接入網技術在鐵路通信網中的運用研究

◆吳 斌

(武漢電信硚口分公司 湖北 430030)

接入網技術在鐵路通信網中的運用研究

◆吳 斌

(武漢電信硚口分公司 湖北 430030)

隨著我國經濟的快速發展，國民對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鐵路運輸裝備的高速發展，隨著列車速度的快速提升，與鐵道相關的技術也得到了高速的發展。例如在網絡通信技術中引入接入網技術。接入網技術在鐵路通信網中的應用，帶來的是鐵路通信網絡的全面升級。本文分析了接入網技術及其特點和該技術在鐵路通信網絡中的應用。

接入網技術；鐵路通信網；運用

0 前言

隨著電信技術的快速發展，特別是網絡技術的迅猛發展，促進了相關聯技術的迅猛進步。這其中就包括在通信技術中起關鍵作用之一的接入網技術。鐵路通信網作為鐵路系統中的重要通信網絡，一方面應適應當前通信技術向著數字化、光電化、寬帶化、智能化方向發展。另一方面也要滿足高速列車中的高速通信、列車運營的高速化、等特殊要求。接入網技術作為網絡技術中的關鍵技術，在其中起到了重要作用。通過多種網絡技術實現鐵路通信的快速發展。

1 接入網技術

從傳統的角度，可以將全網劃分為公用電信網與用戶駐地網CPN兩部分。而公用電信網又可以分為長途網、中繼網和接入網組成。接入網，又可稱為用戶接入網。根據 ITU-TG.902的定義，接入網AN共由相關用戶網絡接口UNI和業務節點接口SNI兩部分及其間的一系列傳輸系統所組成。它對于用戶的信令是完全透明的，是介于網絡側V或Z參考點和用戶側T或Z參考點之間的網絡。接入網技術的接口利用業務節點和 SNI 的連接，通過用戶管理和 UNI 用戶側的Q3 接口連接到 TMN 電信管理網。

2 接入網技術在鐵路通信網絡中的使適用范圍

可以說接入網技術是鐵路通信網中最底層的部分，通常采用光纖鋪設進行連接。接入網技術需要多種技術融合，包括銅纜傳輸技術、光纖傳輸技術、通訊技術、數字技術等。就鐵路而言，鐵路通信網絡中接入網技術的應用范圍主要包括專用應用和公用應用兩方面。具體來說，由于鐵路的特殊性專用通信主要包括閉塞電話、區間電話、專用電話、站間電話和調度電話等幾個方面，而對于專用數據業務則主要包括鐵路定發票系統、調度協調系統、電力控制與監測系統等。

3 接入網技術在鐵路通信網絡中的運用

3.1 無線接入網的應用

無線接入網分為兩種方式，包括移動無線接入網和固定無線接入網。移動無線接入網技術作為先進無線通訊的接入方式主要通過時分多路復用技術和時分多路存取技術在鐵路通信網絡中實現信息傳輸，其間在鐵路通信網絡中包含有多個微波中心站，并采用點對多點或點對單點的網絡通信方式，最終實現使用終端、網絡監控管理中心和中繼站之間的數據交互通信任務。為滿足鐵路通信網絡的具體要求和需求，可以采用 CDMA 和GSM-R 的技術接入互聯網而組建鐵路數據移動通訊系統。而對于在鐵路通信網中固定無線接入網技術的應用就是能夠實現用戶最基本的電話通信服務，其通過衛星、微波等傳輸方式實現鐵路通信網絡的信息傳輸，最終實現在鐵路列車的全部或者局部區域中用戶終端之間的無線傳輸通信。

3.2 有線接入網的應用

有線接入網技術是鐵路通信網絡中的較為常見的接入網方式，其以光纖為依托，實現光接入系統和光接入復用系統的架構，對于用戶相對比較集中的區域，用戶和交換機通過專用的光纖鏈路，從而實現鐵路通信網的星型網絡結構。同時，鐵路通信網絡通過采用 SDH 技術，通過利用 ATM 交換機將音視頻與其他服務有機結合，從而實現合理配置通信網絡傳輸帶寬的作用，并且可以實現鐵路通信網中的互式數字視頻服務。

3.3 熱線電話或閉塞電話

鐵路系統中電話系統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度系統中實現相鄰行車站間點對點的通信。該鐵路通信網絡系統通過接入網技術在下行站和上行站之間實現網絡通訊交互，這其中包括有檢測電路和振鈴電路的分盤設置。通常在鐵路通信系統中需成對使用共分盤和共總盤，而共分盤則需要通過接入網技術來實現呼叫共總盤。當鐵路通訊網絡中通話電路響應時，在接入網中形成直流通路，從而可以使環路電流激勵共總盤，最終響鈴電路觸發鈴聲，工作人員便接通通話。

3.4 共線電話調度系統

在鐵路通信網絡中的共線電話調度系統主要由分機、傳輸通道和調度總機組成，共線電話調度系統的方式是多種多樣的。如多點共線系統就是通過將分機與總機采用并聯的方式連接于一共用回路中，以實現分機和總機之間的唯一通話而分機與分機無法通話的要求，一般情況下，一個組別中分機數目約有15-20個，而這其中共線的電話則約有10-20個。而對于鐵路通訊系統中的其他部分如電力調度系統、貨運系統和列車系統則其分別有獨立的傳輸網絡，通過共線匯接網絡方式和載波回路或實線通道實現電話通信。為了提高鐵路運營過程中列車的安全性，鐵路通信網絡的音頻不能集中疊加在 OLT點上，避免因該點出現故障使得整條通信網絡癱瘓。

4 接入網技術在鐵路通信中的發展趨勢

4.1 有線接入網技術在鐵路通信中的現狀

在鐵路系統中傳統的列調、貨調或電力調度等系統都使用的是共線調度方式，該調度方式主要電纜回路架構。其中數字調度所使用的總機可獨立工作，也可與程控交換機進行組合使用。采用該方法就使得調度分機轉化為普通的電話用戶，利用接入網技術將各個風機從各小站引出，進而使得分機和總機間實現點對點模式的通信交互。在列車車站中通過光纖將各個車站的調度分機接口和電話用戶分機結合在一起實現通信功能。

4.2 無線接入網技術在鐵路通信中的現狀

在鐵路系統中鐵路列車通常具有運行速度快的特點，所以無線或移動接入網技術在鐵路通信網中發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無線接入兩種。而對于位置固定的車站或固定設施間的通信交互方式，采用 SDH 光同步數字傳輸設備組成的通信網絡更具有優勢。在架構網絡系統中，還應注意與 ATM 交換和網絡 IP通信等這些比較先進的技術進行融合結合來構件用于通信的主干網絡。如“雙纖單向環”的接入方式就具有速度快、安全可靠、傳輸效果好、價格合理等優點，而且其具有路由迂回、可以設備備用等特點，提高了整體網絡系統的自愈能力和可靠性。

當前，鐵路通信網絡的無線接入僅運用于400MHz 的無線列調系統，其主要功能是實現現場的車站值班人員與駛入區段列車的車長和列車司機之間的通話工作。該通訊動作僅在列車進出站動作時進行，在常規無特殊情況的工作環境中列車駛于該區間時一般沒有通訊動作，這樣可以節約頻率資源并減少相同頻率之間的干擾。但隨著網絡通訊技術的迅猛發展鐵路系統也在進行著通訊技術的革新，單一的無線列調系統早已無法滿足當前對于鐵路無線通信的要求，所以鐵路系統需要改變傳統的通訊方式，而是建立可以實現現代化運營需要的無線通訊系統。該系統可以通過小區制的方式實現大三角的功能。即調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間的通訊、列車司機與調度中心間的通訊系統。其不僅必須滿足線路管理區間的工作無線通信功能，而且還要可以實現調度中心和列車司機間的實時雙向無線數據通訊任務。由此可以看出，現代鐵路網絡系統的架構更需要無線通信與互聯網等相結合的現代移動通信系統。

4.3 鐵路通信中接入網技術的特點及發展趨勢

鐵路接入網系統作為鐵路重要的通訊網絡系統在鐵路系統中有重要的作用，如遠程監控或各單位之間的信息通訊、ISDN、自動電話等任務。通常其主要有四個特點：

（1）構建網絡的方式多樣，這樣可以保證鐵路通信系統的安全性可靠性；

（2）滿足電路接口配置可依據具體工作級別的不同進行具體分配，同級業務可在 OLT 處融匯組合向上級傳輸，以節省鋪設投入；

（3）對自動電話成分進行整合，不僅要滿足自動電話業務的需求還要減少投入；

（4）現代鐵路接入網系統的構建更有利于車站信息的整合與傳播。

5 結語

當今是網絡技術飛速發展的時代，對于通訊要求嚴格的行業更加需要緊跟技術的快速發展，構建滿足自身特點的網絡通訊技術，而接入網技術更是網絡技術中的重要一點。對于鐵路通信網絡中的接入網不僅要滿足列車高速運行環境下的通信交流。而且還要向能與公網相交互的方向發展，有線和無線通信方式進行合理組合分配。當鐵路網絡系統達到一定程度時，就可以與公網進行通信，這樣就可以方便的實現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行狀態信息。并且可以使廣大用戶通過網絡更好的通過網絡進行通信，方便信息的傳播與交流。

[1] Hou J,O’Brien D C．Vertical Handover-Decision-Ma kingAlgorithm Using Fuzzy Logic for the Integrated Radio-and-OW Sys-tem[J]．IEEE Transactions on Wireless Communications，2006．

[2] Radhika K,Reddy A V G．Network Selection in Heterogeneous Wireless Networks Based on Fuzzy Multiple Criteria DecisionMaking[C]//Proc of IEEE 3rd International Conference on Elec-tronics Computer Technology(ICECT)，2011．

[3] Choi Y,Kim H,Han S,et al．Joint Resource Allocation for ParallelMulti-Radio Access in Heterogeneous Wireless Networks[J]．IEEETransactions on Wireless Communication，2010．

[4] SundarR S,Kumar S N．Performance Improvement of HeterogeneousWireless Networks Using Modified Newton Method[J]．InternationalJournal of Software Engineering and Applications(IJSEA)，2012．

[5] Choi Y,Lee YCioffi J M．Optimization of Cooperative Inter-Operability in Heterogeneous Networks with Cognitive Ability[J]．IEEE Communications Letters，2011．

[6] Miao J,Hu Z,Wang C,et al．Optimal Resource Allocation forMulti-Access in Heterogeneous Wireless Networks[C]//2012IEEE 75th Vehicular Technology Conference(VTC Spri ng),Yoko．hama,2012：1-5．doi：10．1109 /VETECS，2012．

[7] Mao J，Hu Z，Yang K，et al． Joint Power and Bandwidth AllocationAlgorithm with Qo S Support in Heterogeneous Wireless Networks[J]． IEEE Communications Letters，2012．

[8] Kim H ， Han Y．A Proportional Fair Scheduling for MulticarrierTransmissionSystems[J]．IEEE Communications Letter，2005．

[9] Li Q,Hu QY,Qian Y,et al．A Proportional Fair RadioResourceAllocation for Heterogeneous Cellular Networks with Relays．[C]//Proc of IEEE Global Communications Conference，2012．

[10] Neely M J,Modiano E，Li C P．Fairness and Optimal StochasticControl for Heterogeneous Networks[J]．IEEE / ACM Transactionson Networking，2008．

[11] 孫文勝，景勇祥．基于精英螞蟻算法的動態路由和波長分配研究[J]．電子器件，2013．

[12] 戚佳金，劉曉勝，吳迪等．低壓電力線載波通信網絡組網方法研究[J]．電子器件，2008．

[13] 劉曉勝，戚佳金，徐殿國．電力線跳頻擴頻通信仿真研究[J]．電子器件，2007．

[14] 楊魁．接入網技術在鐵路通信網中的應用[J]．黑龍江科技信息，2010．

[15] 王曉燕．接入網技術在鐵路通信中的應用及其發展[J]．科技與創新，2014．