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關於接入網技術在鐵路通訊中的應用

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世紀之交的通訊技術是先進的數字技術、計算機技術、微電子技術與光電子技術的有機結合體,它將向著數字化、寬頻化、智慧化、高速化及個人化的方向發展。未來的通訊要徹底克服時間與空間的限制,能夠使使用者在任何時間、任何地點與任何人進行包括語音、資料和視訊等資訊的交流。在這種情況下,出行的旅客也需要在列車上享受如同在辦公室環境下的資訊交流,比如同其它人進行語音、資料、傳真、影象等資訊交流,還要接入國際網際網路。另外,隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸,為保證行車安全,實現有效的人機控制和提高運輸效率,要求建立一個功能更加完善的,技術構成更加先進的鐵路通訊網。隨著我國電信業壟斷格局的打破,擁有僅次於中國電信的龐大鐵路通訊網路的鐵道部,可以利用現有的專用網路設施積極參與競爭,向全社會提供高質量的電信業務。

關於接入網技術在鐵路通訊中的應用

要想使上述構想成為現實,就必須打破常規的鐵路通訊網的接入方式,採用先進的、現代化的有線和無線通訊的傳輸和接入方式,實現鐵路通訊網的升級,適應資訊社會的發展,發揮鐵路通訊網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。

鐵路接入網技術的現狀

由於鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線(行動通訊)接入網在鐵路通訊網中佔有相當大的比重。當然,固定位置的車站(場)、單位以及各種固定設施之間的通訊方式,首選方案仍是採用SDH光同步數字傳輸裝置進行組建,同時應考慮採用ATM交換以及網路IP通訊等先進技術來構成通訊主幹網及光纖使用者接入網。比如採用“雙纖單向環”接入方式,其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通訊特有的優點,而且還具有路由迂迴、裝置備用等特點,從而具備自癒合功能,並使系統的可靠性大大提高。另外,採用遠端使用者單元(RSU)和數字環路載波(DLC)裝置,組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮,使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通訊的需求,而且還能夠為出行的旅客及地面使用者提供先進的電信業務,並且還需具備便於擴容的功能。

按照通訊網被分為主幹網,區域網和接入網等三部分的構思來看,鐵路通訊網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通訊網來看,接入網佔有相當大的比重,包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通訊網相似,鐵道部將在未來的1~2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路網際網路,它是由鐵路部門依託於基礎鐵路電信網,組織建設的`可以支援眾多資訊服務的、具有多媒體通訊能力的全國範圍的計算機網路,鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機資訊網際網路絡單位,為鐵路通訊走向市場做準備。關於有線接入這裡不再敘述,下面主要討論鐵路的無線接入網,為此首先回顧一下行動通訊的發展過程。

1.行動通訊的發展過程

移動通訊技術經歷了由模擬到數字,由分頻多重進接到頻分+分時多重進接,再到分碼多重進接(CDMA)的發展過程,並即將向寬頻化、智慧化和個人化的方向發展。移動通訊系統大體可分為二代,第一代是以模擬技術為主,分頻多重進接,工作在400~800MHz頻段。由於模擬系統存在頻譜利用率低、容量小、裝置複雜、抗干擾性能差、保密性不強、價位高、業務面窄等固有缺點,不能滿足通訊市場急速發展的需要,因此誕生了第二代移動通訊系統。第二代移動通訊系統採用數字化、分時多重進接方式等全數字化技術,克服了第一代行動通訊的缺點,得到了迅速發展,目前的行動通訊數模相容,以數字系統為主。隨著使用者對資訊接入量的需求呈指數的增長,電信工作者們著手建立最新一代的行動通訊 第三代移動通訊系統。

第三代移動通訊系統具有全球化、智慧化、個人化和綜合化的特點,工作在2000MHz波段,採用寬頻的CDMA技術,涵蓋地面系統和衛星系統,包括海陸空三維服務面,整合話音、資料、視像、ISDN和多媒體多種業務。這一系統以多種空中介面和接入方式,可向高速和慢速移動使用者提供服務。

2.鐵路無線接入網現狀

鐵路通訊網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通訊,以提高服務等級和運輸效率。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通訊和區間移動作業通訊為一體的列車移動通訊系統。但是鐵路結構自身的特點,決定了該系統與公用行動通訊網和區域性的專業行動通訊網的差別,它是一種屬於線面結合、以線為主的鏈狀網。

鐵路通訊的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統,它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯絡。當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,則在列車運行於區間時,通話一般不進行,這主要是從節約頻率資源,減少同頻干擾的角度出發的。但是,隨著鐵路現代化改造程序的迅速推進,從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通訊的需要,這樣就迫切需要建設一套適合於鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通訊系統。這一系統應該採用小區制,並完成大三角功能。也就是說,系統必須可以實現排程中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與排程中心之間的通話功能,必須可以實現線路管理區間的公務行動通訊功能,同時還必須能夠實現排程中心與列車司機室之間實時的雙向資料通訊功能。基於這一想法,構成鐵路無線通訊接入網的方式可以採用現有的無線通訊方式的叢集通訊方式、GSM(全球移動通訊系統)行動通訊方式、CDMA行動通訊方式。