薛雨霏

摘要：隨著社會(huì)的技術(shù)飛躍和高速發(fā)展，人們對(duì)高速鐵路通信的要求越來(lái)越高，構(gòu)建一個(gè)先進(jìn)的高速鐵道通信系統(tǒng)已成為大眾日期夜盼的事項(xiàng)。目前，我國(guó)對(duì)高速鐵路通信系統(tǒng)的存在較高需求，而目前高速鐵路通信系統(tǒng)仍存在較多問(wèn)題，需要改進(jìn)和提升。因此，本文通過(guò)對(duì)高速鐵路系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了系統(tǒng)仍存在的問(wèn)題及目前可以應(yīng)用的解決方法，并對(duì)高速鐵路通信系統(tǒng)所采用的高新技術(shù)進(jìn)行闡述，把通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效地結(jié)合在一起，構(gòu)成滿足大眾需求的綜合性的通信系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：高速鐵路 通信系統(tǒng) 技術(shù)

1 高速鐵路通信需求分析

隨著我國(guó)交通技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，高速鐵路的出現(xiàn)和普及大大方便和便捷了大眾的交通出行，成為可我國(guó)交通運(yùn)輸體系中的重要組成部分，有效地調(diào)整了我國(guó)交通運(yùn)輸體系的結(jié)構(gòu)方式。而出行的旅客享受了高速鐵路帶來(lái)的快捷與舒適后對(duì)在旅途過(guò)程中的通信系統(tǒng)的要求也水漲船高。旅途是單調(diào)的，也是勞累的，旅客需要在列車(chē)上與他人進(jìn)行語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等信息交流，而互聯(lián)網(wǎng)的普及也使更多的乘客需要在列車(chē)上接入互聯(lián)網(wǎng)，享受數(shù)字化和智能化的通信服務(wù)。因此，為了滿足乘客的通信需求，構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定、先進(jìn)的高速鐵路通信系統(tǒng)迫在眉睫。另外，為了實(shí)現(xiàn)有效的人機(jī)控制，同時(shí)保障列車(chē)的行車(chē)安全，提高運(yùn)輸效率，鐵路通信網(wǎng)的建立也需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)支持，使其功能更加完善，安全更有保障。

2 我國(guó)高速鐵路通信系統(tǒng)現(xiàn)存的問(wèn)題

目前，我國(guó)高速鐵路通信系統(tǒng)仍然存在較多問(wèn)題。與普通的有線通信或無(wú)線通信相比，甚至與一般的公共移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，高速鐵路通信仍存在較大區(qū)別。無(wú)論是在系統(tǒng)組成還是使用環(huán)境，對(duì)高速鐵路通信系統(tǒng)的技術(shù)和設(shè)備需求均較高。一般而言，我國(guó)高速鐵路通信系統(tǒng)主要存在三方面的問(wèn)題。一是多普勒頻移。多普勒頻移是指接收器的移動(dòng)引發(fā)的信號(hào)頻移現(xiàn)象。一般的列車(chē)多普勒頻移現(xiàn)象不太明顯，而高速列車(chē)由于在高速運(yùn)動(dòng)中，列車(chē)與基站之間的距離會(huì)頻繁改變，多普勒頻移現(xiàn)象非常嚴(yán)重。多普勒頻移過(guò)大會(huì)導(dǎo)致高速移動(dòng)通信的通話質(zhì)量下降，同時(shí)高速列車(chē)在高速移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的高頻次深度快衰落現(xiàn)象對(duì)正常通信也有很大程度的影響，這將導(dǎo)致通信系統(tǒng)的解調(diào)性能大幅下降。第二是小區(qū)尺寸問(wèn)題。一般而言，在高速列車(chē)上使用WiFi、WiMAX等通信機(jī)制時(shí)，將通信的小區(qū)尺寸進(jìn)行縮小至直徑100m以內(nèi)，就能為列車(chē)上實(shí)現(xiàn)有效的寬帶連接服務(wù)。而隨著列車(chē)的速度越來(lái)越快，導(dǎo)致小區(qū)尺寸出現(xiàn)過(guò)小、引發(fā)小區(qū)切換過(guò)于頻繁的問(wèn)題，加上信號(hào)的快速衰落現(xiàn)象存在，高速鐵路通信系統(tǒng)對(duì)用戶的小區(qū)切換以及功率控制提出了更高要求。三是隧道通信問(wèn)題。由于隧道在鐵路的組成中占據(jù)非常重要的地位，隧道通信問(wèn)題嚴(yán)重影響鐵路通信覆蓋問(wèn)題，不同隧道方式對(duì)通信系統(tǒng)的覆蓋方式和信號(hào)源的選取要求均不相同，造成鐵路通信系統(tǒng)的整體兼容性較差的局面。因此，如何對(duì)高速鐵路通信系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，尋找出科學(xué)合理的系統(tǒng)方案成為現(xiàn)今鐵路通信部門(mén)亟待解決的難題。

3 高速鐵路通信系統(tǒng)技術(shù)分析

根據(jù)高速鐵路對(duì)通信系統(tǒng)的要求以及我國(guó)高速鐵路通信系統(tǒng)現(xiàn)存的問(wèn)題，作者對(duì)多種通信系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了闡述和分析，以期建立一個(gè)高效先進(jìn)的高速鐵路通信系統(tǒng)，滿足大眾對(duì)通信系統(tǒng)的需求。

3.1 通信傳輸及線路

現(xiàn)代高速鐵路通信傳輸系統(tǒng)由骨干層傳輸和接入層傳輸兩部分組成。骨干層傳輸主要為鏈型MSTP 1+1復(fù)用段骨干層多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)，它是通過(guò)利用鐵路正線線路兩側(cè)不同物理徑路的兩條光纜中的各兩芯光纖，開(kāi)通10G骨干光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)，利用兩條光纜中的各四芯組成環(huán)狀光纖局域網(wǎng)，傳送列控信息。接入層傳輸系統(tǒng)的主要由車(chē)站匯聚設(shè)備、站內(nèi)接入設(shè)備、站間接入設(shè)備等構(gòu)成。通常情況在車(chē)站匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)MSTP STM-16 ADM的匯聚設(shè)備，而站間接入層節(jié)點(diǎn)采用STM-4 ADM或者STM-16 ADM設(shè)備，以完成各基站、信號(hào)、牽引及供電等節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)接入。也可利用鐵路兩側(cè)光纖組成環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)各接入層站點(diǎn)的保護(hù)。

3.2 綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)

高速鐵路的傳輸系統(tǒng)需要將各個(gè)旅客服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)納入其中，為高速車(chē)站旅客服務(wù)、電話接入等系統(tǒng)提供專用的音頻、監(jiān)視圖像等接口。在沿線區(qū)間中設(shè)立信息采集點(diǎn)，接入傳輸設(shè)備，構(gòu)成區(qū)間信息接入系統(tǒng)，將信息在區(qū)間、車(chē)站和綜合調(diào)度中心之間傳播。另外還可在站內(nèi)及沿線區(qū)間信息接入點(diǎn)等地設(shè)置光網(wǎng)絡(luò)單元和局端OLT等設(shè)備，構(gòu)成一體化的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)，以滿足高速鐵路站內(nèi)及區(qū)間多種用戶的綜合業(yè)務(wù)需求。

3.3 綜合無(wú)線通信GSM-R系統(tǒng)

GSM-R是為滿足鐵路應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)，作為鐵路無(wú)線通信平臺(tái)已成為趨勢(shì)。高速鐵路GSM-R系統(tǒng)包括交換子系統(tǒng)（SSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)系統(tǒng)（GPRS）、移動(dòng)智能網(wǎng)系統(tǒng)（IN）、運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）、移動(dòng)終端子系統(tǒng)等6個(gè)子系統(tǒng)，可提供無(wú)線列調(diào)、編組調(diào)車(chē)通信、應(yīng)急通信、養(yǎng)護(hù)維修通信等語(yǔ)音通信功能。對(duì)鐵路沿線進(jìn)行GSM-R組網(wǎng)及信號(hào)覆蓋，可以滿足現(xiàn)代鐵路構(gòu)建地面調(diào)度中心與移動(dòng)體之間的信息交換與傳輸通道的需求。

3.4 專用調(diào)度通信系統(tǒng)

專用調(diào)度通信系統(tǒng)是全線專用通信網(wǎng)和承載綜合調(diào)度信息系統(tǒng)的組成部分，是供高速鐵路調(diào)度、車(chē)站運(yùn)營(yíng)部門(mén)及維修單位進(jìn)行行車(chē)指揮和業(yè)務(wù)聯(lián)系的專用通信系統(tǒng)，可對(duì)全線進(jìn)行高可靠、高安全的行車(chē)控制及統(tǒng)一的調(diào)度指揮，性能可靠、功能先進(jìn)，具有話音功能數(shù)據(jù)和圖像等多媒體通信功能，綜合造價(jià)較經(jīng)濟(jì)，是高速鐵路現(xiàn)代化通信的重要保證。

3.5 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)、電臺(tái)廣播、電視網(wǎng)等模擬數(shù)據(jù)。高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)立獨(dú)立的OSPF 自治域，在整個(gè)骨干承載網(wǎng)上使用獨(dú)立的路由設(shè)備，路由器間形成部分網(wǎng)狀連接，兼顧路由冗余與合理利用傳輸帶寬，管理區(qū)直接接入核心路由器。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了滿足現(xiàn)時(shí)人們對(duì)高速鐵路通信系統(tǒng)的需求，我們需要正視高速鐵路通信系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決方案，提高其科學(xué)技術(shù)水平，建設(shè)一個(gè)為高速鐵路運(yùn)輸服務(wù)的專用通信網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)高速鐵路快速發(fā)展。

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