铁路通信技术范文

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光纤通信技术之所以在铁路通信系统里发挥重要作用，是因为当前对光纤通信技术的划分十分精细，在各个铁路通信系统里都会使用相应的光纤通信技术，达到最理想的通信效果。PDH光纤通信作为十分重要和关键的方面，能有效清除铁路通信系统里存在的隐患以及漏洞，确保铁路通信系统的正常与稳定。但PDH存在标准不一、复用结构过于复杂以及网络管理功能较弱的问题，所以其难以得到长远、有效的发展。

1.2SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用

SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。

1.3DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用

DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。

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SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网[2]。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。

1.2DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用

DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。

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在铁路运输系统中，假如没有有效的通信技术作为支持，形成可以保障铁路系统各个要素正常工作的技术，则铁路运输系统无法实现正常、稳定、安全运行。在铁路运输系统中，通信技术可以真实、有效、准确的反应铁路运输系统中的状况，以及针对交通运输情况来有效的命令。在铁路运输高速化发展的交不下，铁路通信技术也需要跟上步伐，朝着更加便利、更加智能的方向发展。

一、铁路通信技术及其特点

通信技术在铁路运输系统中占据着重要的作用，铁路通信技术已经从初期的对话调度，报文调度直至现代的通信技术。铁路通信技术的运用主要是针对铁路系统中的各个环节进行控制与管理，通过人机操作的形式来对反馈的数据进行处理与管理，并且制定合理的应对策略，以实现铁路行车安全、行车自动化调动控制、故障报警。铁路通信技术并不是单独存在的，而是结合了现代计算机技术、信息技术等一系列学科，使用人机互动的方式来对铁路运输系统中的信息进行采集、传输、处理、反馈与共享。

二、新时期铁路通信技术――GSM-R技术

2.1 GSM-R技术构成

GSM-R技术是由多个子系统组成的，分别为网络、基站、运行与业务支撑等子系统。不同的子系统中，网络子系统又可以分为移动交换、移动智能网与通用分组无线业务。

第一，网络交换系统，即为辅助通信系统完成业务的交换与用户数据，并且对用户数据进行实时安全管理。实现网络交换系统功能的实体设备包括定位寄存器、移动智能网、组呼寄存器等，不同设备均利用ON.7信令协议开展通信[1]。

第二，基站系统。基站系统利用无线接口与移动台来进行连接，主要实现无线信号的接收与发送，其实体设备包括控制器、发动信息设备、弱场设备等。

第三，运行、支持子系统与终端。运行、支持子系统囊括了网络设备维护管理以及对用户管理的两个系统，而终端则是为GSM-R通信系统的用户提供直观的操作与处理，使得设备可以接入至GSM-R网中，终端的实体设备包括了无线固体与移动台[2]。

2.2 GSM-R技术特点

GSM-R通信技术是基于GSM的，因此GSM-R通信技术不单单拥有GSM的漫游、切换等特点，同时还拥有以下功能：1）功能寻址。提升固定或移动用户呼叫正在行驶列车中移动用户稳定性的功能；2）基于位置寻址。提升行驶列车中移动用户呼叫地面用户便捷性的功能；3）列车操控系统。该系统是基于GSM-R技术下的对列车进行自动控制的系统，其甚至可以实现列车的自动驾驶；4）列车故障诊断。假如列车在行驶过程中出现故障，则诊断数据与结果将会直接通过GSM-R传输至附件的维修中心，让维修点可以尽快做好维修列车准备。

2.3 GSM-R技术的应用

GSM-R技术在铁路通信中的应用主要包括以下几个方面：

1）控制列车工作。当前我国铁路上应用GSM-R技术传递列车控制信号的线路有青藏线的ITCS、大秦线的LOCOTROL，这种业务方式主要是依靠通信双方的永久在线的数据电路来进行数据传输的，其传输速率达到4.8kb/s或9.6kb/s.这一方式适用于对于数据数量要求不高，但是对于数据实时传送性要求较高的列车控制工作[3]。

2）GPRS数据业务。在列车运行过程中，调度员将会持续跟进线路的运行状态来向机车发送调指令，不同线路等级下不同调度命令的发送方式也不一致。传统方式是开展语音呼叫，通过对话的方式来传递调度命令。在使用GSM-R后，即可以使用调度台来向列车台发送调度命令[4]。

2.4 GSM-R技术的发展趋势

为了进一步推动铁路通信过程中GSM-R技术的完善与优化，不单单要加快建立与我国铁路通信情况相匹配的GSM-R技术规范与相关标准，同时还需要妥善平衡GSM-R技术与4G技术之间的关系。尽量实现GSM-R技术与4G技术的兼容性与安全性。

三、结束语

铁路通信技术对于铁路运输系统来说是不可或缺的，其能够显著提升铁路的运行效率、增强铁路运行的稳定性与安全性。

伴随着我国铁路运输系统的繁荣发展，铁路通信技术也正在朝着信息化、数字化的方向发展，因此有需要对其进行研究探析，以便推动其为铁路运输系统提供更可靠的服务。

参 考 文 献

[1]李.浅谈光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].科技信息， 2011， （05）：500-501.

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前言

铁路通信技术的应用为我国铁路事业的发展带来了良好的机遇，目前我国的铁路通信工程已经取得了一系列的发展，但是相比于国外诸多国家的铁路通信技术，我国仍然急需进步。因此，本文研究铁路通信技术在客运专线中的价值体现具有十分重要的现实意义，希望能促进我国的铁路通信工程行业更进一步发展。

1铁路通信技术在客运专线的发展状况

众所周知，铁路工程为我国的国民工程，随着社会经济的快速发展，铁路工程的发展受到了新的挑战，如在铁路事业中我国的铁路通信技术虽然越来越强大，但是总体上与国外的铁路通信技术相比还有差距，仍然存在不稳定的状况亟待解决。针对当前我国的铁路通信技术而言，主要以光纤技术为主，电缆通信技术等为辅。铁路通信技术的结构较为复杂，整体机构节点十分繁多，使得铁路传输设备必须具有强大的网络管理能力。由于铁路铺设光纤通信技术时，需要承载多种系统，因此光纤系统的光纤芯数应该尽可能减少，从而满足将来铁路通信技术的发展。虽然目前与发达国家相比还有差距，但是我国铁路通信技术的发展前景广阔。同时，铁路部门只有不断完善铁路通信技术，才能为人们的出行活动提供更多的便利。

2铁路通信技术在客运专线中的价值体现

目前，我国的整体科技水平已经排在世界前列，人们的日常生活发生了巨大变化，特别是人们的出行方式有了极大的改变。除了高速公路之外，其他交通行业也在不断地快速发展中，如铁路行业的快速发展，使人们远距离的出行变得方便快捷。但随着人们生活水平的不断提高，其对铁路方面的要求也越来越高，因此国家要在不断发展铁路行业的同时，越加重视通信技术在铁路中的应用。总的来说，通信技术在我国铁路的客运专线中展现的自身价值有如下几点：

2.1铁路客运专线的通信基础平台

新形势下，铁路工程面临着跨越式的发展，无论是线上列车、动车还是客运专线等，与之相配的各种设施在不断完善[1]。在科技创新技术日新月异的今天，铁路部门对运行的列车不断提高要求。如针对客运专线列车构建了通信基础平台，在基础平台中包括了信息共享平台、信息安全保障平台等在内的五大平台，推动了我国铁路事业的快速发展。在铁路通信网平台中，任何一个平台的缺失都会给铁路通信系统的运行带来阻碍。因此，在构建铁路客运专线的通信基础平台的同时，应保障各个平台的完整性，推动铁路客运专线高效运行。

2.2通信网络基础平台

所谓的通信网络基础平台包含了数据网、计算机基础平台等，其主要负责信息系统等外部业务信息的传送以及诸多互联网业务。

2.2.1通信网

通信网所指代的是通过数据业务对信息进行传送，在各个路由器之间形成高速连接。在铁路通信网中，其总体分为长途通信网和本地铁路通信网、本地接入网等。针对我国的铁路客运专线而言，一般情况下将铁路专线分为两个部分，分别是有线网络控制和无线网络控制。在这些控制系统中，铁路客运列车的通信系统主要由十四个子系统组成，并且配备有专门的信号传输系统，如在日常铁路运输中，人们经常可以看到铁路专员会手持对讲机进行实时语音交流，或者进行视频等相关内容的传输，这些信息的传输都需要在一个平台上才能进行。铁路客运专列在对相关信息进行传送时，将所接收到的信息寄托在进行传导的接入层中，然后将此接入层通过与外界进行相互连接，同时此平台可以将用户的需求进行传输，这样一来在很大程度上减少了用户的麻烦，提升了用户的使用感[2]。此外，在铁路的客运专线中还包含了专用的移动通信系统，在移动通信系统中主要应用的技术为GSM-R。虽然这个系统看起来简单，但是其中所包含的组成部分却不少，在该系统中将无线网络作为支持系统，在此基础上设有无线终端等。这些网络系统的相辅相成最终使铁路行业向前发展，反之，如果铁路行业脱离通信技术，那么最终导致的结果不堪设想。因此，铁路行业在建设发展过程中，尤其面对人们需求日益增加的情况，铁路的客运专列只有不断引进新的通信技术，才能使乘坐者的体验感不断优化，最终为人们带来良好的乘坐感受，使人们的出行活动更加舒适。

2.2.2数据网

在铁路的客运专列中，建立数据网需要构建汇聚层、骨干层、接入层等。在汇聚层中，通常要在网络的枢纽位置设置路由器，从而确保全车网络的使用。在骨干层中，通常会组成传输通道组网。总的来说，我国铁路通信技术在不断发展过程中进行了多项完善，并且已经发展到了较高的水平。所谓通信网络相当于整个客运列车的神经，可见网络在列车当中的重要性，通信技术对客运列车的正常运行起着重要的保障作用。除此之外，通信技术的应用在很大程度上能够使客运列车的各项工作简洁化，使列车的管理工作能够有序进行[3]。

2.2.3调度通信设备

在铁路通信系统中还有一项设备至关重要，即调度通信设备。该设备在客运列车中是最为核心的部分，并且在火车运行过程中，调度是一个十分重要的词语，一列火车之所以能够正常运行，究其最根本的原因是因为调度室的安排，而调度室所依靠的便是运用新型的网络配置进行相互连接，从而调度火车运行。监控系统是火车运行过程中另一个较为重要的系统，此系统也是基于通信网络技术构建而成。众所周知，当前视频监控系统的应用十分广泛，在火车的客运专列中，监控铁路运输状况能够有效针对铁路中发生的情况进行实时监测，及时发现问题并解决问题，使铁路运行能够顺利畅通。

3铁路通信网的发展

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中图分类号：U285.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0370-01

随着客运专线对铁路通信技术服务需求的不断提高，为铁路通信技术的发展带来契机。然而相比较发达国家来说，我国的铁路通信技术仍存在很多不足 ，但只要我们立足于实践，明确正确的发展方向，我国铁路客运专线的服务项目将会越来越符合信息时代的发展需求。这篇文章阐述了现今客运专线对铁路通信技术的实际需求方向，并分析了可采取的应用方案。以期铁路通信技术的应用能更有效的发展。

一、客运专线对铁路通信技术的要求

随着信息时代的到来，铁路客运专线也对通信技术的功能提出了新的要求。铁路客运专线对通信技术的要求除了以往的支持信息数据、语音以及多媒体信息的通信功能，还对铁路客运列车的信息管理、运行控制以及列车的运营调度管理提出了要求。新的要求能使铁路客运的发展速度得到很大程度的提升。

二、铁路通信技术在客运专线中的应用

（一） 案例

以上海客运站为例，此客运站是我国铁路客运网络与城际交通网络的主要组成部分。这条铁路线路的位置在长江三角经济区的核心，是其中若干繁华城市的主要连通方式。此外，当前长江三角经济区中的城市是国内经济发展最为迅速的。经济的快速发展对交通运输的需求也在不断增大。由于此地区的人均居住土地紧张，生活环境压力大，铁路建设现有的通信技术无法满足在此情况下的需求。所以，现阶段当地的人们的生活环境要求铁路通信技术建设要朝着可容量大、服务环境良好以及节约空间的方向去发展。

（二） 铁路通信技术的应用方案

1. 架设通信技术设备

当前客运专线中铁路通信技术对架设光缆的施工方式提出了特殊的技术要求。以铁路通信光缆施工为例，其施工过程中就采用了标准的安装方式。首先，要让光缆施工人员放置好牵引线。其次，对于跨越支撑架构过程应安排人员进行看守，以保证安全。最后需要注意的是在进行光缆施工时，尽量保证单盘光缆能在一天之内放完。这样就可以防止光缆在没有放完的情况下给施工过程带来人为危害。

2.光缆架设时应注意的事项

（1）避免弯曲耗损

在铁路通信光缆架设的过程中，线路的弯曲损耗在光纤通信系统安装过程来说是不可避免的。在光缆敷设施工以及实际运用的过程中，光纤成缆施工需要人为地进行无数个弯曲处理。为了让其不受天气变化的影响，进而造成光缆长度变化时所产生的应力损坏光纤成缆，就要减缓光缆在放置的过程中出现的弯曲变形，这在一定程度上避免了光缆施工因弯曲问题而产生耗损。此外，在对光缆进行连续的施工阶段时，由于光纤需要进行处理，就使得其自身的保护功能较为脆弱。尽管光纤有涂层的保护，仍不能对其实现良好的保护效果，因而，要对弯曲的半径进行严格控制。

（2）注意施工设备的使用

在利用机械设备进行施工的过程中，会对铁路通信的光缆造成或多或少的损害。所以，在施工中机械设备的操作人员在对大型机械设备进行操作之前，要先及时的对大型施工机械设备做好细致的检修工作。使得操作人员对大型机械设备的运行情况进行深入细致的了解，并对存在的问题及时的修补起来。以保证其在光缆施工的过程中不因机械设备的问题埋下安全隐患。与此同时，对于牵引施工进程中的牵引力和反牵引光缆受损的问题。是可以通过在光缆铺设的过程中对光缆加上旋转功能，使其在很大程度上提高了光缆抗损耗的能力。

（3）注意其他耗损情况的发生

要避免铁路通信工程中的施工问题，就要对光缆线路施工所带来的影响进行控制。对于大型光缆工程的施工，开工前期和扫尾阶段的配套施工是对其影响进行控制的重点。而且，还要注意铁路通信系统施工完成后的防潮工作。这也是避免耗损问题存在的重要措施。

三、客运专线组网的实例

合宁客运专线采用了通信技术后使得区间信号机的点灯电路设置更加简单，而且运行的过程更加清晰。由于合宁客运专线信息系统的运行方式是接收到有关信号机以及轨道电路的信息，并将接收到的信息数据处理分析后再进行输出的，这就真正实现了信息传递的无接点编码。使得原有的DJ参与编码的通信方式，通过客运专线信息系统处理成编码逻辑，防止了DJ在通信过程中因电流过小而造成地面信号和发码不一致的现象发生。然而现阶段由于合宁客运专线外接设备较多，与外接设备的通信技术不仅不能解决信息数据量较大且复杂问题，还在一定程度上增加了客运专线间的联调难度。铁路的通信技术可以使客运专线间的联调高度简单化，减少了列控与轨道电路的通信环节。

总结

综上所述，我们从客运专线中铁路通信光缆的架设入手，对其有效应用进行技术控制。这种技术控制可以促进铁路通信技术在客运专线系统的建设，并在一定程度上提升了铁路通信技术的应用水平。笔者从避免弯曲耗损、施工设备的使用安全以及控制其他耗损问题的发生这几个方面入手，阐述了对铁路通信系光缆进行架设过程中要注意的问题，这一系列措施都是为了使我国铁路通信设备的光缆施工的安全性得到保障。并以合宁专线为例，说明通信技术在铁路安全运行中的保障作用。

参考文献

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通信技术在我国铁路干线中有着非常广泛应用，加强了我国铁路运输的管理力度，在一定程度上也消除了不良交通事故发生概率，对促进我国铁路运输领域发展做出了杰出贡献。但是我国铁路通信技术还处于发展的初期阶段，其中很多方面还需要进一步的优化和改良。对铁路通信技术在客运专线中的应用进行探究是具有重要意义的，可以使得铁路通信技术更为良好的为铁路运输领域发展而服务，致使我国铁路运输领域逐渐发展到一个新的高度。

1铁路通信技术在客运专线的发展状况分析

铁路交通运输体系作为我国交通运输结构的重要内容，承担着较大的运输负担，经过一段时间发展铁路交通运输产业也逐渐成为我国国民经济中的支柱型产业，与人们生活和社会经济发展有着非常紧密联系。铁路交通运输领域在社会经济快速发展背景影响下，其发展速度也在不断加快，铁路计量工作也在逐渐落实。既有线路列车行驶速度不断增长，为人们出行提供了较多便利。越来越为的高铁工程项目投入，众多铁路交通运输设备也在不断更新，并且投入到实际应用中去。铁路交通运输领域的发展不仅为人们出行提供了较多便利，而且还产生了巨大的经济效益。无论是社会各界还是铁路交通运输管理部门，都对机车性能提出了很多新的要求，对车辆运行安全的监管要求也在不断提高。特别是我国在对铁路局生产布局进行合理调整之后，对铁路通信技术在客运专线中的应用要求更为严格，如何在短时间内完成角色转变，对工作方式进行创新，更为良好的适应新形式的要求已经成为铁路交通运输管理部门迫切需要解决的难题。目前，我国铁路交通运输线路覆盖区域越来越为广泛，铁路交通运输领域发展也得到了国家众多部门的高度重视。铁路通信技术与客运专线的融合，使得我国铁路与客运领域迎来了新的发展机遇。铁路通信技术在客运专线中的应用虽然取得了非常可观成就，但是与西方发达国家相比较还存在一定的差距，技术应用还存在着众多方面进行进一步改善。但是不可否认的是，铁路通信技术在客运专线中的应用具有良好的发展前景。

2铁路通信技术在客运专线中的应用分析

任何领域都不能满足于发展现状，只有不断的进行创新才能跟紧时展脚步。经过众多科研工作人员坚持不懈的努力和长时间的奋斗，我国科技水平也发展到了一个崭新的高度，使得我国人民生活、工作方式产生了翻天覆地的变化。我国对交通领域发展非常重视，高速公路也再快速发展，人们交通出行方式呈现出了便捷化、多样化的特性。我国交通运输领域发展不仅仅局限于陆路交通运输和水路交通运输，而是实现了水陆空齐头发展的局面。特别是步入二十一世纪后，我国铁路运输领域的发展前景更加明确。人们的出行变得更加便捷，加强了区域间经济、文化的交流，这对于改善我国经济发展不平衡问题有着积极影响。铁路通信技术在客运专线的应用不仅代表着我国交通运输领域发展的创新举措，更是我国交通运输体系发展成就的重要一线。2.1铁路客运专线通信、信息公共基础平台构架。铁路客运专线通信、信息公共基础平台包括通信网基础平台、信息共享平台、公用基础信息平台、信息安全保障平台和铁路门户。2.2通信网络基础平台。通信网络基础平台包括通信网、数据网、计算机网络基础平台。通信网络基础平台主要承载各类通信业务系统，信号、信息系统等外部业务系统及各专业业务信息的传送；包括对承载实时性、安全性要求较高的专业通道服务以及实时性相对要求不高的IP数据互联服务。2.2.1通信网。结合信息数据传输的需求，通信网建设可以使得汇聚层路由器实现高效对接，不用深入考虑宽带共享和公平接入的众多要求，在骨干层进行2.5Gb/s信息传输系统的构建，而且这一信息传输系统是可以进行扩展的。应用两条光缆进行保护环的创新，线路沿途的各个车站都需要进行ADM设备的装置，整个网络体系采用的是环形拓扑设计方式。抽取铁路沿线光缆中的一对光纤，对光纤两端进行有效连接，最终进行环形构建。构建内嵌RPR技术的622Mb/s（可扩展至2.5Gb/s）SDHMSTP接入网系统，在沿线区间用户（GSM-R基站、信号中继站、变配电所、分区所、开闭所、AT所等）设置MSTPADM+NU设备，利用沿铁路两边敷设光缆构成保护环。这种方式不仅可以满足现阶段TDM业务开展对信息数据传输的较高要求，同时还可以具备以太网数据的高效处理功能，提升了信息数据的传输质量和传输效率，保证了信息数据应用的时效性和价值性。后后续宽带共享和公平接入等要求实现奠定了良好基础，业务传输能力得到了较大程度的提升。2.2.2数据网。铁路客运专线对通信系统功能有着较高的要求，要求通信系统应用不仅就可以提供语音通话、数据传输和图像传送等服务，同时还可以为列车运行控制以及列车运行调度提供相应的通信网络服务。以SDH为基础，进行多业务信息传输系统承载平台的建设，IP作为业务承载媒介以及主要的交换平台，需要分别的进行SDH传输和IP数据网络的构建，从而便于移动、固定通信业务网，铁路交通运输指挥系统等综合业务网的建设。铁路客运专线信息系统可以概括性划分成三个领域，分别为运输组织、客运营销和经营管理。每一个领域中都会包含着众多的子系统。信息运输管理论文组织由列车运行控制系统、运营调度系统组成。客运营销由营销管理系统、客票发售与预订、旅客服务信息系统组成；经营管理由决策支持系统、办公自动化系统、公安管理信息系统、资源调配管理系统组成。其中，运营调度系统包括计划编制、运行管理、车辆运用管理、供电调度管理、综合维修调度管理、客运调度管理等，以及与行车安全监控相关的基础设施、系统设备及自然灾害等的监测、监控和预警等。

铁路交通运输产业不仅是我国经济结构中的支柱型产业，与社会经济发展、人们生活更是存在着非常紧密联系，在我国交通运输结构中占据的位置也在逐渐提升。铁路通信技术在客运专线中的应用，对促进我国交通运输领域发展有着积极影响。但是需要明确该技术应用还不够成熟，其中很多方面还需要科研人员进行优化和改良。相信通过众多科研人员的努力，铁路通信技术会良好的应用到客运专线中去，为我国交通运输领域发展提供良好的技术保障。

作者:赵铁舰 单位:中铁武汉电气化局集团有限公司上海分公司

参考文献

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铁路客运专线的通信网络基础平台中的通信网能够为实现汇聚层的高效连接，不会对接入、宽带共享进行限制，应用环形拓扑设计原理，使铁路两旁光纤形成环形，进一步增强网络的安全性；而数据网又可以划分为接入层、汇聚层及骨干层三个部分，接入层及汇聚层的路由器分别设置在铁路通信站、车站站房或枢纽位置，具有接入远端用户数据业务的及汇聚数据等功能[2]。

这些功能都以业务接入网的汇聚及专线透传性能为基础；域名、局域网、广域网及IP地址设计是计算机网络设计的关键要素，其中在铁路工作站通过综合布线方式构建的局域网，可以共享通信链路及网络，广域网可以实现客运专线调度所同铁路客运沿线基层站链路的连接。

二、铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求与接口设计

在铁路客运专线中应用通信技术，在构建的通信网络平台基础上，可以将广域连接交换变为现实，使得低速数据传输的稳定性大大增强，同时还可以进行相应的视频监控和管理，加强多种业务之间的联系，使信息交换平台、网络互联更加高效化和安全化[4]。

针对网络系统中的可变宽业务、固定带宽业务，前者可以在基于SDH的多业务传送平台中借助传输通道完成，而后者需要将MSTP设备在原有基础上进一步增强调度及承载性能，GSM-R移动通信平台承载多种铁路业务应用系统，为运输调度指挥、设备维护及安全管理提供移动语音通信、短消息、电路域及分组域数据传输业务[5]。铁路客运专线通信网络基础平台的通道要求详见表1。

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【关键词】铁路通信技术 客运专线 应用探讨

随着铁路通信技术逐渐在客运专线的不断引用，为铁路客运带来了新的发展。虽然当前我国的铁路通信技术已经取得了质的发展，但是相对于国外来说，仍然有非常大的差距，通信技术的发展还不够成熟、稳定，还需要进一步的发展。本文重点对铁路通信技术的应用措施进行探讨分析。

1 案例介绍

某客运站为我国铁路客运网和城际交通网的主要构成部分，此条线路位于三角经济区的核心区域，和各大知名城市相互连通。是当前经济最为发展、最有活力的地区。该地区的发展规模、经济实力、城市化发展水平都处于我国前列，对运输的要求高。此外，此地区的土地矛盾和人均矛盾比较突出，环境压力高。在这种情况下急需要建设铁路这种速度快、容量大、环境友好、节省土地的运输方式。

2 客运专线通信技术的介绍

当前，使用的数据通信网技术主要有纯IP技术、IP/ATM over SDH技术、纯ATM技术等。

（1）纯ATM技术。纯ATM技术主要是以光纤为核心建立的ATM数据网，具有多业务承载、QOS保障、技术成熟等方面的优点，但是由于协议比较复杂，承载IP存在传输效率不高、设备贵、扩展性差等缺点。

（2）纯IP技术。纯IP技术主要是以前兆以太网路由器构建的纯IP数据网，具有大容量端口实现方便、IP输送效率高、协议简单等方面的优点，但是无法提供严格的QoS，一些协议还不够成熟，安全性和可管理性比较差。

（3）IP/ATM over SDH技术。IP/ATM over SDH技术是一种基于MSTP平台的技术，使用光纤连接成一个传输平台，并提供出IP/ATM接口，将IP/ATM设备互相连接成数据网。并将其作为基础的传送平台，这项技术是当前最为成熟、先进的技术。具有良好的快速性和灵活性，管理能力比较完善、标准比较统一，并且具有良好的保护机制。

3 客运专线通信技术的应用方案

3.1 传输网的架构

传输组网主要分成三个结构进行建设，分别为汇聚传输层、骨干传输层、接入传输层构成。其中骨干层是网络的核心，主要由传输核心节点构成。主要负责多业务处理、大颗粒业务调度，对安全性、可靠性的要求比较高。本工程使用10Gb/s的网络进行传输;传输设备主要由核心节点和汇聚节点的网络构成，主要负责对区域中的业务进行疏导和汇聚。汇聚节点的主要作用是将所有接入层的网络汇聚到一起，为汇聚去和转接区中的接入节点提供通路。汇聚层对汇聚能力和业务交叉能力要求比较高，要求具有良好的可扩展性。使用622Mb/s的设备进行传输。接入层主要由几个业务节点构成，可以使用多种技术接入，完成各种业务的传送和接入。在接入层要配置丰富的业务接口。例如10/100M、2M等。具有稳定性高、施工速度快、施工质量高、成本低等优点。考虑到将来网络传输业务会由语音传输转入到数据传输，所以，要根据数据业务的实际需求，考虑全局后优化网络结构。要按照业务的流向和流量对网络进行组织。提升网络的传输效率。此外，还要提高大颗粒组织管理的比例，尽可能在较高速率下对通道进行转接。使用多光口的SDH设备安装在跨环业务多、调度频繁的节点。

3.2 汇聚层的组网设计

汇聚层主要由汇聚节点构成，负责对区域中的业务进行梳打和汇聚，业务调度能力高，汇聚层可以防止接入点直接进到核心层引发主干光纤消耗、接入网跨度大的问题。在进行汇聚层组网时主要使用波分技术、RPR、MSTP技术。通过在汇聚层使用MSTP技术，可以更好的支持TDM业务，对数据业务的传送进行优化，提升宽带的使用效率。使用MSTP的汇聚功能和交换功能，可以节约汇聚节点的的业务端口，节省网络成本。考虑到TDM业务是未来铁路业务的主要承载网络，当以TDM业务为主时，可以使用MSTP技术来建设传输网络。对于IP数据业务，可以使用RPR技术进行组网，由于RPR技术可以对数据业务的传输能力进行优化，可以提供几个级别的业务类型，可以有效满足用户的各种业务需求。根据本铁路客运站的业务需求，在各个站点均设置了一套622Mb/s的传输设备，建立了九个STM-4 1+1的自愈性传输系统。传输系统主要利用Optix OSN 3500智能光传输设备，

汇聚层传输系统主要由华为OptiX OSN 3500设备组建，OptiX OSN 3500智能光传输设备，融合了PDH、SDH、ATM、SAN、WDM、ASON、DDN等技术，可以在同一个平台上进行高效率的数据传送和语音传送。通过将此传输设备组成链形网、环形网来构成各种网络拓扑结构，和其他的OSN设备进行混合组网，达到智能化连接骨干层、接入层、汇聚层的目的。

3.3 骨干层的组网设计

骨干层网络主要是由核心节点构成的，主要用来联通铁路枢纽地区和核心节点大容量中继电路，对业务的稳定性、结构的可靠性以及安全性的要求都比较高。一般使用MSTP、波分等技术进行骨干层的组网。当业务量不是很大的时候，可以使用MSTP技术进行传输网骨干层的组网。如果核心设备的节点较少，骨干层的收敛程度比较高，可以使用40G设备或者10G大颗粒业务进行传输。考虑到SDH设备经历了长时间的发展，以SDH为基础构建的MSTP系统的成本比较低，可以提供较高的网络带宽和成熟的网络保护。承载POS端口、IP端口和传统的SDH端口。

而对于业务量比较大的地区，可以使用波分技术进行骨干层的构建。利用波分技术可以将传输网的骨干层和单独组网IP宽带统一到波分物理平台上，并利用这个平台提供的波长资源对MSTP业务、SDH业务、IP宽带业务进行承载。不仅便于网络的统一管理，并且可以对波长资源进行灵活调度。迅速达到迅速增长的宽带要求，提升网络资源的使用率。此外。波分可以提供带有保护功能的波长通道，使用QOS来保证数据业务的传输，提高IP网络的稳定性和安全性。此外，波分技术还可以为日后职能网络技术的发展提供演进物理平台，杜绝因分离组网构成的网络融合困难和扩展困难的问题。骨干层网络结构使用分布式控制机构，利用OXC技术进行组网。考虑到此业务还不成熟，还需要进一步开拓业务。根据本客运站的实际情况，此客运站的业务量并不是很大，所以，本客运站骨干层使用以SDH为基础的MSTP技术。分别在A、B、C三个区域各设置一套10G传输设备，共同构成两个STM-64 1+1自愈性链性传输系统。如图1所示。

骨干层的传输系统主要由OPtix OSN 7500设备进行构建，具有MSTP技术的所有优点，可以兼容传统的MSTP、SDH网络，为当前SDH智能设备提供了解决方案。

3.4 接入层的组网设计

接入层主要使用OPTIX OSN 2000传输设备来进行构建，此设备是一种能够新兴的传输设备，具有无噪音、无风扇、功耗低、绿色环保等优点。为PDH、SDH、Ethernet提供了业务支持，该设备可以提供5Gbit/s的低阶交叉能力、10Gbit/s的高阶交叉能力以及4Gbit/s（26*26VC-4）的接入能力。在本客运系统的牵引变电所、通信基站、AT所、分区所、信号中继站等节点均设置了一套622Mb/s的传输设备，够成了十八个STM-4环形传输系统，并在每一个信号中继站和站间奇数基站建立了一个STM-4复用段保护环，在牵引变电所、AT所、分区所和偶数基站之间建立了STM-4复用段保护环。

4 结论

总而言之，分析铁路客运专线通信技术的作用，可以促进铁路客运专线通信服务系统的建立，提高铁路客运通信技术的发展，达到铁路运营管理和通信服务的基本要求，推进我国铁路行业的发展进步。

参考文献

[1]黄雪.通信技术在铁路交通中的应用研究[J].科技资讯，2008（33）.

[2]邢芳.ICT，通信运营的新方向[J].中国计算机用户，2007（17）.

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一、引言

铁路通信系统就想火车的大脑，由他去操控整个火车到底什么时候停车，什么时候开车等等，该系统给铁路提供了一个很稳定的传输的通道；同时列车员用无线对讲机讲话，它在整个铁路的运作当中的作用可想而知，免去了很多不必要的麻烦，提高了效率。列车之间也需要通讯技术作为保障，我们经常坐火车的时候看到两个火车进行相错或者是临时停车，这就是利用无线的通讯技术进行实现的。

二、铁路通信网

铁路传送网分为长途（干、局线）传送网、本地传送网及本地接入网。在铁路的客运专线当中，一般就分成了两个大的部分，一个就是有线的网络控制，另外一个就是无线的网络控制系统，同时由14个通讯的子系统组成这个客运专线的通讯系统。1、传导与信号接收系统：在我们平时见到的铁路运输当中，需要各个部门或者说具体到个人都有一个对讲机，进行实时的语音交流，或者说传导图片小视频等等，这些都需要搭载一个专门的平台进行上述的操作。铁路在通讯的过程当中的接收都寄托在了传导的接入层当中，通过这个曾与外界进行相连接，同时也可以把用户的需要通过网络节点的形式进行接收，这样免去了一些不需要的麻烦。2、电话交换系统：主要用到的就是技术方面进行的交换，OLT跟ONU这两种技术，跟铁路上的电话交换网之间相连接，为他们提供语音这项大的服务，再细分一下的话就是各个铁路公司之间的通话或者各个部门之间的通话，再小一点就是具体到每一个车厢的列车员之间的通话。3、数据网系统：在铁路当中的数据网络就是IP地址是他们铁路当中的固定地址，其他的外人进不去他们的IP地址，用这个综合网络最为一个基A的平台去承接整个铁路系统每天艰巨的工作任务，为的就是在有条不紊的情况下保证把每一位乘客安安全全的送到目的地，这是他们的职责，在职责的背后有这么一个强大的网络承载体去作为支撑铁路上24小时的信息通讯。4、专用移动通讯系统：主要用到的技术就是GSM-R，这个看似很平常的系统却是组成部分不少，里面拥有核心网设备、无线网络作为支持、还设有无线终端的系统元器件。5、调度通信设备：这一个子系统算是一个核心的部分了，调度在铁路当中是一个敏感词，火车的正常运行全靠调度室进行安排，该子系统主要是运用星形的网络配置进行连接，使得到各个点的距离都需相等，传输的速度的误差降低到最小值。客运专线用数字调度主、分系统设备，组建数字调度通信，并与无线核心网MSC设备互联，实现有线调度和移动终端通信。6、综合性的视频监控系统：在这个子系统当中，运用是十分的广泛，在各个行业都需要进行视频的监控问题，尤其在公路的道路交通和铁路的客运专线当中运用是十分广泛的也是非常重要的。在这个地方，监控铁路运输状况的不仅仅是铁路运营专线公司，只要与他们挂钩有牵扯的部门都系要进行实时的监控，及时的发现问题并且第一时间去解决问题。

三、SDH技术介绍

作为通信基础承载网，数字传输网在铁路通信网中发挥着至关重要的作用，没有传输承载网，任何铁路业务系统的搭建都无从谈起。沿线各传输节点组成铁路接入网承载CTC、数字调度、TDCS、5T等众多关系铁路行车安全的通信与信息系统。因此确保数字传输的系统畅通、运行可靠。同步现在仍然是世界的一个主流技术，同步数字处理技术在当今的通讯业仍然占有一壁江山，拥有一个很高的评价。对于这个技术他自己有很清晰的逻辑思路、信息结构等级分的相当明确、接收的信号口也是很完善、帧节的结构组成统一有序，传输的信号稳定误差小，电路结构简单易懂，同时网管的结构完善，优点可以碾压很多相同系统的其他元器件。

四、铁路通信网的发展趋势

伴随着网络技术的发展要求越来越高，在铁路的运营专线当中要求的大的宽带的应用也是越来越多，不要说铁路这种大的公司，就是家庭网络现在基本也都说20兆或者50兆的带宽了，两年之前还是2兆或者5兆的带宽，所以说技术日新月异，在铁路的通信系统当中，像我们说的IP地址、MIS系统、监控系统以及调度系统都会运用越来越频繁。在这里面还有如下的几个特点：1、在铁路当中还是用的光纤通讯，传输速度快，效率高；2、这个虽然都是用到了光纤传输，但是它的结构是相当复杂的，在我国对于这一方面的研究还没有那么成熟和先进，这就给我们提出了难题。3、铁路系统所敷设光缆通常需承载很多不同的传输系统，应尽量节约光纤通信系统所占用的光纤芯数。4、为满足整个铁路部门目前和将来的所有通信需求，需要做到话音、视频和数据多网融合。

总结：本篇论文就是浅谈了一下我们铁路运营专线当中通讯网络在里面起到的作用，传输的网络其实主要是分成三个大的部分：骨干层，交汇层和接收层三个部分，每一个部分都不是孤立存在，里面之间的联系的相互交织在一起，形成了一个整体的网络框架。

参 考 文 献

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中图分类号:TN91文献标识码:B文章编号:1009-8631(2009)12-0099-02

引言

卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。

卫星通信系统是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体,是将通信卫星发射到赤道上空 35860 公里的高度上,使卫星运转方向与地球自转方向一致,并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期( 24 小时),从而使卫星始终保持同步运行状态。故静止卫星也称为同步卫星。静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。因此,在静止轨道上,只要等间隔地放置三颗通信卫星,其天线波束就能基本上覆盖整个地球(除两极地区外),实现全球范围的通信。目前使用的国际通信卫星系统,就是按照上述原理建立起来的,三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。

与其它通信手段相比,卫星通信具有许多优点:一是电波覆盖面积大,通信距离远,可实现多址通信。在卫星波束覆盖区内一跳的通信距离最远为 18000 公里。覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接,进行即时通信。二是传输频带宽,通信容量大。卫星通信一般使用 1~10 千兆赫的微波波段,有很宽的频率范围,可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路,提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道,还可传输好几路电视。三是通信稳定性好、质量高。卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间,属恒参信道,传输损耗小,电波传播稳定,不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响,即便是在发生磁爆或核爆的情况下,也能维持正常通信。

卫星传输的主要缺点是传输时延大。在打卫星电话时不能立刻听到对方回话,需要间隔一段时间才能听到。其主要原因是无线电波虽在自由空间的传播速度等于光速(每秒30万公里),但当它从地球站发往同步卫星,又从同步卫星发回接收地球站,这“一上一下”就需要走8万多公里。打电话时,一问一答无线电波就要往返近16万公里,需传输0.6秒钟的时间。也就是说,在发话人说完0.6秒钟以后才能听到对方的回音,这种现象称为“延迟效应”。由于“延迟效应”现象的存在,使得打卫星电话往往不象打地面长途电话那样自如方便。

卫星通信是军事通信的重要组成部分。目前,一些发达国家和军事集团利用卫星通信系统完成的信息传递,约占其军事通信总量的80% 。

卫星通信的主要发展趋势是:充分利用卫星轨道和频率资源,开辟新的工作频段,各种数字业务综合传输,发展移动卫星通信系统。卫星星体向多功能、大容量发展,卫星通信地球站日益小型化,卫星通信系统的保密性能和抗毁能力进一步提高。

一、卫星通信技术的分类

卫星在通信、广播、导航定位、遥感遥测、地球资源、环境监测、军事侦察、气象服务等方面体现出日益重要的价值。特别是在军事应用方面,已成为现代高技术条件下局部战争中保障通信指挥、控制和信息传递极为重要的手段,因此,不仅西方各军事强国,就连不少发展中国家对军事通信卫星也特别重视。近年来,卫星通信技术已进人数字化发展的阶段。

1.1 低速话音编码技术

在过去较长的一段时间内,32kbit/s的连续可变斜率增量调制(CVSD)编码技术在卫星通信系统中占据主导地位。随着通信容量的增加和频率资源的紧张,迫切需要低速率且高质量话音的低速话音编码技术。目前,低速话音编码技术已取得了突破性进展,相继出现了32kbit/s的自适应差分脉码调制(ADPCM)、低时延16/8/4.8kbit/s的码激励线性预测(CELP)、4.8/2.4kbit/s的多带激励(MBE)。特别是4.8/2.4kbit/s的MBE话音编码技术已在系统中使用,在4.8kbit/s速率上的话音质量已接近64kbit/s的PCM的长话质量,超过32kbit/s的CVSD的话音质量。采用低速率话音编码可以大大提高卫星通信质量。

1.2 先进信道编码技术

信道纠错编码技术也有很大发展,有先进的软判决维特比译码和双层级联码等。软判决维特比译码广泛应用于卫星通信终端,它可以使信道质量明显改善,在误码率为10“的条件下,其编码增益大于5.8dB。双层级联码(即外层用R-S码交织,内层用卷积码)能有效地纠正随机和突发错误,在码率为10-5时,其编码增益可达6-7dB。采用先进信道编码技术可以提高传输质量,并节省卫星功率。

1.3 格状编码调制(TCM)技术

卫星信道既是带宽和功率受限的信道,又是非线性信道,它需要具有已调载波功率谱密度比较集中的调制方式,因此,通常采用恒定包络制方式。在恒定包络制方式中,又广泛采用相位调制(PSK)方式。但是,相位调制方式存在非连续相位转移的缺点,为了克服这一缺点,获得更佳的性能,最新发展起来的格状编码调制是卫星系统中调制技术的发展趋势。格状编码调制是一种不牺牲带宽的有效性而提高功率有效性并与信道编码相结合的技术。目前,8PSK和16PSK的64kbit/s格状编码调制数字调制解调器已应用于卫星通信中,它与普通相位调制相比,在不增加带宽、不改变速度的条件下,可提高3-5dB的调制增益。

1.4 混合多址技术

对于数字卫星通信系统,时分多址(TDMA)适用于40Mbit/s以上速率的系统,而码分多址(CDMA)则在微型地球站VSAT卫星通信系统中广泛采用。TDMA在充分利用卫星转发器功率和机动灵活组网方面有很大的潜力,配合多波束天线,即可实现星上交换时分多址(SS-TDMA)方式;还有一类低速时分多址(LA-TDMA)方式,这种方式所需的全向有效辐射功率(EIRP)小,便于大规模集成电路的应用,成本低,斟而发展较快。

CDMA技术具有抗干扰、保密等优点,对军事通信系统有很大的吸引力,且有多种使用方式。时分复用/码分多址(TDM/CDMA)方式已在VSAT卫星通信系统中应用;直接序列扩频/跳频/码分多址(DS/FH/CDMA)是直接序列扩频与低速跳频混合的多址方式,具有信道容量更大、抗干扰能力更强等优点;随机分配码分多址(RA-CDMA)方式是把码分多址的优点与数据分组通信方式(数据传输和交换的动态分配技术ALOHA)的特点结合在一起,使信道通信容量和抗干扰能力进一步提高。

二、卫星通信在铁路应急抢险中的作用

2.1工作模式

(1)卫星通信接收示意图(见图1)。

2.2使用容量

目前,铁通公司在全国有九个基站将卫星数据通信作为抢险备份通道。开通一个2M带宽作为语音通道,一个2M带宽作为图像通道。

2.3基站系统维护

铁通公司的卫星系统维护包括下内容:

(1)定期测试:网管室(站)定期核对网关的各种参数及与北京主站的联网通话功能;

(2)硬件设备巡检:电源、馈线、天线;

(3)站内自检。

三、结束语

信息技术作为本世纪重要的主导产业,其发展方兴未艾,卫星通信后来居上,凶猛异常地发展起来。一向落后的铁路通信,随着卫星通信设备的采用,其状况必将发生翻天覆地的变化。因此,了解卫星通信的基本原理及特点,并进一步引进吸收国内外先进技术,是我们发展铁路通信的必经之路。

参考文献:

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1引言

1.1 光纤通信的原理

光纤通信技术是指以光波作为传输信息的载体，以光纤为传输介质的通信技术。

1.2 光纤通信的特点[2]

（1）频带宽，通信容量大；

（2）损耗低，中继距离长；

（3）抗电磁干扰能力强；

（4）保密性好；

（5）光缆体积小、重量轻、便于施工和维护。

2光纤通信在铁路通信中的应用

铁路通信系统是一个复杂而独立的通信系统，系统主要由传输接入设备、交换处理设备、用户终端设备三大部分组成。

2.1 PDH光纤通信技术

PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy），即准同步数字系列光纤通信技术。[6]作为最早也是最基础的光纤通信技术，PDH技术在中国铁路通信技术的应用始于20世纪80年代在1982年北京站到北京局间铺设的12km的光纤铺设的实验，继而重载双线电气化的大秦铁路也使用了八芯单模光缆，在干局线配置了34Mb/s PDH设备、沿线铁路站台和区段配置了8Mb/s PDH设备，构成了我国首条长途干线的铁路光纤通信系统。这是我国铁路通信系统在由电通信向光通信转化的大路上迈出的第一步。[5]济南铁路局传输系统数字化的第一套PDH系统采用的是1992年AT&T公司的140M传输系统，运行区间是济南―青岛区间。1998年，先后开通了两套济南-徐州间34MPDH系统，1999年，济南-徐州间开通了武汉烽火140M传输系统。[7]

PDH设备对传统的点到点通信有较好的适应性。但随着数字通信的迅速发展，点到点的直接传输越来越少，而大部分数字传输都要经过转接，PDH技术不再能满足现代铁路通信系统的需要，以及现代化铁路通信网络管理的需要。由此，光纤通信在铁路中的应用步入到了SDH阶段。

2.2 SDH光纤通信技术

SDH（Synchronous Digital Hierarchy），即同步数字系列光纤通信技术，始于1985年。它是一套可进行同步传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号服务技术。SDH网络是由一些基本网络单元（NE）组成的，在传输介质上（光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络。[2]

济南铁路局传输系统对SDH的应用可以分为两个阶段，第一阶段始于1998年胶济线华为SBS 155/622的试运行，这是济南局管内第一套用于长途通信的SDH设备正式投入使用。

2001年起进入了第二阶段。大容量SDH传输系统被投入使用，逐步形成了覆盖全局的传输网络。这段时期SDH系统的容量有了较大程度的提高，并引入了四纤复用段保护环、二纤复用段保护环两种保护方式，为承载的各类业务提供了良好的安全保障。[7]

无论是PDH还是SDH均是利用单模光纤传输单一波长的信号，对光纤的利用率较低。随着计算机与通信技术的发展、各项电信业务的拓展，铁路通信对传输容量的要求也越来越高。铁路通信中新的技术层面应运而生，即密集型波分复用技术（DWDM）

2.3 DWDM光纤通信技术

DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）是能组合一组光波，用一根光纤进行传送的光纤通信技术。[6]

从2009年开始铁路传输系统逐步进入了超高速全光网络时代，超大容量DWDM系统已投入使用。华为公司的济青波分（南环波分）、京沪穗扩能波分、北电京沪穗波分的投入使用，解决了光缆资源缺乏，安全性差等问题。[7]

2.4 ROF光纤通信技术

ROF（radio-over-fiber）技术是为满足高速大容量无线通信需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术。[6]

ROF技术在我国铁路的移动通信系统中得到广泛应用，例如GSM―R系统中就有ROF技术的应用，保证了旅客在高速行驶的列车上手机通信的稳定。同时，ROF技术的先进性于山区、矿区、隧道等射频链路难以到达的地方，这对我国铁路的建设和发展有着重要的推进作用。

3发展与展望

近年来，通信网络业务主体发生了IP化的转移，光通信技术和设备的发展也步入了转型时期，包括3G、4G网络在内的各种电信业务层网络带来的带宽压力又进一步地促进了光传输技术面向大容量、长距离发展。

总而言之，随着今后铁路建设的不断发展，作为发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，从而推动通信技术的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定会不断有新的突破和进展。

4结语

在我国铁路建设随着我国经济迅猛发展的今天，光纤通信技术促进了各项业务的发展和完善，为铁路通信系统的建立和完善提供了技术支持和信息安全保障。未来也必将会有更加先进的光纤通信技术在铁路通信系统中加以应用，使铁路信息网络的传输、交换更加稳定、安全、便捷。

参考文献：

[1]顾升华.光纤通信技术[M]北京邮电大学出版社，2005年1月版.

[2]光纤通信原理及其关键技术研究[D].2011.6

[3]周睿怡.铁路环境中光纤通信的应用[J].现代商贸工业，2012.05.

[4]唐海荣.浅析光纤通信技术在铁路通信系统中的应用[J].应用技术，2010.

[5]光纤通信技术发展应用及展望[D].2012.

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引言

随着我国铁路建设规模的日益扩大，列车速度及密度得到了很大的提高，因此对运输安全及应急通信保障能力的要求相应也越来越严格。一旦出现行车事故或者遇到破坏程度大的自然灾害时，铁路应急通信系统必须立即做出反应，把现场信息发送到应急指挥中心，是上级部门能够切实了解现场的实际状况，并采取应对措施，同时将指令及时传达给现场的抢险救援人员。

1铁路应急系统的概述

1.1铁路应急中心通信设备

应急中心通信设备是铁路应急系统中的核心部分，其所具备的功能主要是对事故现场与应急中心进行有效连接，以此实现语音、视频及数据信息的实时交互，以此使应急指挥中心采取相应的解决措施。主设备利用外部接口和自动电话网、调度通信网之间进行通信，由此一方面完成综合视频系统的接入，另一方面完成静图系统图像信息的接入，同时为图像显示系统提供真实可靠的信息数据。

1.2铁路应急通信接入设备

在铁路应急系统中，应急通信接入设备是其不可或缺的组成部分，通过各种通信技术，将事故现场的语音、数据及视频等信息经由传输网络接入至各级应急救援指挥中心。通常情况下，应急通信接入设备主要包括：现场终端设备、GSM-R基站应急接入设备以及和事故现场相邻的车站或区间的接入点。其中，应急现场终端设备又分为三大类型，即移动影音采集设备、数据终端设备及话音终端。

2铁路应急系统建设的原则

（1）先进性。在应急系统建设中，网络通过无线、光纤、数据网等方式实现传输功能。（2）便捷性。应急系统现场部署应便捷、简单，接入方式灵活，保证在短时间内开通业务。（3）经济实用性。充分利用现有的数据网和光纤资源。（4）集成性。通过光纤、AV、Z等接口搭建光纤与数据网的联通，实现图像、电话等设备的接入，系统设备应兼容。（5）可扩展性。通过无线通信技术，将语音、图像等业务拓展至区间，与既有自动电话、调度电话网、动静图互联互通。我国铁路应急系统站点与应急中心之间，可利用既有的光纤与数据网，对其进行优化整合，提高传输稳定性，解决传输带宽窄的问题，而且降低建设投资。应急电话、动静图等业务采用无线平台承载，可接入铁路区间通信业务，接入形式应多样。

3接入方案

在救灾抢险现场，首先要解决无线话音的接入。一般情况下，应急现场配备的专用手机数量不得低于4部，现场基站设备可以轻松挪移，无线网络搭建要快捷。虽然通用的3G/4G系统及GSM-R手机可实现话音接入，但事故区域的移动通信网络可能并未覆盖，若是地震、洪水等自然灾害导致的铁路事故，通用网络往往不能发挥作用，所以有必要引进专用无线网络与专用手机。专用无线网络，若选择GSM或CDMA，涉及设备多，组网复杂。尽管一些厂家已将移动交换中心、基站控制器等重要设备集成于一体，但其重量和体积也难以满足应急通信快捷、便利的需要，而且成本费用极高。为了满足铁路应急事故现场无线话音通信需求，目前最佳的技术方案：①Wi-Fi手机；②无线PBX手机方案。这两种技术均具有着良好的优越性，不但在体积、重量因素上适应铁路应急现场的工作，便于携带，并且成本投入较少，实现起来不存在难度。

3.1Wi-Fi技术

在无线局域网络接入的Wi-Fi手机，采取直接接入和增加中继的形式，能够实现无线话音通信功能。在应急系统中，Wi-Fi手机的注册服务器一般由事故现场或应急指挥中心提供，将注册服务器和AP接入点连接，Wi-Fi手机利用AP注册到服务器，实现手机之间以及手机和固定电话之间的通话。当前，在全球范围内Wi-Fi使用的2.4GHz频段属于免费频段，用户在Wi-Fi覆盖区域内可随意拨打或接听电话，不用考虑时间、地点因素。基于WLAN的宽带数据应用完全可以和Wi-Fi一并使用。Wi-Fi传输速度高，有效距离达到300m以上，如果在合适的地点加设AP装置，能够满足铁路应急系统语音通话功能。Wi-Fi使用的频率属于自由频段，AP模块能够实现话音、数据通信的兼容，而且Wi-Fi手机是通用产品，投入费用较少。然而AP和Wi-Fi手机功率不高，通常在400MW以内，如果要满足铁路应急系统规定的500m距离，需在合适地点加设中继设备；另外，Wi-Fi使用频段的波长为12.5cm，绕射能力不高，当处于隧道、山区等环境复杂境地时，通话质量很难保障。

3.2PBX技术

无线PBX设备的组成部分是主机，每个主机可配备1~90部手机，采用跳频技术，每秒在100个频道内采用伪随机方式跳变100次。此外，无线PBX技术的寻址采用码分多址方式，每一个手机与主机均被授予一个单独的编码，编码容量众多，最多达6万以上，具有良好的安全性及保密性。整个无线PBX系统覆盖面积比较大，在开阔地域能够超过1000m。手机能够设置群组，在脱离主机的情况下，手机之间仍然能够通话，同时具有单呼、组呼及群呼等功能。利用和铁路应急指挥中心通信主设备之间的有效连接，通过应急指挥台，在中心与事故现场之间实现二级调度通信功能及电话会议功能。无线PBX技术的优点：①非视距通信覆盖范围达到1000m以上；②无线PBX模式使用的频段为900MHz，波长较长绕射能力较强；③能够实现全双工双向呼叫、半双工多路通信功能；④能够实现群组呼叫功能；⑤手机具有良好的防尘及防雨功能。无线PBX技术的缺点：①无线PBX技术不属于自由频段，使用时需到国家相关部门进行备案；②主机与手机非通用设备，购买途径具有一定的特殊性，投入成本较高。

4结束语

在铁路应急通信系统中，应用Wi-Fi和无线PBX技术，两者均可以满足铁道应急系统的需求，然而在具体使用Wi-Fi模式时，需要加设中继设备。根据当前的铁路应急现场的使用情况的相关调查，从专业性、便利性、无线覆盖范围及绕射能力的角度来说，无线PBX专用手机所具备的优越性比较显著，所以其在铁路应急系统中得到了良好的推广与应用。对于Wi-Fi而言，其主要的优越性表现在能够充分发挥出IP技术的作用，紧密结合基于IP技术的各种数据、视频业务，无需占用抢险救援现场接入设备的话音通道即可实现无线通信功能。从整体层面来看，Wi-Fi的实现较集中紧凑，投入费用也不高，当事故现场的环境因素不太复杂，对其绕射能力、距离要求不高时，Wi-Fi技术具有一定的应用价值。在日后我国铁路实现光通话主方案后，因为预留IP接口，因此Wi-Fi技术的应用会更加便捷。反之，因为光通话柱内所预留的模拟用户有限，不能和无线PBX设备进行直接对接，还需利用VoIP模拟网关转接，所以日后在铁路通信系统中应用无线PBX会受到一定的制约。

参考文献

[1]李卫华.Wi-Fi和无线PBX技术在铁路应急通信中的应用[J].铁道技术监督，2014（12）．

[2]张建华，刘佳伟．无线通信中Wi-Fi技术的发展与应用[J].电视技术，2013（06）．

篇13

1铁路运输中的无线通信技术

1.1光纤射频中继器

通过光纤射频中继器，能实现使用者通过一个基站同时管理多规格车站和路线的目标，能使传统中每个车站都设置无线基站的问题得到解决，从而降低铁路运输的成本投入，光纤射频中继器的原理是将无线基站设置在车站中，通过无线基站发送的信号将车站整个区域进行覆盖。另外，在管辖站设置光纤射频中继器，能通过其接收到射频信号，同时，通过光纤射频中继器的信号传递，基站也能接收到管辖站发出的信号[1]。

1.2泄露同轴电缆

由于隧道结构较为复杂，直线距离短、弯曲较大，然而信号需要通过直射的方式进行传播，因此隧道无法满足这一要求，另外，隧道中吸收衰减和多径效应同时存在，进一步阻碍了信号的传播，通过泄露同轴电缆，能增强隧道中的波导效应，有效解决隧道无法直射传播的障碍。

1.3车次号自动转换

ATS集群系统，在进行列出呼叫时，需要通过对车次号或机车号信息全面掌握，然而通过车次号的自动转换，能自动查询车次号的对照表[2]，从而使列车呼叫更加便利，想要达到这一目的，需要在ATS集群系统和交换设备之间设置一个接口。

1.4通话组自动转换

在集群方案中，移动台之间通话自动转换的信道都是共用的，为了实现通话组转换，可以通过改变网管工作站来实现，通常情况下，便携台是固定的，想要实现列车行驶通话组转变，就要注意车辆段管辖和行车调度管辖分别属于车辆段范围列车台和线路范围列车台，要同时转换列车台，才能进行列出形式通话组的转变。

2铁路运输中的无线通信系统

2.1无线数字通信系统无线数字系统具有其独特的优势和特征，包括通话质量好、环境影响小、建立迅速等，无线数字通信系统能将有线和无线相互成为设备，当期利用在铁路战舰闭塞通信或行车调度通信等方面是，不会产生任何负面影响，并且具有音质较好、通信速度快的特点。

2.2光线平面调度通信系统

在传统铁路跳车工作时，工作人员通常会通过指示灯、信号旗等方式进行工作，这种工作方式存在一定的弊端，不仅效率低，还会加大工作人员的工作量，并且危险性极大，容易导致工作人员发生安全事故，通过光线平面调度通信系统进行调车工作[3]，能有效减少传统中存在的各种问题，并且能有效提高工作效率，增强稳定性和安全性，光线平面调度通信系统具有一定的优势，包括具有超强的灵活性，并且可靠性较高，信息化程度较强等。

3CBTC系统中的无线通信技术

3.1车地通信

CBTC的感应环线通信系统中，铁路沿线铺设感应环线电缆，通过将其与通信发送设备相连接，能使恒定电流在环线电流中一致保持统一状态，在铁路运输的列车中，同时将发送天线和接收天线安装，可以通过电磁感应进行车地通信。无线通信技术促进了CBTC系统的进一步发展，CBTC系统通过采用无线通信平台，能有效提升系统集成度，同时也减少了轨旁设备的应用，增强CBTC系统的可维护性。

3.2列车定位