1、9/16/20221工程十一 通信系統(tǒng)概述 知識要點 1了解一般的通信系統(tǒng)如何組網。 2了解城市軌道交通通信網如何組網，如何搭建傳輸平臺。 3了解通信網中的電纜、光纜以及無線微波等傳輸介質各有什么特點。9/16/20222理論內容 城市軌道交通專用通信網是指專用于組織、指揮城市軌道交通運營行車的專用通信系統(tǒng)。這些設備專用于接收/發(fā)送語音、數據、圖像、多媒體等信息，為指定的用戶提供效勞。 城市軌道交通專用通信系統(tǒng)一般由數據傳輸、公務 、專用有線調度 、無線列車調度、閉路電視監(jiān)控、車站播送、時鐘、旅客信息引導顯示、防雷、光纖在線監(jiān)測、動力環(huán)境監(jiān)測和UPS不間斷電源等系統(tǒng)組成。 通信系統(tǒng)是城市軌道交

2、通運營生產的根底，是保證行車平安、提高運營效率、提升運營效勞質量的重要設施。在科學技術迅速開展的時代，具有現(xiàn)代化特征的專業(yè)通信網，是城市軌道交通的重要標志之一。9/16/20223一、通信系統(tǒng)的根本知識 1通信系統(tǒng)的模型 通信系統(tǒng)將信息從發(fā)信者傳遞給在另一個時空點的收信者，由于完成這一信息傳遞的通信系統(tǒng)的種類繁多，因此它們的具體設備和業(yè)務功能可能各不相同，通信系統(tǒng)可抽象概括為圖11-1所示的根本模型圖。整個流程是由信源、發(fā)送變換器、信道(或傳輸介質)、接收變換器和信宿(收信者)等五局部組成。 圖11一l 通信系統(tǒng)的根本模型圖 9/16/20224各局部作用信息源：提供需要傳送的信息變換器：待傳

3、送的信息圖像、聲音等與電信號之間的互相轉換發(fā)射機：把電信號轉換成高頻振蕩信號并由天線發(fā)射出去傳輸媒質：信息的傳送通道自由空間接收機：把高頻振蕩信號轉換成原始電信號受信人：信息的最終接受者9/16/20225通信系統(tǒng)的一般模型 如以下圖所示：信源在本書中，特指將原始信息轉換成電信號的設備，如麥克風等發(fā)送設備信道噪聲源接收設備信宿如調制器、功率放大器、天線等如雙絞線、光纖、同軸電纜等。注意：自由空間也是一種信道是一種隨機信號，對通信有害，但不可防止。與是發(fā)送設備處理的“逆過程在本書中，特指將電信號復原成原始信息的設備，如揚聲器等9/16/20226 (1)信源、信宿 信源是信息的產生或信息的形成者

4、，信宿是信息的接收者。根據信源所產生信號的性質不同可分為模擬信源和離散信源。模擬信源(如 機和電視攝像機等)輸出幅度連續(xù)的模擬信號；離散信源(如電傳機、計算機等)輸出離散符號序列或文字。模擬信源可通過抽樣和量化轉換成離散的信源。調幅AM調頻FM調相PM9/16/20227典型發(fā)送設備的組成框圖發(fā)送設備的根本原理和組成9/16/20228接收設備的根本原理和組成典型接收設備的組成框圖9/16/20229 (2)發(fā)送變換器 發(fā)送變換器的根本功能是將信源和傳輸介質匹配起來，將信源產生的消息信號變換為利于傳送的信號形式，送往傳輸介質。發(fā)送變換器為滿足某些特殊需求對信源進行處理，如多路復用、保密處理和糾

5、錯編碼處理等。 (3)信道 信道是指信號的傳輸通道，目前有狹義信道和廣義信道兩種定義方法。 狹義信道是指信號的傳輸介質，其范圍包括從發(fā)送設備到接收設備之間的介質，如架空明線、電纜、光導纖維以及傳輸電磁波的自由空間等，本書所提及的信道一般指狹義信道。9/16/202210 廣義信道指消息的傳輸介質。除包括上述信號的傳輸介質外，還包括各種信號的轉換設備，如發(fā)送、接收設備，調制、解調設備等。 信號經過信道傳送到接收變換器。傳輸介質既可以是有線，也可以是無線，二者都有多種物理傳輸介質。在信號傳輸過程中，必然會引入發(fā)送變換器、接收變換器和傳輸介質的熱噪聲及各種干擾和衰落，即信號在信道中傳輸時，會產生信道

6、噪聲。 傳輸介質的固有特性和干擾特性會直接影響變換方式的選取，如通過電導體傳播的有線信道和通過自由空間傳播的無線信道，其信號變換方式不同。不同頻段的無線電波在空間傳播的途徑、性能和衰減(衰落)也不同。9/16/202211 (4)接收變換器 接收變換器的主要作用是將來自信道的帶有干擾的發(fā)送信號加以處理，并從中提取原始信息，完成發(fā)送變換過程的逆變換，如解調和譯碼等。 上述的模型是點對點的單向通信系統(tǒng)。對于雙向通信，通信雙方都要有發(fā)送和接收變換器。對于多個用戶之間的雙向通信，為了能實現(xiàn)信息的有效傳輸，必須要進行信息的交換和分發(fā)，由傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)組成一個完整的通信系統(tǒng)或通信網絡來實現(xiàn)。其中交換系

7、統(tǒng)完成不同地址信息的交換，因此交換系統(tǒng)中的每一臺交換機組成了通信網中的各個節(jié)點。9/16/202212 2通信系統(tǒng)的組成 通信系統(tǒng)是實現(xiàn)信息傳輸、交換的所有通信設備連接起來的整體。通信系統(tǒng)由終端設備、傳輸設備、交換設備三大要素構成。 (1)終端設備 終端設備是通信網的外圍的設備，一般供用戶使用，其主要的功能是將用戶(信源)發(fā)出的各種信息(如聲音、數據、圖像等)變換為適合在信道上傳輸的電信號，以完成發(fā)送信息的功能?；蛘叻粗?，把對方經信道送來的電信號變換為用戶可識別的信息，完成接收信息的功能。 9/16/202213 終端設備的種類有很多，如普通 機、移動 機、電報終端、計算機終端、數據終端、 機

8、、可視圖文終端等。9/16/202214 (2)傳輸設備 傳輸設備是傳輸信息的通道，也稱為通信鏈路。傳輸設備包括傳輸介質和延長傳輸距離及改善傳輸質量的相關設備，其功能是將攜帶信息的電磁波信號從發(fā)出地點傳送到目的地點。傳輸設備將終端設備和交換設備連接起來，形成網絡。 9/16/202215 按傳輸介質的不同，傳輸設備可分為有線傳輸和無線傳輸兩大類。有線傳輸系統(tǒng)包括明線、電纜、光纜傳輸等幾種類型；無線傳輸設備又包括長波、短波、超短波和微波(地面微波、衛(wèi)星通信)等幾種類型。同軸電纜雙絞線微波通信9/16/202216短波通信衛(wèi)星通信9/16/202217 (3)交換設備 交換設備是通信網絡的核心，起

9、著組網的關鍵作用。交換設備的根本功能是對所接入的鏈路進行聚集、接續(xù)和分配。不同的業(yè)務，如話音、數據、圖像通信等對交換設備的要求各不相同。例如， 業(yè)務網要求交換設備的性能實時性強，因此目前 業(yè)務網主要采用直接接續(xù)通話電路的電路交換方式；計算機通信的數據業(yè)務，由于數據終端或計算機可有各種不同的速率，為了提高鏈路利用率，可將流人信息流進行分組、存儲，然后再轉發(fā)到所需鏈路上去，這種方式叫做分組交換方式，例如分組數據交換機就按這種方式進行交換，這種方式可以比較高效地利用傳輸鏈路。9/16/202218 3通信網的分類 通信網的分類方法很多，可以按用途來分，也可以按傳輸信號的特征來分，還可以按工作方式來分

10、，下面介紹幾種常用的分類方法。 (1)按信源物理特征分類 按照信源發(fā)出消息的物理特征不同可分為 、電報、數據和圖像等通信系統(tǒng)。其中 通信目前最興旺，其他通信常借助于公共 通信系統(tǒng)傳遞信息，如電報通信一般采用公共 系統(tǒng)中的一個話路或從話路中一局部頻帶進行傳送；電視信號或圖像信號可使用多個話路合并為一個信道進行傳送。9/16/202219 (2)按傳輸介質分類 通信系統(tǒng)模型中的信道是指傳輸信息的介質或信號的通道。按傳輸介質分類，通信系統(tǒng)可分為有線和無線兩大類。有線又包括雙絞線、同軸電纜、光纜等；無線包括微波、衛(wèi)星、紅外線、激光等。 (3)按傳輸信號的特征分類 根據傳輸信號的特征，通信系統(tǒng)可分為模擬

11、通信系統(tǒng)和數字通信系統(tǒng)兩大類。模擬信號凡信號參量的取值是連續(xù)的或取無窮多個值的，且直接與消息相對應的信號，均稱為模擬信號。如 機送出的語音信號、電視攝像機輸出的圖像信號等。數字信號凡信號參量只能取有限個值，并且常常不直接與消息相對應的信號，均稱為數字信號，如電報信號、計算機輸入/輸出信號、PCM信號等。9/16/202220 在模擬通信系統(tǒng)中傳輸的是模擬信號，如圖11-2所示是模擬通信系統(tǒng)的根本組成。在圖中用調制器取代通信系統(tǒng)模型圖11-1中的發(fā)送變換器，用解調器取代了通信系統(tǒng)模型圖ll-l中的接收變換器。這里的調制器和解調器對信號的變換起著決定性的作用，直接關系著通信質量的優(yōu)劣。圖11-2模

12、擬通信系統(tǒng)根本組成圖 圖11一l 通信系統(tǒng)的根本模型圖 9/16/202221 在數字通信系統(tǒng)中傳輸的是數字信號。數字通信系統(tǒng)的根本組成如圖11-3所示。數字通信系統(tǒng)除包括調制解調器外，還包括信源編碼器、信道編碼器、信道譯碼器、信源譯碼器和同步系統(tǒng)等。 圖11-3 數字通信系統(tǒng)根本組成圖9/16/202222 1)信源編碼器的主要作用是提高數字信號傳輸的有效性。如果信息源是數據處理設備，還要進行并串變換，以便進行數據傳輸。通常數字加密也可歸并到信源編碼器中。接收端的信源譯碼是信源編碼的逆變換。 2)信道編碼器可以提高數字信號傳輸的可靠性。由于傳輸信道內噪聲的存在和信道特性不理想造成的碼元間干擾

13、，通信系統(tǒng)容易產生傳輸過失，而信道的線性畸變所造成的碼間干擾可通過均衡方法根本消除，因此信道中的噪聲是導致傳輸過失的主要原因。減小這種過失的根本方法是在信碼組中按一定規(guī)那么附加上假設干監(jiān)視碼元(或稱冗余度碼元)，使原來不相關的數字信息序列變?yōu)橄嚓P的新的序列，然后在接收端根據這種相關的規(guī)律性來檢測或糾正接收序列碼組中的誤碼，以提高可靠性，因此信道編碼器又稱過失控制編碼器。接收端的信道譯碼器是信道編碼器的逆過程。9/16/202223 3)同步系統(tǒng)用于建立通信系統(tǒng)接收和發(fā)送一致的時間關系。只有這樣，接收端才能確定每位碼的起止時間，并確定接收碼組與發(fā)送碼組的正確對應關系，否那么接收端無法恢復發(fā)送端的

14、信息。因此同步是數字通信系統(tǒng)正常工作的前提，通信系統(tǒng)能否有效地、可靠地工作，很大程度上依賴于同步系統(tǒng)性能的好壞。同步可分為載波同步、位同步、幀同步和網同步四大類。9/16/202224 模擬通信系統(tǒng)與數字通信系統(tǒng)各有特點，但從總體上 看，數字通信系統(tǒng)與模擬通信系統(tǒng)相比，其具有以下優(yōu)點： 1)抗干擾能力強，數字通信系統(tǒng)可通過再生中繼器消除噪聲積累； 2)可采用過失控制技術，提高數字信號傳輸的可靠性； 3)便于進行各種數字信號處理，如計算機存儲處理，使數字通信和計算機技術相結合，從而組成綜合化、智能化的數字通信網； 4)數字通信系統(tǒng)可使傳輸與交換相結合， 、數據和圖像傳輸相結合，有利于實現(xiàn)綜合業(yè)務

15、數字網； 5)數字通信系統(tǒng)的器件和設備易于實現(xiàn)集成化及微型化。9/16/202225 (4)按通信網的拓撲結構分類 通信網的拓撲結構主要有以下五種，其結構形式如圖1l-4所示。 圖114 通信網拓撲結構 “拓撲結構指各站點在網絡上的互連方式9/16/202226網型網拓撲 任何一個站點都與其它站點直接互連，構成網狀網絡，可提高網絡的速度和可靠性。星型網拓撲 中央結點到各站點之間呈輻射狀連接。 優(yōu)點：星形網絡中任何單個的故障只影響其本身，而不會影響到整個網絡。 缺點：對中央結點的可靠性要求很高，且系統(tǒng)的擴展比較困難。9/16/202227復合網拓撲 這種網絡拓撲結構是網型網和星型網復合而成。它是

16、以星型為根底，并在通信量較大的區(qū)間構成網型網結構。環(huán)形網拓撲 站點與站點之間首尾相接，形成一個環(huán)，數據只能沿單方向傳輸。 優(yōu)點：保證了站點訪問的公平性。缺點：站點的故障會引起全網故障。9/16/202228總線形拓撲 所有的站點都連接在同一根傳輸線，即“總線上。 優(yōu)點：總線形網絡結構簡單，易于擴充。 缺點：故障檢測較困難。 假設兩個以上站點同時發(fā)送信息，通過介質訪問控制方式(CSMA/CD)讓站點競爭使用總線，防止沖突。9/16/202229 (5)按使用范圍分類 按使用范圍通信網可分為本地網、長途網和國際網。本地網包括大城市、中等城市、小城市和縣本地網；長途網是指負責本地網之間長途 業(yè)務的網

17、絡；國際網是國際 通信通過國際 局完成，每一個國家都設有國際 局，國際局之間形成國際 網。9/16/202230 (6)按業(yè)務類型分類 通信網按業(yè)務劃分可分為 網、電報網、數據網、 網、移動通信網和綜合業(yè)務數字網(ISDN)等。 網包括市內 網、農村 網、本地 網和長途 網；電報網包括公眾電報網、用戶電報網和智能用戶電報網；數據網包括公眾數據網和專用數據網； 網包括本地 網、地區(qū)性 網和全國性 網；移動通信網包括本地移動通信網和漫游移動通信網；綜合業(yè)務數字網包括本地ISDN和全國性ISDN。 (7)按運營方式分類 通信網按運營方式不同可以劃分為公用網和專用網。公用通信網即公眾網，是向全社會開放

18、的通信網。專用通信網是相對于公用通信網而言的，它是國防、軍事或國民經濟的某一專業(yè)部門(如城市軌道交通、鐵道、石油、水利電力等部門)自建或向通信效勞運營商租用電路，專供本部門內部業(yè)務使用的通信網。 9/16/202231二、城市軌道交通通信系統(tǒng)組成及功能 城市軌道交通專用通信系統(tǒng)一般由傳輸、公務 、專用有線調度 、無線列車調度、閉路電視監(jiān)控、車站播送、時鐘、旅客信息引導顯示、防雷、光纖在線監(jiān)測、動力環(huán)境監(jiān)測、UPS不間斷電源等系統(tǒng)組成。 1通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)的功能 通信系統(tǒng)的效勞范圍包括運營控制中心、車站、車輛段、停車廠、維修中心、車站內等城市軌道交通運營效勞區(qū)域。通信系統(tǒng)不是單一的子系統(tǒng)，而是多

19、個相對獨立的子系統(tǒng)的組合。這些子系統(tǒng)在不同的運營環(huán)境下協(xié)調工作。各子系統(tǒng)能對各自的故障進行檢測和報警，從而確保整個通信系統(tǒng)的可靠性。9/16/202232 (1)傳輸系統(tǒng)功能 傳輸系統(tǒng)是整個通信網絡的紐帶，它給通信各子系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、AFC自動售檢票系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、辦公網絡等提供傳輸通道，將各車站、車輛段、停車廠的設備與控制中心的設備連接起來。在城市軌道交通中傳輸設備之間一般采用光纖連接，構成雙環(huán)路拓撲結構網絡。 (2)公務 系統(tǒng)功能 公務 系統(tǒng)為軌道交通運營提供辦公 、 等業(yè)務，同時在控制中心、車站、段廠等也設置公務 ，既可作為辦公 使用，也可以作為有線調度 的備份，一旦調度

20、 故障，臨時應急使用。9/16/202233 (3)專用有線調度系統(tǒng)功能 專用有線調度 是為行車指揮、維修、搶險等設置的專用通信系統(tǒng)。根據列車運行組織和業(yè)務管理、指揮的需要，城市軌道交通一般設置四種調度 系統(tǒng)：行車調度 系統(tǒng)、電力調度 系統(tǒng)、防災調度 系統(tǒng)、維修調度 系統(tǒng)，四種調度 系統(tǒng)均包含調度臺和各自的調度分機。 行車(或電力、防災、維修)調度員可通過調度操作臺直接控制調度專用交換設備進行個別呼叫、分組呼叫或全部呼叫各站、段的行車(或電力、防災、維修)值班員；各站、段的行車(或電力、防災環(huán)控、維修)值班員可通過調度 分機直接呼叫調度員，但分機之間不能相百呼叫通話。9/16/202234 (

21、4)無線列車調度系統(tǒng)功能 無線調度系統(tǒng)主要是用于解決固定人員(調度員、值班員)與流動人員(駕駛員、維修人員與列檢人員等)之間的通話。該系統(tǒng)由無線控制設備、無線基站、調度臺、車站固定臺、車載臺和便攜移動臺等設備組成。 (5)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)功能 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是軌道交通運營管理及保證運輸平安的重要手段，它給控制中心的調度員、各車站值班員、公安值班人員等提供有關列車運行、旅客疏導、防災救火、突發(fā)事件等情況下的現(xiàn)場視頻信息。電視監(jiān)控系統(tǒng)其主要由中央控制室監(jiān)視控制設備、車站監(jiān)控設備、車站硬盤錄像設備、云臺攝像機和固定攝像機等設備組成。9/16/202235 (6)播送系統(tǒng)功能 播送系統(tǒng)為乘客提供列車

22、到發(fā)時間、平安提示信息的同時，還能在緊急情況或突發(fā)事件時為乘客提供疏散信息。播送系統(tǒng)主要由中央控制設備、車站、段廠控制設備、站廳、站臺聲場設備等組成。 (7)時鐘系統(tǒng)功能 時鐘主要是為行車組織提供統(tǒng)一的標準時間，并向其他系統(tǒng)提供標準時間信號。時鐘系統(tǒng)由中心母鐘、監(jiān)控終端、二級母鐘、子鐘及傳輸通道等設備構成。 (8)旅客引導顯示系統(tǒng) 旅客引導顯示系統(tǒng)主要功能是為旅客提供關于行車時刻表、平安提示、視頻等的文字或多媒體視頻信息。旅客引導顯示系統(tǒng)由中心控制終端、車站控制設備、LED(發(fā)光二極管)顯示屏、PDP(等離子)或液晶顯示屏組成。 (9)防雷系統(tǒng)功能 防雷系統(tǒng)為其他通信子系統(tǒng)提供防雷保護，當設備

23、遭到雷擊或強電干擾后防雷系統(tǒng)通過隔離保護、均壓、屏蔽、分流、接地等方法減少雷電對設備的損害。9/16/202236 (10)光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)功能 光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)主要為光纜傳輸通道進行實時在線監(jiān)測，維護人員可以通過網管監(jiān)控設備監(jiān)測光纜狀態(tài)，并能在故障時判斷故障點。光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由恒定光源模塊、光功率監(jiān)測模塊、光纖測試模塊、處理控制模塊以及監(jiān)控處理設備等組成。 (11)動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能 動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對通信機房的溫濕度、煙霧、空調等工作環(huán)境進行監(jiān)測以及對通信系統(tǒng)UPS電源設備的工作參數進行監(jiān)控，通過傳輸設備將車站內通信機房的信息傳至控制中心網絡管理終端，以便維護工作人員能夠實時監(jiān)測車

24、站狀況。 (12)UPS不問斷電源系統(tǒng)功能 UPS不問斷電源系統(tǒng)主要為其他通信子系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，當市電或UPS主機故障時，通過電池組為設備供電，保證通信設備正常運行。UPS不間斷電源系統(tǒng)包括主機、蓄電池組、配電設備等。9/16/202237 2城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)設備 傳輸系統(tǒng)是整個通信網絡的紐帶，通過它將各通信子系統(tǒng)車站信息傳送到控制中心，同時為電力系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、AFC自動售檢票系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、辦公網絡等提供傳輸通道。傳輸設備包括車站設備和控制中心設備，不同的廠家有不同的組網模式。 9/16/202238 (1)通信傳輸系統(tǒng)需要傳送的信號形式 通信傳輸系統(tǒng)需要將各子系統(tǒng)的信號上

25、傳到控制中心，同時控制中心也需要通過傳輸系統(tǒng)將控制信息送到車站，這些信號通過物理接口進行轉換，其信號轉換接口形式包括： 公務及專用 系統(tǒng)：話音信號，一般為64k語音接口及E1(2MPCM)接口。 視頻系統(tǒng)：視頻接口和控制接口，一般為E1接口和RS一422接口。 無線系統(tǒng)：話音信號、基站鏈路控制信號、遠端調度臺信號，一般為El接口、RS一422接口和以太網接口。9/16/202239 時鐘系統(tǒng)：傳送控制信號，一般為Rs一422接口。 播送系統(tǒng)：控制信號、高保真語音信號，一般為RS-422接口和高保真語音接口。 旅客引導顯示系統(tǒng)：控制信號、視頻信號、語音信號，一般為Rs一422接口和El接口。 電

26、力系統(tǒng)：控制信號、視頻信號，一般為Rs一422接口和E1接口。 信號系統(tǒng)：控制信號和網絡信號，一般為Rs一485接口和以太網接口。 AFC自動售檢票系統(tǒng)：網絡信號，一般為以太網接口。 綜上所述，需要傳輸系統(tǒng)傳送的信號形式包括：E1接口、RS-422接口、Rs一485接口、高保真語音接口、以太網接口等。9/16/202240 (2)傳輸系統(tǒng)組網模式通信 傳輸系統(tǒng)組網模式示意圖如圖115所示。 圖115 傳輸系統(tǒng)組網模式示意圖 9/16/202241 整個傳輸系統(tǒng)一般由車站設備、控制中心設備和傳輸線路三局部組成。車站設備用來將車站各系統(tǒng)需要上傳的電信號轉換成光信號，通過光纜線路傳輸到控制中心；控制

27、中心設備是將車站上傳的光信號轉換成各通信子系統(tǒng)或其他系統(tǒng)需要的電信號?？刂浦行脑O備一般包括網絡管理系統(tǒng)，用來監(jiān)測整個網絡設備運行狀態(tài)，同時還具有系統(tǒng)參數設置、故障統(tǒng)計、報表輸出、系統(tǒng)用戶權限設置等功能。9/16/202242 (3)傳輸系統(tǒng)的組網類型與比較 隨著城市軌道交通的開展，通信傳輸技術在此領域得到了廣泛的應用和開展。目前城市軌道交通傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務主要有：2M中繼業(yè)務、計算機以太網業(yè)務、視頻業(yè)務、旅客信息多媒體業(yè)務、高清晰播送語言業(yè)務、各種控制接口業(yè)務等。 根據城市軌道交通傳輸系統(tǒng)業(yè)務的特點，適合各種業(yè)務傳輸的技術主要有：開放式傳輸網絡(OTN)系統(tǒng)、基于SDH(同步數字傳輸序列)的

28、多業(yè)務傳輸平臺(MSTP)、異步傳輸模式(ATM)以及RPR(彈性分組環(huán))技術。9/16/202243 1)OTN系統(tǒng)。OTN(開放式傳輸網絡)是德國西門子公司開發(fā)的光纖傳輸系統(tǒng)。它采用了TDM時分復用技術，屬于同步傳輸體系。OTN系統(tǒng)提供豐富的接口板卡業(yè)務，對于軌道交通傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務無需再加接口轉換設備，直接接人即可連接組網，網絡設備簡單。 OTN的組成 9/16/202244 OTN系統(tǒng)開發(fā)了與SDH相連的接口節(jié)點設備，使OTN設備與標準通用傳輸設備的互連互通成為可能。 由于OTN系統(tǒng)能夠提供豐富的業(yè)務接口，使其在專用網絡中應用很多，在城市軌道交通中的應用案例也很多，如北京地鐵、天津輕

29、軌、廣州地鐵、上海地鐵、深圳地鐵、重慶輕軌等。9/16/202245 2)基于SDH的多業(yè)務傳輸平臺MSTP。MSTP技術源于同步數字傳輸體系SDH，經過近幾年的不斷開展，已經將PDH(準同步數字傳輸)、SDH、POS(基于SDH的數據包)、以太網、ATM異步傳輸模式、RPR彈性分組環(huán)、SHDSL(對稱高速數據用戶線)、DDN(數字數據網)等技術于融為一體?，F(xiàn)在的MSTP已經能為以太網業(yè)務提供業(yè)務接口，能夠提供多點到多點的連接，具有用戶隔離和帶寬共享等功能。 不同的MSTP業(yè)務處理方式示意圖9/16/202246 MSTP是基于TDM的技術，不能動態(tài)分配信道帶寬，不適合具有“突發(fā)業(yè)務特點的數據

30、業(yè)務。因此，MSTP的主要用途仍然是提供TDM電路。因此，MSTP技術的傳送業(yè)務是以TDM業(yè)務為主，以數據業(yè)務為輔。MSTP技術在城市軌道交通中應用較多，如廣州地鐵的3號線、5號線。9/16/202247 3)異步傳輸模式(ATM)。ATM(異步傳輸模式)是在20世紀80年代為B-ISDN(寬帶綜合業(yè)務數據網)定義的傳輸技術，是一種基于統(tǒng)計復用的面向連接的技術。 ATM的技術特點是能根據業(yè)務的需求分配網絡帶寬，使得網絡帶寬的利用率提高：具有嚴格的效勞質量保障，有良好的流量控制均衡能力及故障恢復能力，網絡可靠性高。 ATM技術的缺乏之處在于：對信息傳輸存在一定的時延、抖動及丟包等現(xiàn)象；在話音通信

31、方面，主要采用電路仿真方式；在LAN(局域網)領域由于千兆位以太網的崛起，ATM的優(yōu)勢不復存在；在廣域網領域，ATM受到來自IP(網間互連協(xié)議)技術的競爭。 ATM在城軌中也有應用案例，在北京八通線中，傳輸系統(tǒng)采用SDH和ATM兩種技術，SDH用于傳統(tǒng)的2M電路業(yè)務，ATM用于承載以太網數據以及視頻圖像業(yè)務。9/16/202248 4)RPR技術。RPR綜合了SDH、以太網、MPLS(多協(xié)議標簽交換)、ATM、WDM(波分復用)等協(xié)議和技術的優(yōu)點，為數據業(yè)務提供了一種優(yōu)化的解決方案。RPR組網方案可保證語音、數據、視頻等業(yè)務在統(tǒng)一的平臺上傳輸。 由于RPR是一種較新的技術，目前在國內城市軌道交

32、通領域已有應用案例，如廣州地鐵公安通信傳輸系統(tǒng)一直采用RPR技術。由于RPR在支持數據及視頻業(yè)務方面的優(yōu)勢，使其在網絡及各種運營商領域廣泛運用。9/16/202249休息、休息9/16/202250工程實施 任務 了解城市軌道交通通信系統(tǒng)組成 1目標 1)了解城市軌道交通通信網的各個組成局部及相關設備。 2)了解如何實現(xiàn)控制中心調度與車站之間的通話。 2設備 1)城市軌道交通控制中心和通信設備間，以及車站和列車通信設備。 2)控制中心視頻系統(tǒng)、控制中心調度 、列車車載臺、車站調度 。 3買1乍內容 1)參觀城市軌道交通控制中心和通信設備間，以及車站和列車通信設備。 2)利用控制中心調度 與列車

33、車載臺進行通訊。 3)利用控制中心視頻系統(tǒng)監(jiān)督某站站臺客流情況。9/16/202251拓展與提高 一、傳輸介質 傳輸介質是連接通信網絡發(fā)送方和接收方的物理通路。共有三種類型的傳輸介質，每一種類型都有許多品種。第一種類型是金屬導體介質，包括對稱電纜(雙絞線是較常見的一種)、同軸電纜等。第二種類型是光導纖維介質，包括多模光纖、單模光纖等。第三種類型是無線介質，包括微波、紅外線、激光等。 1雙絞線 雙絞線由按規(guī)那么螺旋狀扭在一起的兩根絕緣導線組成，如圖116所示。線對扭在一起可以減少相互間的輻射電磁干擾。雙絞線是最常用的傳輸媒體，用于 通信中的模擬信號傳輸，也可用于數字信號的傳輸。 (1)物理特性

34、雙絞線芯一般是銅質的，能提供良好的傳導率。 圖116雙絞線的根本結構9/16/202252 (2)傳輸特性 雙絞線既司以用于傳輸模擬信號，也可以用于傳輸數字信號，其數據傳輸率的上下與傳輸距離有密切關系。 (3)連通性 雙絞線普遍用于點到點的連接，也可以用于多點的連接。作為多點介質使用時，雙絞線比同軸電纜的價格低，但性能較差，而且只能支持很少幾個站。 (4)地理范圍 雙絞線可以很容易地在幾十米或更大范圍內提供數據傳輸。局域網的雙絞線主要用于一個建筑物內或幾個建筑物間的通信，在100kbps速率下傳輸距離可達lkm，但10Mbps和100Mbps傳輸速率傳輸距離一般不超過100m。 (5)抗干擾性

35、 在低頻傳輸時，雙絞線的抗干擾性相當于或高于同軸電纜，但在超過10100kHz時，同軸電纜就比雙絞線明顯優(yōu)越。9/16/202253 (6)使用特性 雙絞線的優(yōu)點是價格廉價、使用方便、安裝容易。因此常作為用戶與本地中心站及中心站與中心站間的連線。 (7)常見分類 為了提高雙絞線的抗干擾能力，可以在雙絞線的外面增加金屬屏蔽層。雙絞線根據有無屏蔽層可以分為：非屏蔽雙絞線(UTP)和屏蔽雙絞線(STP)。 2同軸電纜 同軸電纜是按同軸形式構成線對，如圖11-7所示，最里層的內芯是銅質或鋁質導體，向外依次為絕緣層、由網狀導體構成的屏蔽層，最外層那么是起保護作用的塑料外套，內芯和屏蔽層構成一對導體。閉路

36、電視所使用的電纜就是寬帶同軸電纜。圖11-7同軸電纜 9/16/202254 (1)物理特性 單根同軸電纜的直徑約為102254cm，可在較寬的頻率范圍內工作。 (2)傳輸特性 基帶同軸電纜僅用于數字傳輸，數據傳輸速率最高可達10Mbps。寬帶同軸電纜既可用于模擬信號傳輸又可用于數字信號傳輸，對于模擬信號發(fā)送帶寬可達300450MHz。 (3)連通性 同軸電纜適用于點到點和多點連接?；鶐?0電纜每段可支持幾百臺設備，在大系統(tǒng)中還可以用轉接器將各段連接起來；寬帶75電纜可以支持數千臺設備，但在高速數據傳輸率下(50Mbps)使用寬帶電纜時，設備數目限制在2030臺。9/16/202255 (4)

37、地理范圍 傳輸距離取決于傳輸的信號形式和傳輸的速率，典型基帶電纜的最大距離限制在幾公里，在同樣數據速率條件下，粗纜的傳輸距離較細纜的遠。寬帶電纜的傳輸距離司達幾十公里。 (5)抗干擾性 同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線強。 (6)使用特性 壽命長、通信容量大、質量穩(wěn)定、外界干擾小、可靠性高和維護便利等優(yōu)點，在有線通信中占有很大比重。 (7)常見分類 按其阻抗特性來分主要有兩大類，即50、75。在早期的局域網中，傳輸介質幾乎全部采用的是50基帶同軸電纜(又叫基帶電纜)和75寬帶同軸電纜(又叫寬帶電纜)。9/16/202256 3光導纖維 光導纖維的簡稱是光纖，通常由非常透明的石英玻璃拉成細絲狀，是一

38、根很細的且能傳導光束的介質。 (1)物理特性 光纖是一種細小(50100m)柔軟并能傳導光波的介質。目前通信用的光纖是石英玻璃制成的橫截面很小的雙層同心圓柱體，未經涂覆和套塑的光纖稱為裸光纖，由纖芯和包層所組成。 在實際應用中，為使光纖耐拉伸并不益受損傷，一般將光纖制成不同結構的光纜，使其具有一定的結構強度，不僅能在各種環(huán)境下使用，而且能保證傳輸的穩(wěn)定性和可靠性。光纜的根本結構包括：纖芯、緩沖層、加強層和外表皮層，如圖118所示。 圖118單芯光纜的結構9/16/202257 (2)傳輸特性 光纖通過內部的全反射來傳輸一束經過編碼的光信號，內部的全反射可以在任何折射指數高于包層媒體折射指數的透

39、明媒體中進行。實際上光纖作為波導管，其頻率范圍從10141015Hz，覆蓋了可見光譜和局部紅外光譜。 (3)連通性 光纖普遍用于點到點的鏈路。因為光纖功率損失小、衰減少并具有較大的帶寬潛力，因此一段光纖能夠支持的分接頭數比雙絞線或同軸電纜多得多。 (4)地理范圍 光纖可以在幾公里的距離內不用中繼器傳輸，因此光纖適合于在幾個建筑物之間通過點到點的鏈路連接網絡或長距離的骨干傳輸網。9/16/202258 (5)抗干擾性 光纖具有不受電磁干擾或噪聲影響的獨有特征，適宜在長距離內保持高數據傳輸率，而且能夠提供很好的平安性。 (6)使用特性 傳輸頻帶寬、速率高、傳輸損耗低、傳輸距離遠、抗雷電和電磁的干擾

40、性好、保密性好、不易被竊聽或截獲數據、傳輸的誤碼率很低、可靠性高。 (7)常見分類 根據傳輸模數分為兩大類，單模光纖和多模光纖。 單模光纖：如圖1l一9所示，光纖中只有一種波長的光波傳輸，其特點是纖芯細、色散小，效率高、價格貴，適于長距離與高速場合。 9/16/202259 光纖的工作波長可以分為三大類：多模通信所用的0809m短波段，單模或多模通信應用的125135m長波段和單模通信所用的153158m長波段。 多模光纖：如圖1110所示，光纖中有不同種波長的光波傳輸，其特點是纖芯粗、色散大、效率較低、價格較廉價，用于短距離與低速場合。9/16/202260 4無線傳輸介質 無線傳輸介質通過空間傳輸，不需要架設或鋪埋電纜或光纖，目前常用的技術有：無線電波、微波、紅外線和激光。便攜式計算機的出現(xiàn)，以及在軍事、野外等特殊場合下移動式通信聯(lián)網的需要，促進了數字化無線移動通信的開展，現(xiàn)在無線移動個