浅论铁路通信工程建设
论文关键词:铁路通信技术;接入网技术
论文摘要:随着铁路列车向高速化与准高速化方向的迈进,为保证有效的人机控制和提高运输效率,要求建立一个功能完善的、技术构成先进的铁路通信网。主要介绍了在现实的铁路通信工程建设中,我们应该注意的问题。
1 铁路传输技术
1.1 SDH传输技术
SDH是取代PDH的新数字传输网体制,主要针对光纤传输,是在SONET的标准基础上形成的。它把信号固定在帧结构中,复用后以一定的速率在光纤上传送。SDH是在电路层上对信号进行复用和上下。当带着信号的光纤通ODF(光纤分配架)进入ADM 时,信号必须通过O/E转换和设备上的支路卡才能下成2Mb/s的基本电信号,并经过通信电缆和DDF(数字配线架)接到用户接口或基站BTS(基站收发信机)。
1.2 ATM网络传输技术
ATM是一种基于信元的交换和复用技术,即一种转换模式,在这一模式中信息被组织成信元。它采用固定长度的信元传输声音、数据和视频信号。每个信元有53个字节,开头的五个字节为信头,用以传输信元的地址和其他一些控制信息,后面的48个字节用以传输信息。利用标准长度的这种数据包,通过硬件实现数据转换,这比软件更快速、经济、便宜。同时,ATM工作速度有很大的伸缩性,在光缆上可以超过2.5Gbps。
在网络传输中,为了使多个用户共享高速线路,通常采用时分复用方式。时分复用方式又可分为同步传输模式和异步传输模式。在数字通信中通常采用同步传输模式,这种传输模式把时间划分为一个个相等的片段,成为时隙,一定量的时隙组成一个帧,一个信道在一个帧里占用一个时隙,一个用户占用一个或多个信道。而在异步传输模式中,各终端之间不存在共同的时间参考,各个时隙没有固定的占用者。在ATM中时隙有固定的长度而且比较短,一个时隙传输一个信元,每一个信元相当一个分组。各信道根据业务量的大小和排列规则来占用时隙,信息量大的信道占用的时隙多。
1.3 MSTP传输技术
MSTP依托于SDH平台,可基于SDH多种线路速率实现,包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的PDH业务接口与低速SDH业务接口,继续满足TDM业务的需求;另一方面,MSTP提供ATM 处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、M P L S处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求。
1.4 RTK GPS网络传输技术
随着GPS无验潮测深技术应用的不断深入,传统电台数据链的传输模式已不能满足长距离RTK作业的需要。而网络RTK技术则是利用网络来取代UHF电台进行数据传输,它传输距离远,信号稳定,抗干扰性强,已成为数据链传输的新宠。
通用分组无线业务GPRS,是在GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务,GSM是一种使用拨号方式连接的电路交换数据传送方式。GPRS利用现有通信网的设备,通过在GSM 网络上增加一些硬件和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。
1.5 WDM传输技术
WDM(或DWDM)是在光纤上同时传输不同波长信号的技术。其主要过程是将各种波长的信号用光发射机发送后,复用在一根光纤上,在节点处再对耦合的信号进行解复用。WDM(或DWDM)系统在信号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)是基于光层上的复用,它和SDH在电层上的复用有着很大的区别。同时,通过OADM 进行光信号的直接上下,无需经过O /E 转换,而拥有EDFA的WDM(或DWDM)可以进行较长距离的光传输而不需要光中继。
2 接入网技术
随着通信技术的快速发展,人们对铁路通信技术提出了更高的要求,铁路部门必须采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式, 实现铁路通信网的升级, 发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。
接入网技术是铁路通信中一项关键技术,由于原有用户铜缆接入的普遍性和现在光纤技术的发展, 接入网建设就必须考虑通信网络的现状与发展, 这就决定了接入网技术的多样化。接入网从接入方式上可分为有线接入和无线接入。
2.1 有线接入技术
(1)高速率数字用户环路技术。
通过2-3对双绞线双向对称传送基群数字速率信号, 传送距离为3km- 5km,上行速率与下行速率相等。通过回波抵消技术实现在一对双绞线上全双工传输,通过特定的编码和调制方式提高传输质量,用多线对并行传输, 以降低每对双绞线上的传输速率, 增加无中继传输距离。
(2)非对称数字用户环路技术。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高达(9-10)Mbit/s,上行速率只有数十或数百kbit/s , 此技术适用于视频点播VOD系统;其高速下行信道可向家庭用户提供多路的数字图像信号及低速语音信号, 而上行信道用于传送用户控制信号。ADSL 的优势在于它几乎不需要对现有的对1 双绞线作任何改动就可获得高传输速率。
(3)混合光纤同轴电缆接入技术。
它是基于有线电视系统CATV发展起来的。在有线电视中心与地区中心、地区中心与光节点之间采用光纤连接, 光节点与用户设备之间采用同轴电缆连接。其主要是使用副载波调制, 将CATV原有的单向传输系统改造成双向传输系统。HFC可以充分利用现有的CATV网络, 进行少量投资, 就可形成一个支持多种业务的宽带综合业务网。
(4)光纤用户环路技术。
以光纤为主要传输媒介,根据光纤向用户延伸的距离,可以分为FTTC(光纤到路边),FTTB(光纤到大楼),FTTH(光纤到家)等。FTTB是用户接入信息高速公路的最终理想目标,但根据现有通信发展的实际, FTTC、FTTB与铜缆相结合的用户接入, 虽然是有过渡性质的折衷方案, 但价格相对经济, 并且在时机成熟时易扩展到FTTH,所以是现实并且可行的。
2.2 无线接入技术
无线接入网是在接入网中部分或全部引人无线传输媒介,为用户提供固定终端业务和移动终端业务。无线接入可分为固定接入和移动接入两大类。其基本结构由控制器、基站和用户终端设备构成。应用技术主要包括微波1点多址技术、蜂窝技术和微蜂窝技术等。无线接人由于其灵活方便易于建设, 目前已得到极大的重视。
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体,通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户,最大限度地利用系统资源和频率资源,降低系统内呼损,提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。
3 结语
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具,我国铁路引入现代通信技术还不久, 对铁路通信工程建设还需要一段时间对其了解、分析和试验,对其中所要注意的问题,特别是技术问题要认真对待,只有这样才能为铁路通信现代化作出贡献。
参考文献
[1]梁培超.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].科技资讯,2008.
[2]毛文铎.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].信息科学,2008.
[3]廖旭波.论传输技术在通信工程中的应用及发展方向[J].科技资讯,2009.
