制信號。ADSL的優(yōu)勢在于它幾乎不需要對現(xiàn)有的對1雙絞線作任何改動就可獲得高傳輸速率。
混合光纖同軸電纜接入技術(shù),它是基于有線電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來的。在有線電視中心與地區(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,就可形成一個支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
光纖用戶環(huán)路技術(shù),以光纖為主要傳輸媒介,根據(jù)光纖向用戶延伸的距離,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)合的用戶接入,雖然是有過渡性質(zhì)的折衷方案,但價(jià)格相對經(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。
鐵路通信網(wǎng)是保證行車安全、提高運(yùn)輸效率的有力工具,我國鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久,對鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時(shí)間對其了解、分析和試驗(yàn),對其中所要注意的問題,特別是技術(shù)問題要認(rèn)真對待,只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻(xiàn)。
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