铁路通信系统接入网工程技术

２０　信息科学　２科０１　０　２年第期　１　铁路通信系统接入网工程技术　汪登峰　（中钦ｔ一局集团电务］　程有限公司，湖北武昌４３００７１）　摘要随着铁路通信网的不断发展，许多以前应用于公网的技术正不断地引人到铁路专用通信中，更优化的接入网络结构和技术都是保　证铁路专网性能提高的重要条件，我们只有在铁路建设中不断的研发，应用新技术．才能满足当前高速铁路的发展。针对铁路通信接　入网的Ｔ程施Ｔ技术进行探讨。　关键词铁路工程；通信系统；接入网；施工工艺　中圈分类号ＴＰ　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）１１１－００２０—０１　１铁路通信接入网的特点　铁路通信传输系统是由ｊ三层网构成最上层为干线长途传输网　（ＳＴＭ一４），中层为局线长途及部分区段传输网（ＳＴＭ一１）底层为区段　及地区传输网（ＳＴＭ一１），承担铁路本地网的传输业务。前２层可归结到　铁路的核心网中，接入网技术需解决的是第３层的业务，即采用用户接　入网系统构成铁路通信的区段及地区通信系统。不同于传统电信网，铁　路专用通信有许多自己的特点：点多、线长、沿铁路线分布，交换局、　所设置较多，而小站自动电话普及率较低。支线多、组网复杂、维护困　难。铁路专用通信接入网主要为铁路运输提供服务，用户需求比较特殊　（如行车调度的共线电话、红外线监控通道等），而且自动电话用户数　量少，专线用户多。因此，该网与传统电信接入网的配置相比，有很大　不同，音频专线板，数字用户板，Ｅ１支路板配置较多，模拟用户板较　少，组网方式更安全、更稳定、可靠性更高。　铁路通信接入网的业务主要可分为公用和专用两方面。专用业务主　要有：１）铁路专用通信：调度电话、专用电话、区间电话、站间电话　和闭塞电话。２）专用数据业务，铁路运输管理信息系统ＴＭＩＳ铁路客票　发售和定系统铁路运输调度指挥管理信息系统ＴＤｃｓ、调度集中ＣＴＣ、调　度监督、红外轴温远程监测、电力远程监测与控制、中间站电源设备及　环境等远程监测与控制。３）其他多媒体业务：电视会议系统、电缆电　视（ＣＡＴＶ）等。　２施工方案　幅调相及正交调幅线路编码技术，利用这“非对称性”，不仅减少了干　扰，而且也充分利用了数据和图像通信的固有不对称性，可为用户提　供ＰＯＴＳ、ＩＳＤＮ及交互式数字视像业务。４）甚高比特率数字用户环路技　术，叉称为宽带数字用户环路技术，是在ＡＤＳＬ基础上开发的。ＶＤＳＬ收　发机采用ＤＭＴ调制，具有很大的灵活性和优良的高频传送性能，在双绞　线上其下行传输速率可以扩展至２５Ｍｂ／ｓ，甚至５２Ｍｂ／ｓ。上行方向传输速　率达１．５—２Ｍｂ／ｓ的数字信号，其传输距离缩短，码问干扰大大减少。这种　技术还可以使用户口接收不同的时钟，因而可提供几种不同的传输速率　和资费，灵活性较好，可为用户提供Ｐ嘱、Ｂ—ＩＳＤＮ及交互式字视像等业　务。　２．１．２光纤接入施工案　接入网中主干馈线部分采用光纤作为传输媒介。即称为光纤接入技　术。　１）光接入复用技术。针对大的企事业用户或远离交换机的用户集　中区，采用灵活的光接人系统（ＦＡＳ），或通用的光接入复用系统，或　具有ｖ５接口的综合光接入复用系统等。它在交换局与用户间建立专用的　接入网所采用的施工技术主要有有线接入技术和无线接人技术。　２．１有线接入施工　光纤链路，便于用户多种业务的接人和管理，形成星形网结构，可降低　运营成本。２）ＳＤＨ技术。在接人网中采用ＳＤＨ自愈环形结构，结合ＡＴＭ　交换机提供音频、视频、数据等交互型业务和分配型业务。实现传输宽　带和传输容量最合理的按需分配，从而实现宽带ＩＳＤＮ。３）光纤环路技　术。其主干馈线系统使用光纤来传输多种信息，采用全数字传输方式。　光纤环路的基本结构。可提供Ｐ０　、ＩＳＤＮ、数据和交互式数字视像等业　务。４）根据光分路采用的方式，可分为无源光网络（ＰＯＮ）和有源光网　络（ＡＯＮ）。ＰＯＮ主要采用无源光功率分配器将信息传送至各用户：①　宜采用Ｇ６５２光纤，工作波长为１３１０ｎｍ和１５５０ｎｍ；②拓扑结构有星形、树　形、总线和环形４种结构；③信号传输方式有时分复用、副载波复用和　波分复用３种形式。ＡＯＮ是以有源光电复用设备为用户传送信息，可提　供邮、ＩＳＤＮ和数据等业务。　２．１＿３混合接入网施工方案　１）混合的光纤同轴网。其基本特征是以副载波调制方式，系统带　宽７５０ＭＨｚ，综合接人多种模拟和数字业务信息。ＨＦＣ主干系统使用光　纤，采用频分复用方式传输多种信息。配线部分使用树状拓扑结构的同　轴电缆系统，传输和分配用户信息，其配置参考模型。２）混合的光纤　不对称数字用户环路（ＡＤ—ＳＬ）技术。该技术采用Ｄ　Ｍｒ］噙散多音频线路　编码技术和ｃＡＰ无载波调幅调相技术。　２．２无线接入技术　有线接入网主要包括主干馈线系统和配线系统，根据其所采用的传　输媒介不同。其接人技术可分为金属线接人技术、光纤接入技术和混合　接人技术。有线接入网其通用物理参考模型。　２．１．１金属线接人施工方案　除目前普遍使用的铜线用户电缆外，金属线接人技术是指在非加感　的用户电缆上，通过采用数字信号处理技术，提高金属对线的传输容　量，向用户提供各种综合接入业务的手段，主要包括用户线增容技术、　高速字用户环路技术、非对称字用户环路技术和甚高比特字用户环路技　术。　１）用户线增容技术的核心是数字用户环路传输技术和低速语音编　码技术。它采用８ｂｉｔ码，６４ｋｂ／ｓ速率的ＰＣＭ标准。线路编码用２Ｂ１Ｑ，与　回波抵消技术相结合可以在现有一对双绞线上，为用户和交换机问提供　全双工１４４ｋｂ／ｓ速率的２Ｂ＋Ｄ连接。采用自适应编码技术后速率为３２ｋｂ／ｓ，　在同样的双绞线上可传送４路语音信号，总速率不变，语音质量略有下　降。２）高速数字用户环路技术，是利用现有铜缆用户线的２对或３对双　绞线，来提供全双工的２Ｍｂ／ｓ数字连接能力。该技术只需在交换机侧安　装交换线路模块，在用户侧安装网络终端模块，因其采用２Ｂ１Ｑ或ｃＡＰ线　路编码技术和回波抵消技术，及高速自适应数字滤波等技术，可自动处　理环路中近端串音、噪声对信号的干扰、桥接和其他损伤。适用于多种　混合线路或桥接条件。而无需再生中继器即可在０．４＿Ｏ．６ｎｍａ直径的双绞线　上将２Ｍｂ／ｓ信号传送３—５ｋｍ。因而ＨＤ—ＳＬ不仅提供了较长的无中继传输能　力，而且简化安装维护和设计工作，降低维护运行成本。３）非对称数字　用户环路是在现有双绞线上，传送高速非对称数字信号的一种新技术。　其关键在于“非对称”，即下行方向传送高速数字信号可达６．２Ｍｂ／ｓ，　甚至更高；上行方向传送速率为５７６ｋｂ／ｓ。采用离散多音频或无载波调　无线接入是在接入网的某一部分或全部引入无线传输媒介，向用户　提供固定终端业务服务和移动终端业务。在施工中常用的无线接入技术　有点对点、点对多点的微波，蜂窝，卫星通信及无绳电话等。　２．２．１固定无线接入和移动无线接人　１）固定无线接人技术。包括点到点的无线链路，用户一点多址接　人无线系统；视距地面微波链路，多路多点分配业务系统和本地多点分　配业务系统；卫星系统以及新兴的固定无线接人系统，均是利用已有的　如微波、卫星、蜂窝通信和无绳通信等无线电技术在固定的接人网中，　推动业务的发展。２）移动无线接人技术。包括全球移动通信、欧式数　字无绳电话ＤＥＣＴ和移动卫星通信技术及全球个人通信技术等。　２．２．２几种常用的无线接入施工方案　（下转第１７页）　霸　毫子科学　１７　探究影响电机正常工作的电源因素　崔贵良，陈红伟　（河南省漯河供电公司，河南漯河４６２０００）　中图分类号ＴＭ　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２ｏｌｏ）１　１　１－００１７—０ｌ　１引言　１．１起因经过　次，三相负载不平衡运行，将增加输配电线路的损耗。在输送相同容量　电能的情况下，其消耗掉的功率比对称负载运转时多得多，将造成很大　的浪费。　２ｌ２功率因数低　系统１－．所装接的负载，除白炽灯、电炉等属于纯电５且｝生负载外，其　余大多数负载像感应电动机、变压器、电冰箱、目光灯等，均含有电阻　７）１　６日１５Ｈ￣３ｏ分，漯河供电公司城郊供电所西河台区一菜农浇菜　时，发现电机出水极缓，就将电源关闭．仔细检查电机，未发现任何异　常。再试，结果依旧。无奈，只好打电话向供电所求助。　城郊供电所所长顿文峰和笔者立即赶往现场，先用电笔测试ｊ相电　压时，发现两相电压电笔氖管极亮，另一相电笔氖管不亮；再用万用表　测试线电压正常，而相电压不正常。顿所长判断为一相接地，即用电笔　测量，氖管不亮的该相接地。　由于该台区用户多，主下户线就有７０多条，需通过逐基登杆将下户　线逐条解下试送，来查找故障原因，Ｊ二作量大。于是，顿所长又抽调了　两名农电工来支援，为了缩小范围，把侧重点放在动力用户。功夫不负　有心人，经过近３个小时的排查，反复停送电操作，在解下第１８条下户　线后，用万用表测试线电压、相电压均正常。接下来，沿着第１８条下户　线（该下户线是一预制厂线路）查找问题，终于找到了原因——电缆一　相外皮磨破与震动榜外壳接触造成该相接地。经过换线处理，接地故障　排除，及时保证了用户安全可靠用电。　１．２原因分析　及电感成份，因此线路电流的相位角往往滞后于电压相位角。在物理学　中，电流通常分成有效电流与无效电流两种分量，不沦哪一种，都是　由发电机经输电及配电线路来供给，但电能表所计量的仅为有效功率部　分，并且无效电流也会增加线路压降及线路损失。　１）功率因数低的危害。功率因数较低时，消耗电功率较大，此时　其消耗电流则更大，可能超过线路负荷，造成断路器动作而跳闸，更严　重时可能造成电线失火，导致火灾发生。２）功率因数增加的益处。改　善功率因数后，线路总电流减少，使已达饱和的变压器、开关等机器设　备和线路容量获得释放，因此可减少温升并延长设备使用寿命。　２．３电压电流谐波影响　三相电压中，因一相接地，会引起相电压之间不平衡，造成接地一　相电压降低，另外两相电压升高。从而，导致中性点电压位移，零线带　电。　１．３造成后果　该现象会对用户的机械设备、电器造成不良影响直至烧毁，同时也　容易引发人身安全事故。　近几年来，由于电子组件的制造技术与应用技术的飞速发展，造成　高速开关设备的使用急剧增加，而一般电子整流设备具有非线性之负　载特性，导致电力系统喈波污染日益严重。理想之供电电源只含基频成　份，非线性负载在运转时会造成电压、电流波形异常，其主要成分即为　谐波电压、谐波电流。谐波污染最常见影响：　１）造成电容器过电流或过电压而导致电容器过热或毁损。２）增加　变压器和电机的绕组损失。３）保护设备动作异常。４）输电线或电缆因　集肤效应而过热。５）引起电压闪烁或电压波动现象。　３结束语　上述因素会影响电源系统安全、增加系统耗能。生产设备长时间在　非正常电能质量下工作，再加上配电系统本身若无其它保护设备时，无　论是电力设备或生产设备直接承受来自电源的影响，运转寿命则大幅度　降低。因此，在电力系统生产过程中，确保电能质量则尤为重要。　２综述影响电源质量的几种常见因素及利弊　电力系统的电能质量涵盖范围，　泛，如：三相电压不平衡、功率因　数低、谐波影响（畸变、谐波共振）。　２．１相电压不平衡　负载不平衡会使变压器处于不对称运转状态，不但造成变压器的损　耗增大，甚至会导致变压器烧毁。其　相负载不平衡时主要影响如下：　１）压器损耗：变压器的损耗包括空载损耗和负载损耗。正常情况　下变压器运行电压基本不变，即空载损耗是一个恒量。而负载损耗则随　变压器运行负荷的变化而变化，且与负载电流的平方成正比。当三相负　载不平衡运行时，变压器的负载损耗可看成三只单相变压器的负载损耗　之和，造成极大的浪费。２）零序电流过大，局部金属元件温度升高：　三相不平衡运转下的变压器，必然会产生零序电流。由于变压器内部零　序电流的存在就会在铁芯中产生零序磁通，构成回路。由此引起的磁滞　损和涡流损往往会造成这些部件发热，致使变压器局部金属元件温度升　参考文献　ｎ恻鹗．电机学■Ｅ京中国电力出版社．　马文蔚，朱莉编写．大学物理学．高等教育出版社出版发行．　作者简介　崔贵良，男，河南漯河人，毕业于北京农业大学电气自动化专业，现任　漯河供电公司环城供电部主任工程师。　陈红伟，男，河南漯河人，毕业于郑州大学电力系统机及其自动化专　业，电力技术工程师，曾从事电力系统建设、没计等工作，现负责安全管理　作。　高，严重时将导致变压器事故。另外，三相不平衡运转引起的不平衡电　压存在着正序、负序、零序三个电压分量，将使电动机出力减少。其　（上接第２０页）　１）无线本地环路接人（ＷＬＬ）技术，又称同定无线接Ａ（ＦＲＡ）　技术。是一种提供基本电话业务的数字无线接人技术。２）微波传输接　为铁路通信网应该Ｊ顺应当今通信技术的发展潮流和市场的需要，在保证　铁路通信要求的前提下，发展多种接人方式，特别是无线接人方式，逐　步达到同公用网的统一。　人技术。采用时分复用（ＴＤＭ）和时分多址（ＴＤＭＡ）技术，运用点对　点、点对多点方式，由微波中心站、中继站、端站和网管中心组成。　３）卫星接入技术。网络结构典型为点到点或点到多点（星形）连接，　接人方式可采用ＦＤ—ＭＡ、ＴＤＭＡ和ＣＤＭＡ等。　３结论　铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。讨论了有　线、无线接人技术在铁路通信网中的应用现状及其未来的发展趋势，认　参考文献　【１ｊ郑荣良无线接入网及其应用『Ｊｌ＿现化通信，１９９８，３．　［２】李征，王晓宁．接入网与接人技术【Ｍ】．清华大学出版社，２００３　【３】区惟煦，寿国础，唐余亮．光接入网技术及应用［Ｍ］．２００２．