铁路通信系统接入网发展简论 铁路接入网介绍

  摘 要: 首先针对铁路通信系统接入网的技术种类进行深入的剖析,指出接入网采用的技术对其分类可以分成数字线对增益技术、数字用户线技术簇、光铜混网技术、光纤接入技术、无线本地环路技术以及以太网接入技术等。而后根据目前铁路通信系统的特征,提出未来发展的总体趋势。
  关键词: 铁路;通信;接入;趋势
  中图分类号:U285.5 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0210031-01
  
  所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备的集合,通常专指与通信网络的用户端直接联系的低层网络。对于通信网络质量提升这一问题而言,接入网常常被称为“最后一公里”,这一层级的网络因为直接面对用户,业务量大,然而却在网络建设的过程中常常遭到不同程度的忽视,因此被视为提升网络综合素质的瓶颈。
  1 铁路通信系统接入网的技术种类
  随着经济和科技的发展,人们对于数据传输的要求也越来越高,与此同时,铁路数字通信网肩负着铁路通信与列车行驶安全的重要使命,也使得接入网得到了整个铁路通信环境的重视。
  从接入网采用的技术对其分类,可以将目前常见的接入网技术划分为以下几类:
  1)数字线对增益技术(Digital Pair Gain,DPG),即在非加感的用户线上,采用数字处理技术来提高双绞线的传输容量,向用户提供各种业务的技术,是利用普通电话双绞线作为信号传输介质的复用传输技术。作为早期的铁路通信系统接入技术而言,DPG在一定程度上缓解了用户线不足的问题,但不能不能保证用户间实现64kbit/s端口到端口的透明传输,只是为进一步的接入技术发展赢得了一定的时间。
  2)高速数字用户线技术(High-speed Digital Subscriber Line,HDSL)以及非对称数字用户线技术(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL),隶属于xDSL技术簇,同样属于该种技术簇的还包括超高速数字用户环路(Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop,VDSL)等技术。该类技术在双绞铜线上配置了可以分离音频及高频信号的有关设施,能够有效实现语音数据和其他高速数据的同时传送。ADSL技术是这个技术簇中相对成熟的一种,其在信号调制与编码、相位均衡、回波抵消等方面都表现良好。
  3)光铜混网技术(Hybrid Fiber-Coaxial,HFC),是一种以光纤为主要媒介来构成网络主干,以同轴电缆来实现用户分配的综合性宽带业务接入平台。主要采取频分复用的技术手段,来达到对多种格式的数据进行高速传输的目的。其技术特征在于采用模拟带通传输方式,综合接入多种业务信息,将数字信号调制到CATV频道上。从网络构成上而言,光纤多采用频分复用方式并担任馈线系统,而同轴电缆则以树状拓扑结构担任配线系统。
  4)光纤接入技术(Optical Access Network,OAN),是指用光纤作为主要的传输媒质,实现接入网的信息传送功能。借光线路终端(optical line terminal,OLT)来实现网络侧与本地交换网之间的链接,并通过光网络单元(Optical Network Unit,ONU)与用户连接的技术。光纤的介入,大大提升了网络传输的整体容量,使得数据通信网络在整体上的性能都有了一个质的提升。
  5)无线本地环路技术(wireless local loop,WLL),该技术使用无线信号替代有线,使用户得以与相应的数据通信传输网络相连接。近年来无线蜂窝技术日益成熟,从技术层面给这种应用以更为广阔的前景。这种接入技术具有应用灵活、施工周期短、成本相对较低、对用户分布密度不敏感等特点,十分适合铁路通信领域的使用,因此在铁路环境中呈现出十分强的生命力。
  此外,以太网接入技术也由来已久,这种用以太网交换机将多段局域网相连接的接入方式,能够在很大程度上降低网络发生拥堵的可能,显著提升整体网络工作效率。
  2 铁路通信系统接入网的发展
  从接入技术的分类来看,目前光纤已经成为了核心网的主要载体,而无线接入的生命力也在铁路通信环境中得到了不断的体现,针对这种情况,有必要对未来无线接入技术的应用的前景展开分析。
  虽然在铁路通信系统中,无线接入应用早已经出现,但是单一的列调系统也只是能够支持列车在车站附近位置同车站保持通话等数据传输服务。而在目前列车行驶速度不断提升的背景之下,考虑到铁路系统整体安全等问题,更多的通信需求随着产生,推动着更为先进的无线通信技术在铁路环境中的应用。集群通信是一种集交换、控制、通信于一体,并且具有群呼、组呼、强插、强拆等多项功能,相对而言比较适合铁路环境中的调度指挥以及其他有关的应急情况,且能够较好地处理通信频率的分配问题。但该技术的动态频率配给未能将铁路通信系统与城市公用数据网有效融合,因此在保密性和抗干扰方面稍逊一筹。
  从目前铁路通信环境的总体状况看,集群通信系统基本能够满足目前的铁路通信需求,但是从长期的发展角度看,只有更为完备的无线接入通信系统,才能对列车的状况实现真正的实时监控,有效提升列车的安全水平。
  目前蜂窝技术已经在很大范围内得到了使用,并且收效良好,在未来的一段时间内,蜂窝移动通信接入以及第三代移动通信系统都将在更大范围内投入使用,提升铁路通信网络的整体服务质量。同时应当注意到,铁路自身的通信需求通常处于区域之内,即列车与行驶当地的调度联系相对较为紧密,而铁路通信系统的另一个客户――旅客,其通信需求则与列车相反。针对这种需求特征,有必要在网络建设和维护的过程中有的放矢,有针对性地优化网络服务。
  考虑到铁路运输系统的需求,应当着重于提升接入网的服务质量。从通信网络整体角度看,接入层和汇聚层处理了很大一部分本地通信业务,而事关列车行驶安全的很多数据流,就是在本地与调度联系并加以处理的,因此接入网的服务质量直接关系到列车的安全水平以及应急能力。同时,整个铁路运输系统的数据量也会随着技术的进步而不断攀升,因此推动核心网的应用技术发展也是不容忽视的问题。目前网络的核心层和汇聚层通常都已经更换成了光纤载体,通过高密度复用技术完全能够承载更多的数据流量,对此,铁路通信部门需要做的就是深入了解网络的实际承载能力以及铁路通信的实际需求,确保各种数据传输需求都得到满足。
  在未来一段时间内,铁路接入网发展的主要任务落在蜂窝通信技术或第三代移动通信技术的更大范围应用方面。铁路通信网的总体发展应当是顺应通信技术的潮流和市场的需要的,在保证铁路通信需求得到满足的前提下,发展多种接入方式,特别是无线接入方式,逐步达到同公用网的统一,提升铁路通信系统的总体能力。
  
  作者简介:
  郭文静(1984-),女,满族,河北省承德人,现任北京铁路局北京通信段助理工程师。

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