城市軌道交通概論_城市軌道通信系統(tǒng)

1、城市軌道交通通信系統(tǒng)城市軌道交通概論 第十二章軌道交通通信系統(tǒng)介紹一、軌道交通通信系統(tǒng)概述二、軌道交通通信系統(tǒng)構成三、各子系統(tǒng)介紹四、通信系統(tǒng)工程施工一、軌道交通通信系統(tǒng)概述 為了保證城市軌道交通系統(tǒng)能可靠、平安、高效運營，并有效地傳輸地鐵運營、維護、管理相關的語音、數據、圖像等各種信息，就必須建立可靠的、易擴充的、獨立的通信網。 軌道交通通信網系統(tǒng)是直接為軌道交通運營、管理效勞的，是保證列車及乘客平安、快速、高效運行的一種不可缺少的智能自動化綜合業(yè)務數字通信網。 二、軌道交通通信系統(tǒng)構成：傳輸系統(tǒng)公務 系統(tǒng)專用 系統(tǒng)無線系統(tǒng)列車調度、公安、消防播送系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)電源及接地系統(tǒng)三、各

2、子系統(tǒng)介紹1、傳輸系統(tǒng)：1、功能信息通道高速公路2、主要解決的問題 容量/線路利用率 話音質量/干擾傳輸系統(tǒng)是系統(tǒng)各站點與控制中心及站與站之間的信息傳輸和信息交換的通道。光纖骨干網網絡節(jié)點用戶接口卡網絡管理系統(tǒng)3、分類按傳輸媒介分： 光纖數字通信系統(tǒng) 微波數字通信系統(tǒng) 衛(wèi)星數字通信系統(tǒng)按采用技術分 PDH異步數字通信系統(tǒng) SDH同步數字通信系統(tǒng) OTN開放的傳輸網絡 ATM異步傳輸模式PDH在數字通信系統(tǒng)中，傳送的信號都是數字化的脈沖序列。這些數字信號流在數字交換設備之間傳輸時，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準確無誤，這就叫做“同步。 在數字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數字傳輸系列，一種叫“

3、準同步數字系列Plesynchronous Digital Hierarchy，簡稱PDH；另一種叫“同步數字系列Synchronous Digital Hierarchy，簡稱SDH。SDHSDHSynchronous Digital Hierarchy，同步數字系列光端機容量較大，一般是16E1到4032E1。 SDH是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網絡，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡SONET。國際 電報咨詢委員會CCITT現(xiàn)ITU-T于1988年接受了SONET 概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸

4、的通用技術體制。 它可實現(xiàn)網絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的開展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。速率不同的低次群分路信號假設直接復用成高次群信號會在高次群信號中產生碼元的重疊錯位，使接收端無法正常分接、恢復低次群分路信號。因此，速率不同的低次群分路信號不能直接復用，要在復用之前對各分路信號速率進行統(tǒng)一的調整，使各分路信號速率到達同步。調整方法通常采用正碼速調整法，即在各分路信號中插入一些脈沖，通過控制插入脈沖的多少來調整各分路信號的速

5、率。SDH具體特點如下特點1SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結構數字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務信號，形成了全球統(tǒng)一的數字傳輸體制標準，提高了網絡的可靠性； 2SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區(qū)內的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現(xiàn)了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網絡的業(yè)務傳送透明性；3由于采用了較先進的分插復用器ADM、數

6、字交叉連接DXC、網絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因SDH幀結構中安排了信號的5開銷比特，它的網管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網絡管理系統(tǒng)，為網絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網絡的維管費和生存能力起到了積極作用； 4由于SDH多種網絡拓撲結構，它所組成的網絡非常靈活，它能增強網監(jiān)，運行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網絡性能有，同時也使網絡運行靈活、平安、可靠，使網絡的功能非常齊全和多樣化； 5SDH有傳輸和交換的性能它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合，實現(xiàn)了不同層次和各種拓撲結構的網絡，十分靈活； 6SDH并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜

7、，但SDH用于傳輸高數據率那么需用光纖。這一特點說明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(HFC)相兼容。 7從OSI模型的觀點來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴格的限制，便于在SDH上采用各種網絡技術，支持ATM或IP傳輸； 8SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網絡穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復用和調整； 9標準的開放型光接口 1，頻帶利用率低。 可靠性和有效性是矛盾的，增加了有效性必將降低可靠性，增加了可靠性也會相應的使有效性降低。例如，收音機的選擇性增加，可選的電臺就增多，這樣就提高了選擇

8、性。但是，由于這時頻帶相應的會變窄，必然會使音質下降，也就降低了可靠性。 2，指針調整機理復雜。 SDH體制可以從高速信號STM-1中直接下低速信號例如2Mbit/s，省去了多級復用，解復用過程，這種功能的實現(xiàn)是通過指針機理來完成的。但是，指針功能的實現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復雜性。最重要的是系統(tǒng)產生SDH的一種特有抖動由指針調整引起的結合抖動。 3，軟件的大量使用對系統(tǒng)的平安性的影響。 ATMATM是Asynchronous Transfer ModeATM異步傳輸模式的縮寫 ATM是一項數據傳輸技術，是實現(xiàn)B-ISDN的業(yè)務的核心技術之一。ATM是以信元為根底的一種分組交換和復用技術，它是一種為了多

9、種業(yè)務設計的通用的面向連接的傳輸模式。它適用于局域網和廣域網，它具有高速數據傳輸率和支持許多種類型如聲音、數據、 、實時視頻、CD質量音頻和圖像的通信。 ATM是在LAN或WAN上傳送聲音、視頻圖像和數據的寬帶技術。它是一項信元中繼技術，數據分組大小固定。你可將信元想像成一種運輸設備，能夠把數據塊從一個設備經過ATM交換設備傳送到另一個設備。所有信元具有同樣的大小，不像幀中繼及局域網系統(tǒng)數據分組大小不定。使用相同大小的信元可以提供一種方法，預計和保證應用所需要的帶寬。如同轎車在繁忙交叉路口必須等待長卡車轉彎一樣，可變長度的數據分組容易在交換設備處引起通信延遲。 ATM采用面向連接的傳輸方式，將

10、數據分割成固定長度的信元，通過虛連接進行交換。ATM集交換、復用、傳輸為一體，在復用上采用的是異步時分復用方式，通過信息的首部或標頭來區(qū)分不同信道。 ATM面向連接,它需要在通信雙方向建立連接,通信結束后再由信令撤除連接。但它擯棄了電路交換中采用的同步時分復用，改用異步時分復用，收發(fā)雙方的時鐘可以不同，可以更有效地利用帶寬。 ATM的傳送單元是固定長度53byte的CELL信元，其中5B為信元頭，用來承載該信元的控制信息；48B為信元體，用來承載用戶要分發(fā)的信息。信頭局部包含了選擇路由用的VPI虛通道標識符/VCI虛通路標示符信息，因而它具有分組交換的特點。它是一種高速分組交換，在協(xié)議上它將O

11、SI第二層的糾錯、流控功能轉移到智能終端上完成，降低了網絡時延，提高了交換速度。其特征：基于信元的分組交換技術；快速交換技術；面向連接的信元交換；預約帶寬。 其優(yōu)點：吸取電路交換實時性好，分組交換靈活性強的優(yōu)點；采取定長分組信元作為傳輸和交換的單位；具有優(yōu)秀的效勞質量；目前最高的速度為10GB/S,即將到達40GB/S. 其缺點：信元首部開銷太大；技術復雜且價格昂貴。OTNOTN光傳送網，OpticalTransportNetwork，是以波分復用技術為根底、在光層組織網絡的傳送網，是下一代的骨干傳送網。第三代傳送網技術，從設計上就支持話音、數據和圖像業(yè)務，配合其他協(xié)議時可支持帶寬按需分配BO

12、D、可裁剪的效勞質量QoS及光虛擬專網OVPN等功能。 1998年，國際電信聯(lián)盟電信標準化部門ITU-T正式提出了OTN的概念。從其功能上看，OTN在子網內可以以全光形式傳輸，而在子網的邊界處采用光-電-光轉換。這樣，各個子網可以通過3R再生器聯(lián)接，從而構成一個大的光網絡。因此，OTN可以看作是傳送網絡向全光網演化過程中的一個過渡應用。 在OTN的功能描述中，光信號是由波長或中心波長來表征。光信號的處理可以基于單個波長，或基于一個波分復用組?；谄渌鈴陀眉夹g，如時分復用，光時分復用，或光碼分復用的OTN，還有待研究。OTN在光域內可以實現(xiàn)業(yè)務信號的傳遞、復用、路由選擇、監(jiān)控，并保證其性能要求

13、和生存性。OTN可以支持多種上層業(yè)務或協(xié)議，如SONET/SDH，ATM，Ethernet，IP，PDH，F(xiàn)ibreChannel，GFP，MPLS，OTN虛級聯(lián)， ODU復用等，是未來網絡演進的理想根底。全球范圍內越來越多的運營商開始構造基于OTN的新一代傳送網絡，系統(tǒng)制造商們也推出具有更多OTN功能的產品來支持下一代傳送網絡的構建。 4、傳輸系統(tǒng)構成硬件：終端設備 中繼設備 光纜 網管及維護終端軟件：系統(tǒng)軟件、管理維護軟件2、公務及專用 系統(tǒng) 1、功能：解決電路交換任務 公務 系統(tǒng)：用于各部門間進行通話及業(yè)務聯(lián)系。 專用 系統(tǒng)：控制中心調度員、車站、車輛段值班員組織指揮行車、運營管理以及保

14、證行車平安而設置的專用 系統(tǒng)。2系統(tǒng)組成：交換機接口模塊、交換模塊、控制模塊、線路、 機、調度臺、軌旁 、錄音裝置、維護終端。3、電視監(jiān)控系統(tǒng)： 1功能：電視監(jiān)視系統(tǒng)具有直觀、實時的動態(tài)圖像監(jiān)視、記錄和跟蹤控制等獨特功能，是通信指揮系統(tǒng)一個重要組成局部，具有其獨特的指揮和管理能力，已成為城市軌道交通實現(xiàn)自動化調度管理的必備設施。運營電視監(jiān)視系統(tǒng) 運營調度控制中心在實施列車調度、運營管理和防災控制指揮中，借助電視監(jiān)視系統(tǒng)，實時直觀地了解線路運營和事故災害信息，使調度指揮人員能夠在管理事件的第一時間獲取事件現(xiàn)場實時的直觀資料，從而能在最早時機做出控制反響。公安電視監(jiān)視系統(tǒng) 公安電視監(jiān)視系統(tǒng)為公安指

15、揮中心提供全線各車站實時場景圖像，及時了解全線平安情況，發(fā)現(xiàn)治安事件，判斷事件性質和規(guī)模，從而實施快速反響和高效指揮。2電視監(jiān)視系統(tǒng)的組成攝像機視頻切換矩陣圖像分配放大器發(fā)射器彩色監(jiān)視器控制器及鍵盤視頻信號編解碼器4、無線系統(tǒng)1、功能：軌道交通無線通信系統(tǒng)是軌道交通通信系統(tǒng)中不可缺少的組成局部，是提高地鐵運輸效率、保證運營行車平安的重要手段。 無線系統(tǒng)主要用于地鐵列車運行指揮、公安治安、防災應急通信和設備及線路的維修施工通信。1、列車無線調度系統(tǒng)：主要用于地鐵列車調度員、司機、車站值班員、車輛段信號樓值班員之間以及車站值班員與站臺值班員之間通信聯(lián)絡，滿足列車運行需要。2公安無線系統(tǒng)供公安調度員

16、與車站公安值班員及公安外勤人員之間通信聯(lián)絡。3消防無線：供防災調度員、車站防災員、現(xiàn)場指揮人員及有關人員聯(lián)絡，進行事故搶修及防災救災。2、無線調度系統(tǒng)與公共無線系統(tǒng)區(qū)別集團使用，半雙工通話具有組呼、群呼功能具有多級優(yōu)先、緊急呼叫、強插功能具有控制 呼叫及通話時限功能具有呼叫記錄和通話錄音處理功能3、集群無線系統(tǒng)組成集群控制器無線交換機調度臺基站收發(fā)信機天饋線系統(tǒng)機車電臺漏泄電纜維護終端5、播送系統(tǒng)1、功能：對乘客播送到發(fā)站信息、意外情況疏導 對工作人員播送通知信息2、結構：播送系統(tǒng)采用二級播送控制方式控制中心、車站播送分區(qū)為：上行站臺、下行站臺、售票區(qū)、站廳層、出入口、辦公區(qū)。當軌道交通發(fā)生故

17、障或災害時，播送系統(tǒng)自動轉為搶險通信設備，環(huán)境調度員具有最高優(yōu)先權。3、播送系統(tǒng)構成：車控室播送臺、車站播送設備、揚聲器等。6、電源及接地系統(tǒng)1、功能：電源系統(tǒng)是為滿足通信系統(tǒng)不間斷、無瞬變地供電需求。2、構成：配電設備、整流設備、蓄電池6、時鐘系統(tǒng)為地鐵所有系統(tǒng)提供一統(tǒng)一的時間系統(tǒng)8、幾個常用的概念 模擬通信：在 通信中，用戶線上傳送的電信號是隨著用戶聲音大小的變化而變化的。這個變化的電信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的，這種信號稱為模擬信號。在用戶線上傳輸模擬信號的通信方式稱為“模擬通信。 數字通信：“數字通信是指用數字信號作為載體來傳輸信息，或者用數字信號對載波進行數字調制后再傳輸的

18、通信方式。通信協(xié)議：通信協(xié)議實際上是一組規(guī)定和約定的集合。 以太網：以太網是XEROX公司在20世紀70年代為解決網絡中零散的和偶然的堵塞而開發(fā)的基帶標準。它采用帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議CSMA/CD，速度為10Mbps傳輸介質為同軸電纜?，F(xiàn)在，以太網泛指所采用CSMA/CD協(xié)議符合IEEE802.3標準的局域網。四、通信系統(tǒng)工程施工1、通信系統(tǒng)設備安裝應具備條件進行了施工圖交底機房已裝修完畢，其施工用電、防塵、濕度、預留孔洞等滿足設備安裝需要。設備、材料已經到貨，并經測試檢驗合格。施工用機具、儀表已備齊。具有完備的組織機構制定詳細的實施方案和平安質量保證體系2、通信系統(tǒng)安裝主要內容機

19、架安裝設備配線線路施工軟件安裝測試、聯(lián)調開通3、通信系統(tǒng)安裝程序1、設備安裝熟悉圖紙機房檢查設備到位清點走線槽、架與機架安裝插入機盤架間配線3、通信系統(tǒng)安裝程序2、線路施工熟悉圖紙光、電纜現(xiàn)場單盤測試安裝支架光、電纜纜架設光、電纜引入成端3、通信系統(tǒng)安裝程序3、調試、開通設備加電安裝系統(tǒng)軟件單機測試系統(tǒng)聯(lián)調系統(tǒng)測試4、通信系統(tǒng)安裝工程平安、質量控制重點及措施重視設備安裝工藝防止人身、設備平安事故重點：隧道內光電纜施工、設備通電、系統(tǒng)聯(lián)調重點是與既有系統(tǒng)的割接、聯(lián)調制定詳細的實施方案建立完善的平安、質量保證體系協(xié)調好各專業(yè)、各工序間配合與銜接城市軌道交通通信系統(tǒng)3.光纖通信(1)光纖的結構及其原