接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中的運(yùn)用研究

◆吳 斌

(武漢電信硚口分公司 湖北 430030)

接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中的運(yùn)用研究

◆吳 斌

(武漢電信硚口分公司 湖北 430030)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)民對(duì)于交通方式的便捷性和安全性的要求越來越高。這其中比較突出的是我國(guó)鐵路運(yùn)輸裝備的高速發(fā)展，隨著列車速度的快速提升，與鐵道相關(guān)的技術(shù)也得到了高速的發(fā)展。例如在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中引入接入網(wǎng)技術(shù)。接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中的應(yīng)用，帶來的是鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的全面升級(jí)。本文分析了接入網(wǎng)技術(shù)及其特點(diǎn)和該技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

接入網(wǎng)技術(shù)；鐵路通信網(wǎng)；運(yùn)用

0 前言

隨著電信技術(shù)的快速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了相關(guān)聯(lián)技術(shù)的迅猛進(jìn)步。這其中就包括在通信技術(shù)中起關(guān)鍵作用之一的接入網(wǎng)技術(shù)。鐵路通信網(wǎng)作為鐵路系統(tǒng)中的重要通信網(wǎng)絡(luò)，一方面應(yīng)適應(yīng)當(dāng)前通信技術(shù)向著數(shù)字化、光電化、寬帶化、智能化方向發(fā)展。另一方面也要滿足高速列車中的高速通信、列車運(yùn)營(yíng)的高速化、等特殊要求。接入網(wǎng)技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，在其中起到了重要作用。通過多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵路通信的快速發(fā)展。

1 接入網(wǎng)技術(shù)

從傳統(tǒng)的角度，可以將全網(wǎng)劃分為公用電信網(wǎng)與用戶駐地網(wǎng)CPN兩部分。而公用電信網(wǎng)又可以分為長(zhǎng)途網(wǎng)、中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)組成。接入網(wǎng)，又可稱為用戶接入網(wǎng)。根據(jù) ITU-TG.902的定義，接入網(wǎng)AN共由相關(guān)用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口SNI兩部分及其間的一系列傳輸系統(tǒng)所組成。它對(duì)于用戶的信令是完全透明的，是介于網(wǎng)絡(luò)側(cè)V或Z參考點(diǎn)和用戶側(cè)T或Z參考點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)技術(shù)的接口利用業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和 SNI 的連接，通過用戶管理和 UNI 用戶側(cè)的Q3 接口連接到 TMN 電信管理網(wǎng)。

2 接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的使適用范圍

可以說接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信網(wǎng)中最底層的部分，通常采用光纖鋪設(shè)進(jìn)行連接。接入網(wǎng)技術(shù)需要多種技術(shù)融合，包括銅纜傳輸技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等。就鐵路而言，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍主要包括專用應(yīng)用和公用應(yīng)用兩方面。具體來說，由于鐵路的特殊性專用通信主要包括閉塞電話、區(qū)間電話、專用電話、站間電話和調(diào)度電話等幾個(gè)方面，而對(duì)于專用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則主要包括鐵路定發(fā)票系統(tǒng)、調(diào)度協(xié)調(diào)系統(tǒng)、電力控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

3 接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用

3.1 無線接入網(wǎng)的應(yīng)用

無線接入網(wǎng)分為兩種方式，包括移動(dòng)無線接入網(wǎng)和固定無線接入網(wǎng)。移動(dòng)無線接入網(wǎng)技術(shù)作為先進(jìn)無線通訊的接入方式主要通過時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)和時(shí)分多路存取技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信息傳輸，其間在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中包含有多個(gè)微波中心站，并采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通信方式，最終實(shí)現(xiàn)使用終端、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理中心和中繼站之間的數(shù)據(jù)交互通信任務(wù)。為滿足鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的具體要求和需求，可以采用 CDMA 和GSM-R 的技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)而組建鐵路數(shù)據(jù)移動(dòng)通訊系統(tǒng)。而對(duì)于在鐵路通信網(wǎng)中固定無線接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用就是能夠?qū)崿F(xiàn)用戶最基本的電話通信服務(wù)，其通過衛(wèi)星、微波等傳輸方式實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸，最終實(shí)現(xiàn)在鐵路列車的全部或者局部區(qū)域中用戶終端之間的無線傳輸通信。

3.2 有線接入網(wǎng)的應(yīng)用

有線接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的較為常見的接入網(wǎng)方式，其以光纖為依托，實(shí)現(xiàn)光接入系統(tǒng)和光接入復(fù)用系統(tǒng)的架構(gòu)，對(duì)于用戶相對(duì)比較集中的區(qū)域，用戶和交換機(jī)通過專用的光纖鏈路，從而實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)通過采用 SDH 技術(shù)，通過利用 ATM 交換機(jī)將音視頻與其他服務(wù)有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)合理配置通信網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的作用，并且可以實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)中的互式數(shù)字視頻服務(wù)。

3.3 熱線電話或閉塞電話

鐵路系統(tǒng)中電話系統(tǒng)包括熱線電話或閉塞電話。其中閉塞電話也可以稱為站間行車電話，主要是用于在鐵路列車的集中調(diào)度系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)相鄰行車站間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。該鐵路通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過接入網(wǎng)技術(shù)在下行站和上行站之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊交互，這其中包括有檢測(cè)電路和振鈴電路的分盤設(shè)置。通常在鐵路通信系統(tǒng)中需成對(duì)使用共分盤和共總盤，而共分盤則需要通過接入網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)呼叫共總盤。當(dāng)鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)中通話電路響應(yīng)時(shí)，在接入網(wǎng)中形成直流通路，從而可以使環(huán)路電流激勵(lì)共總盤，最終響鈴電路觸發(fā)鈴聲，工作人員便接通通話。

3.4 共線電話調(diào)度系統(tǒng)

在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的共線電話調(diào)度系統(tǒng)主要由分機(jī)、傳輸通道和調(diào)度總機(jī)組成，共線電話調(diào)度系統(tǒng)的方式是多種多樣的。如多點(diǎn)共線系統(tǒng)就是通過將分機(jī)與總機(jī)采用并聯(lián)的方式連接于一共用回路中，以實(shí)現(xiàn)分機(jī)和總機(jī)之間的唯一通話而分機(jī)與分機(jī)無法通話的要求，一般情況下，一個(gè)組別中分機(jī)數(shù)目約有15-20個(gè)，而這其中共線的電話則約有10-20個(gè)。而對(duì)于鐵路通訊系統(tǒng)中的其他部分如電力調(diào)度系統(tǒng)、貨運(yùn)系統(tǒng)和列車系統(tǒng)則其分別有獨(dú)立的傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過共線匯接網(wǎng)絡(luò)方式和載波回路或?qū)嵕€通道實(shí)現(xiàn)電話通信。為了提高鐵路運(yùn)營(yíng)過程中列車的安全性，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的音頻不能集中疊加在 OLT點(diǎn)上，避免因該點(diǎn)出現(xiàn)故障使得整條通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

4 接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信中的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 有線接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信中的現(xiàn)狀

在鐵路系統(tǒng)中傳統(tǒng)的列調(diào)、貨調(diào)或電力調(diào)度等系統(tǒng)都使用的是共線調(diào)度方式，該調(diào)度方式主要電纜回路架構(gòu)。其中數(shù)字調(diào)度所使用的總機(jī)可獨(dú)立工作，也可與程控交換機(jī)進(jìn)行組合使用。采用該方法就使得調(diào)度分機(jī)轉(zhuǎn)化為普通的電話用戶，利用接入網(wǎng)技術(shù)將各個(gè)風(fēng)機(jī)從各小站引出，進(jìn)而使得分機(jī)和總機(jī)間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式的通信交互。在列車車站中通過光纖將各個(gè)車站的調(diào)度分機(jī)接口和電話用戶分機(jī)結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)通信功能。

4.2 無線接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信中的現(xiàn)狀

在鐵路系統(tǒng)中鐵路列車通常具有運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，所以無線或移動(dòng)接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中發(fā)展迅速且占有重要作用，通常接入方式有固定無線接入和移動(dòng)無線接入兩種。而對(duì)于位置固定的車站或固定設(shè)施間的通信交互方式，采用 SDH 光同步數(shù)字傳輸設(shè)備組成的通信網(wǎng)絡(luò)更具有優(yōu)勢(shì)。在架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，還應(yīng)注意與 ATM 交換和網(wǎng)絡(luò) IP通信等這些比較先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行融合結(jié)合來構(gòu)件用于通信的主干網(wǎng)絡(luò)。如“雙纖單向環(huán)”的接入方式就具有速度快、安全可靠、傳輸效果好、價(jià)格合理等優(yōu)點(diǎn)，而且其具有路由迂回、可以設(shè)備備用等特點(diǎn)，提高了整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自愈能力和可靠性。

當(dāng)前，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的無線接入僅運(yùn)用于400MHz 的無線列調(diào)系統(tǒng)，其主要功能是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的車站值班人員與駛?cè)雲(yún)^(qū)段列車的車長(zhǎng)和列車司機(jī)之間的通話工作。該通訊動(dòng)作僅在列車進(jìn)出站動(dòng)作時(shí)進(jìn)行，在常規(guī)無特殊情況的工作環(huán)境中列車駛于該區(qū)間時(shí)一般沒有通訊動(dòng)作，這樣可以節(jié)約頻率資源并減少相同頻率之間的干擾。但隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展鐵路系統(tǒng)也在進(jìn)行著通訊技術(shù)的革新，單一的無線列調(diào)系統(tǒng)早已無法滿足當(dāng)前對(duì)于鐵路無線通信的要求，所以鐵路系統(tǒng)需要改變傳統(tǒng)的通訊方式，而是建立可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)需要的無線通訊系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以通過小區(qū)制的方式實(shí)現(xiàn)大三角的功能。即調(diào)度中心與車站工作人員間的通訊、車站工作人員與列車司機(jī)間的通訊、列車司機(jī)與調(diào)度中心間的通訊系統(tǒng)。其不僅必須滿足線路管理區(qū)間的工作無線通信功能，而且還要可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心和列車司機(jī)間的實(shí)時(shí)雙向無線數(shù)據(jù)通訊任務(wù)。由此可以看出，現(xiàn)代鐵路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)更需要無線通信與互聯(lián)網(wǎng)等相結(jié)合的現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)。

4.3 鐵路通信中接入網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

鐵路接入網(wǎng)系統(tǒng)作為鐵路重要的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中有重要的作用，如遠(yuǎn)程監(jiān)控或各單位之間的信息通訊、ISDN、自動(dòng)電話等任務(wù)。通常其主要有四個(gè)特點(diǎn)：

（1）構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的方式多樣，這樣可以保證鐵路通信系統(tǒng)的安全性可靠性；

（2）滿足電路接口配置可依據(jù)具體工作級(jí)別的不同進(jìn)行具體分配，同級(jí)業(yè)務(wù)可在 OLT 處融匯組合向上級(jí)傳輸，以節(jié)省鋪設(shè)投入；

（3）對(duì)自動(dòng)電話成分進(jìn)行整合，不僅要滿足自動(dòng)電話業(yè)務(wù)的需求還要減少投入；

（4）現(xiàn)代鐵路接入網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建更有利于車站信息的整合與傳播。

5 結(jié)語

當(dāng)今是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，對(duì)于通訊要求嚴(yán)格的行業(yè)更加需要緊跟技術(shù)的快速發(fā)展，構(gòu)建滿足自身特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，而接入網(wǎng)技術(shù)更是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的重要一點(diǎn)。對(duì)于鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的接入網(wǎng)不僅要滿足列車高速運(yùn)行環(huán)境下的通信交流。而且還要向能與公網(wǎng)相交互的方向發(fā)展，有線和無線通信方式進(jìn)行合理組合分配。當(dāng)鐵路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)達(dá)到一定程度時(shí)，就可以與公網(wǎng)進(jìn)行通信，這樣就可以方便的實(shí)現(xiàn)列車的定位追蹤等信息的共享，使得工作人員無論在車上還是車下都可以清晰完整的了解列車整體運(yùn)行狀態(tài)信息。并且可以使廣大用戶通過網(wǎng)絡(luò)更好的通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，方便信息的傳播與交流。

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