通信系统
通信系统范文第1篇
无线通信是近年发展较快和应用较广的技术，本文通过对某电厂技术改造的研究，提出了以无线通信代替传统电缆通信的方案。该方案具有实施灵活简便、系统稳定性好的特点，同时较低的改造成本亦便于推广。
关键词：无线通信；电缆；工业控制通信系统；成本
一、目的
传统工业控制通信系统一般使用电缆作为信号传输介质，建立这样的系统需要完成大量的基建工作（制作电缆通道），支付高昂的原料成本，且建成后升级改造和故障排除均十分困难，这对生产企业来说既难以接受又无可奈何。
本文的研究目的在于尝试设计和建立一种无线工业控制通信系统，在满足工业控制系统通信稳定可靠的情况下，同时具备价格低廉和安装维护简便的特点，以代替传统的电缆通信。
二、案例
某电厂燃料码头现有二台25T桥式抓斗卸船机，自2011年开始，卸船机与输煤集控之间通信故障频发，在卸煤作业中联锁状态时有时无，故障除了影响生产效率外，更对巡检人员的安全构成了威胁。
1.故障分析
（1）电缆线芯受损：由于码头工作环境相对恶劣，电缆保护外壳易老化损坏，此时，卸船机行走所产生的拉力将有部分由电缆线芯承担，线芯因此出现断裂现象，引起故障。
（2）通信终端故障：收发信息的I/O模块跟转换电压用的继电器，在自身损坏或接线不牢的情况下均可能引起故障。
2.改进方法
设计并建立一个基于无线通信技术的工业控制通信系统，新系统不再使用通信电缆及相关的通信终端，故障亦随之消除。
设计系统工作流程如下：使用PLC/上位机采集控制系统中的数据，再利用硬件对该数据进行调制，发射电台将经过调制后的数据以电磁波的形式传播到信号覆盖区域内，指定的电台对其进行接收、解调，最终数据到达目标上位机/PLC处。
根据实际工况，通信系统按照1主站4从站的方式配置，如图1所示；选用了型号为RLXIB-IHN的以太网调制解调器作为电台使用，性能参数见表1。
三、结论
月度维护随机地点测试结果（组图1）：
1.通讯的无线信号强度：
输煤运转楼主站：为信号发送者信号满格，频道带宽为2.4G*2
煤电综合楼从站：SNR=27，信号为 优良
频道带宽为2.4G*2，与主站通讯标称速度为 300M
现有信号下通讯 速率最大150M
数据交换速度为 1～2ms 一次。
#1卸船机从站：SNR=27 ，信号为优良。
频道带宽为2.4G*2，与主站通讯标称速度为 300M
现有信号下通讯 速率最大150M
数据交换速度为 1～2ms 一次，偶尔出现3ms速度。
#2卸船机从站：SNR=30，信号为优良
频道带宽为2.4G*2，与主站通讯标称速度为 300M
现有信号下通讯 速率最大180M
数据交换速度为 1～2ms 一次。
集控室从站：SNR=24，频道带宽为2.4G*2。
与主站通讯标称速度为 110M 。
实际通讯 速率180M
数据交换速度为 1～2ms 一次，偶尔出现3ms速度。
沙角A电厂进行无线通信系统的改造成本约为10万人民币，整个改造周期约为2个月，期间可沿用原通信系统；若更换通信电缆，不计算基建费用，材料成本约为19万人民币，改造周期约为1个半月，期间设备须停运，由此可见，无线通信系统成本更低，施工过程更灵活。
在现场试运的半年时间内（含雷暴、台风等恶劣天气），该系统未出现过通信故障，且在指定区域进行随机抽查得到的信号强度均能达到良好水平，故认为其稳定可靠。
新技术发展成熟从而代替旧技术，是科技发展的普遍规律，凭借着低廉的成本、简便灵活的实施方式，无线通信也将在工业控制领域上逐渐替代电缆通信。
四、经验分享
本次改造的过程总体而言比较顺利，对此本人亦有一些心得，在此分享。
电台位置选择
在为电台选择安装地点时必须考虑周边的地理状况对信号产生的影响，只要仔细留意图1，就可发现电台的选址均在较高且四周无障碍物处，这样可以有效减少信号衰减，增强通信系统的稳定性。
1.硬件兼容性
不同厂家之间的工业控制产品大多存在硬件上不兼容的问题，在购买硬件前应先通过咨询销售方技术人员进行确认，以免出现需额外增加转换器的状况。
2.系统实现方法
只要确定了系统的工作流程，即可利用软硬件进行实现，方法繁多，不一而足，现提供案例中的解决方案以作参考：
（1）此方案选用了OPC软件KEPSERVER及组态软件INTOUCH；
（2）将KEPSERVER及INTOUCH安装至上位机；
（3）使用INTOUCH与本地PLC组态，建立变量表；
使用KEPSERVER与远方PLC连接，再根据上位机的操作，从远方PLC读取数据至变量表中或从变量表中抽取数据写至远程PLC中。
至此即可实现两个控制设备之间的无线通信。
参考文献：
通信系统范文第2篇
关键词：电力系统； 通信网络； 网络管理系统； q3适配器； snmp； tmn
abstract：this paper analyses the management requirements of telecommunication network for electric power system. according to the characteristics of network management, the main principle of building the telecommunication network management system and the design method are put forward. in the method, the management system is based on tmn system and is compatible with other protocol. the method emphasizes that the system must have unity, independence and open interface, the system should support network and should be compatible with all kind of system structures. the useful advice in designing and selecting management system is offered.
keywords：power systems; telecommunication network; network management system; q3 protocol adapter; simple network management protocol (snmp); telecommunication management networks (tmn)
0引言
近年来随着通信技术的发展，为了满足电力系统安全、稳定、高效生产的需求及电力企业运营走向市场化的需求,电力通信网的发展十分迅速。wwW.133229.COm许多新的通信设备、通信系统，例如sdh、光纤环路、数字程控、atm等，都纷纷涌入电力通信网，使网络的面貌日新月异。新设备的大量涌入表现出通信网的智能化水平不断提高，功能日益强大，配置、应用也十分复杂。层出不穷的新产品、新功能、新技术及技术经济效益等诸多因素的影响，使可选择的设备越来越多，造成电力通信网中设备种类的复杂化。技术的发展使某些旧的观念有了根本的改变，计算机网络技术与通信技术相互交融。传统通信网络的交换、传输等领域引入了计算机网络设备，例如路由器、网络交换、atm设备等。某些传统的通信业务通过计算机网络实现，例如ip电话等。今天通信网与计算机网的界限已越来越模糊。电力通信业务已从调度电话、低速率远动通道扩展到高速、数字化、大容量的用户业务，例如计算机互联网、广域网、视频传送等。电力通信网的结构也已从单一服务于调度中心的简单星形方式发展到今天多中心的网状网络，以保证能为日益增长的电力信息传输需求服务。
此外，由于网络规模的限制，电力通信网实际上是一个小而全的网络。小是指网络的业务量不大；全是指作为通信网所有环节一样不少，而且电力通信网地域广大、数量繁多。由于规模的原因，电力通信网的管理传统上一直都是不分专业统一管理，每一位通信管理维护人员都必须管理包括网络中传输、交换、终端各个环节上的设备，还包括电源、机房、环境等网络辅助设备，同时还要管理电路调配等网络业务。
由于电力系统行政划分的各级都设置电力调度，电力通信网又被人为的划分成不同级别、不同隶属关系的网络。一般来说，电力通信网分为主干网、地区网；主干网分国家、网局、省局、地区4级；地区网又分为地区、县级网。各个级别的网络根据隶属关系互联，各行政单位所属的网络管理、维护关系独立。而且由于传统的原因，上级网络的设备维护工作多由通信设备所在地区的下级网络的通信管理人员负责。网络设备管理与维护分离，集中运行，分散维护。
面对这样一个复杂的网络，这样一些苛刻的管理要求，唯一的也是十分有效的方法就是建立具有综合业务功能、综合接入功能的电力通信网络管理系统（简称网管系统）。
早期的电力通信网管理方式简单，由于通信设备的功能单一、智能化水平不高，自动化管理表现为监控系统，具有监视通信设备运行状态，实时通告设备的告警和运行异常信息，远程实时控制设备的主、备切换等功能。随着电力通信网的发展，作为新一代通信网基础的智能化设备出现后，产生了网元管理系统，它除了对设备故障的监控功能外，还包括对设备性能、配置及安全的管理。时至今日，网元管理系统的应用在通信网的运行管理过程中已随处可见。随着通信设备智能化水平的提高和通信业务需求的增长，通信组网的灵活性越来越大，通信网的规模也越来越大，网络管理系统应运而生。
1电力通信网络管理的设计原则
1.1全面采用tmn的体系结构
tmn是国际电信联盟itu—t专门为电信网络管理而制定的若干建议书［1］，主要是为了适应通信网多厂商、多协议的环境，解决网管系统可持续建设的问题。tmn包括功能体系结构、信息体系结构、物理体系结构及q3标准的互联接口等项内容。通过多年来的不断完善和发展，tmn已走向成熟。国际上的许多大的公司（例如sun,hp等）都开发出tmn的应用开发平台，以支持tmn的标准；越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也宣布接受q3接口标准，并在他们的设备上配置q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用tmn来建设网管系统的成功范例，例如：全国长途电信局利用hp的tmn平台ovdm建设全国长途电信三期网管；无线通信局利用sun的sem平台建设tmn网络管理系统［2］。tmn的优点在于其成熟和完整性，是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系；tmn的不足在于其复杂性和单一化的接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。
1.2兼容其他网管系统标准
在接受tmn的同时，兼容其他流行的网管系统的标准以解决tmn接口单一的问题，对电力通信网管系统的建设十分有好处，尤其在强调技术经济效益的今天，这一点更为重要。
snmp简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的tcp/ip网络的管理标准，snmp网络管理系统实际上也是目前世界上应用最为广泛的网络管理系统。不仅计算机网络产品的厂商，目前越来越多的通信设备制造厂商都支持snmp的标准。因此电力通信网管系统应该将snmp简单网路管理协议作为网络管理的标准之一，尤其在通信网与计算机网的界限越来越模糊的今天，其效益是显而易见的。
另外，目前出现了新发展的网管体系和标准，例如对象管理组织omg的corba体系、基于web的网管体系、分布式网络管理技术等，这些新的技术都应当引起我们的重视。总之，对于电力通信网这种组织结构分散的网络来说，网管系统对各种体系的兼容性很有必要。
1.3采用高水平的商用tmn网管开发平台作为开发基础
网络管理是一个巨大、复杂的工程，涉及面广，难度大，特别是像tmn这样的系统，而综合业务及综合接入功能的要求又增加了系统的难度。依照标准的建议书从基础开发做起的方法无论从时间、经济的角度来说都是不可取的。高层网管应用开发平台是世界上具有相当实力的厂商，投巨资历时多年开发出来的商用系统，目前比较成熟的有sun公司的sem、hp公司的open view、imb的netview等［3］。每一种商用系统都为建设通信网络管理系统提供了一整套管理、、协议接口及信息数据库开发的工具和方法。利用商用tmn网管平台作为核心来构筑电力通信网管系统，屏蔽了tmn网管系统的复杂性，可大大降低开发难度，缩短开发时间，提高分开的成功率。对电力通信网管系统的建设来说不失为一种经济有效的方法。
当然，商用化高层网管应用开发平台的成本相对比较高，因此对于规模小、层次低的通信网，采用一些专用的自行开发的网络管理系统平台可能更为实际。
1.4网管系统的网络化
网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻的。从长远的观点来讲，电力通信网管应接受异构网互联的观念，即不同层次、不同厂商甚至不同体系结构的系统之间应不受阻碍的互联，组成一个具有广泛容纳性的网管网络。
规定一种或几种统一的标准互联接口作为系统互联的限制约定是目前网管系统之间互联的最可行的方法，如采用cmip的q3接口、snmp的简单网络管理协议作为网管之间互联的标准协议接口。当然随着技术的发展这种限制可能会有所改变，例如：corba技术的应用会对目前的状况产生影响。虽然统一接口有系统花费大的不足，但是统一接口在数据互联中的优点是显而易见的。
网管系统的数据共享和可互操作性机制是网管系统互联的基础。完善的安全机制是网管系统互联成功的保障。网管系统还应支持与网管系统以外的信息管理系统的互联，实现数据共享。
1.5综合接入性
网管必须满足各种通信网络、通信设备的接入要求，兼容各种制式、各个厂商的产品。
tmn网管系统本身支持的标准接口有限，能够直接接入tmn网管系统的通信系统、通信设备并不多，大量通信设备的接入依靠网管系统提供的转换机制，网管系统通过协议适配器这样的网管部件，将通信设备上的五花八门的管理数据接口转换成统一的网管系统支持的标准接口（例如q3适配器，snmp prox等），实现网管对通信设备的接入。对于设备种类繁多的电力通信网，这个环节尤为重要。
对于网络层次多、设备分布广、智能水平低的电力通信网，如果全盘依照tmn的方案，势必造成系统十分庞大，整个网管系统变得很不经济。因此，选用一种综合接入能力强、成本低的网管系统直接面向大量的通信设备，将通信设备集中转换，再通过标准接口送入tmn高层次网管。建立综合接入网管系统来完成接入的任务对电力通信网不失为一种经济可行的方案。
对于大量中等以下规模的网络完全可以依靠综合接入网管系统的功能来管理网络，既可实现通信设备的综合接入，又建立了网络的分层管理，一举两得，而且这种方案的经济效益十分可观。对于系统已经在建的大量的监控、网元管理系统来说，也可以采用先将其改造成综合接入网管系统再接入高层tmn网管的方案。
1.6完善的应用功能及客户应用接口的开放性
在今天这样的市场竞争环境下，网管系统的应用功能是否完善、丰富，能否满足用户的要求、适应网络的变化，总之网管系统的应用功能是否能得到用户的认可，是网管系统成败的关键。
应用功能的设置应该能由用户来选择，用户的应用界面应该满足用户的要求。这要求网管系统除了具有根据用户要求定制的能力外，重要的一点是网管系统的应用功能接口应具有开放性，应能支持满足应用功能接口的第三方应用程序，在不改变基础系统的情况下不断推出新的应用功能、用户界面，满足用户的要求。由于电力通信网采用行政划分的管理方式，各级用户的管理功能要求的不一致性更大，应用功能开放性的要求显得更为重要。
1.7网管系统的一体化和独立性
网管系统应实现电力通信网的一体化管理，即各种功能网络管理系统的应用程序统一设计，采用统一的界面风格，采用一致的名词术语。用统一的管理操作界面去操作控制不同型号、厂家的同类功能设备。在同一个平台、界面上监视、处理网络告警，控制网络运行。
真正的网络管理系统应具有独立性，系统不应依赖于某个设备制造厂商；网管系统应能保证所有的厂商都得到同样公平和有效的支持。这样做的目的是为了保证通信系统本身的发展，确保不会因网管系统方案选择限制通信系统本身。这一点对于多样化特点十分明显的电力通信网尤为重要。
1.8网管系统的人机界面
首先，对象化的思想应该贯穿在网管界面的设计中。将图形上的元素及元素的组合定义成图形对象，将图形对象与它所表示的数据对象、实际的通信设备串联起来，实现实物、数据、表示界面的统一。这种对象化的设计方法保证了网管系统数据和界面的统一，保证了网管系统对被管理系统的变化的适应能力。对象化的设计观念应推广到网管系统人机界面的各个方面，例如：语音申告、媒体管理等。
其次，网管系统的界面应不断采用新技术加以更新、改造。界面是表示一个系统的窗口，界面的优劣直接影响人们对系统的第一印象，影响人们对系统的使用。引入新的技术，提高系统界面的功能、界面的可观赏性、系统的易使用程度是网管系统成败的又一关键因素。
gis是目前实用化和技术经济性能都比较高的一项可视化信息技术，gis采用对象化设计思想，支持地理信息数据，支持多图层控制，采用矢量化图形方式。gis在信息管理系统的数据表示界面方面应用广泛，在表示与地理信息有关的数据界面时尤其优秀，电力通信网管系统可以采用gis技术开发基于地理信息系统的网管应用界面。
web是一种影响非常广的、为人们广泛接受的、使用方便的数据浏览界面，web支持的数据包括文本、图形、图片、视频等，支持数据库的浏览，而且支持的数据种类和数据格式还在不断丰富。利用web的优势作为网管系统的信息媒介是一种非常明智的选择。
2电力通信网管系统方案
2.1需求分析
在选择网管系统方案时各种因素都会影响最终的决定，如网络管理要求、通信系统规模、通信网络结构、技术经济指标等。网络管理要求应是确定网管系统方案的首要因素。并不是在任何情况下网管的配置越高、功能越全越好，如果管理要求只关心对通信设备的实时监控，那么最佳方案是选择监控系统。在完成监控功能方面，监控系统的实时性能、准确程度都较复杂的网管系统要高。同样如果管理要求只关心通信设备的信息，只需要建立网元管理系统即可。但如果是一个管理一定规模的通信网络而且提供通信服务的管理单位，那么就应该选择能够涵盖整个通信网的网管系统。
2.2网络设计
初期的网管系统一般只注重网络某些部分（如通信设备）的管理，其主要原因是通信网管系统在发展初期一般依赖于通信设备生产厂商。真正的网络管理系统应包括以下各个层次：
网元数据采集层：网元(设备)的数据接入、数据采集系统。
网元管理层：直接管理单个的网元(设备)，同时支持上级的网络管理层。这一层主要是面向设备、单条电路，是网络管理系统的基础内容。其直接的结果实现设备的维护系统。
网络管理层：在网元管理的基础上增加对网元之间的关系、网络组成的管理。主要功能包括：从网络的观点、互联关系的角度协调网元(设备)之间的关系；创建、中止和修改网络的能力；分析网络的性能、利用率等参数。网络管理层的另一个重要的功能是支持上层的服务管理。
服务管理层：管理网络运行者与网络用户之间的接口，如物理或逻辑通道的管理。管理的内容包括用户接口的提供及通道的组织；接口性能数据的记录统计；服务的记录和费用的管理。
业务管理层：对通信调度管理人员关于运行等事项所需的一些决策、计划进行管理。对运行人员关于网络的一些判断的管理。这一层管理往往与通信企业的管理信息系统密切相关。其功能包括：日志记录，派工维护记录，停役、维护计划，网络发展规划等。
网络管理系统应当是全网络的，对于面向用户服务的规模较大的通信网络，管理的重点应放在网络、服务、业务等层次的管理上。
2.3系统功能
一个完善的网络管理系统应具备如下功能。
故障管理：提供对网络环境异常的检测并记录，通过异常数据判别网络中故障的位置、 性质及确定其对网络的影响，并进一步采取相应的措施。
性能管理：网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析和控制，确保网络本身及网络中的各设备处于正常运行状态。
配置管理：建立和调整网络的物理、逻辑资源配置；网络拓扑图形的显示，包括反映每期工程后网络拓扑的演变；增加或删除网络中的物理设备；增加或删除网络中的传输链路；设置和监视环回，以实施相关性能指标的测试。
安全管理：防止非法用户的进入，对运行和维护人员实现灵活的优先权机制。
2.4系统结构
为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点，满足电力通信网的管理要求，网管系统应能兼容多机种、多种操作系统；应能设计成冗余结构保证系统可靠性；应能充分考虑系统分期建设的要求，充分考虑不同档次的网管系统的需求。
网管系统可采用ip级的网络实现系统中各硬件平台之间的互联，利用现有的各种管理数据网络的路由，组织四通八达的网管系统网络。
数据服务器：是网管管理信息数据库的存储载体，用于存储和处理管理信息。
网管工作站：为网管系统提供人机接口功能。它为用户提供友好的图形化界面来操作各被管设备或资源，并以图形的方式来显示网络的运行状态及各种统计数据，同时运行各种网管系统的应用程序。
浏览工作站：通过广域网、internet或intranet网接入网管系统，提供网管系统数据信息的浏览功能。
协议适配器：完成网管系统与被管理设备之间的协议转换。
前置机：通过远方数据轮询采集及网管系统与采集系统之间的协议转换，实现对各种通信站、通信设备的实时管理。
网管系统的软件由管理信息数据库、网管核心模块、若干应用平台、若干网络高级分析程序及数据转换接口程序组成。
管理数据库：负责存储和处理被管设备、被管系统的历史数据, 以及非实时的资料、统计检索结果、报表数据等离线数据。
网管核心模块包括管理信息服务模块、管理信息协议接口及实时数据库；
通信调度应用平台包括系统运行监视、运行管理、设备操作、图形调用、数据查询等功能。
图形系统实现网管系统图形应用界面，包括图元制作工具、绘图工具、图形文件管理工具、数据库维护工具等。
通信运行管理应用平台提供网管系统所需的各种管理功能，包括运行计划管理、维护管理、报表管理、权限管理等。
网络高级分析软件包括网络故障分析、性能分析、路由分析、资源配置分析。
3结语
电力通信网络管理系统的开发与应用起步比较迟，相对于公用网和其他一些专用网都落后了一步。目前，在电力通信网中未见真正的规模比较大的网络管理系统，网络的运行管理主要依靠通信监控系统和一些随通信系统和通信设备引进的网元、网络管理系统。随着网络规模、管理水平的提高，越来越显示出目前这种状况的不适应性。从事电力通信网运行、管理、开发的建设者们有能力、有决心解决好这些问题。
参考文献：
［1］itu-t m.3010-96.principles for a telecommunication management networks.
通信系统范文第3篇
关键词 城市轨道交通,信息通信系统,信息传输系统
城市轨道交通信息通信系统是直接为轨道交通运营和管理服务的,是指挥列车运行、进行运营管理、公务联络和传递各种信息的重要手段,是保证列车安全、快速、高效运行的不可缺少的综合系统。它主要由以下分系统组成:传输系统、公务电话系统、专用电话系统、广播系统、电视监控系统、电源系统、时钟系统和无线通信系统。这是一个复杂的大系统,各个部分互相结合、协调,以完成具体的功能。现代城市轨道交通之所以具有快捷、高效、可靠、安全等众多的优点,是与完善而先进的通信系统分不开的。城市轨道交通信息通信系统将向两个方向发展:一是宽带化趋势。为了提高各种业务的质量,势必要增加带宽。二是各种新系统的开发应用。为了不断完善城市轨道交通的服务,相应功能的分系统将不断融合入现有城市轨道交通信息通信系统中。本文将依次对城市轨道交通信息通信系统的各个分系统进行阐述,并分析其技术构成和发展趋势。
1 传输系统
传输系统是城市轨道交通信息通信系统的核心,它负责为各种应用业务提供通道。轨道交通系统的主要业务包括:语言、数据和图像。不同业务对系统的带宽、时延、可靠性等各不相同,这就要求传输系统有足够的灵活性和可靠性以保证各种业务的顺利完成。业务按不同的类型可分为:车站-中心业务和邻站业务两种。
在轨道交通系统中,需要通信业务的一般是控制中心、车场和各个车站。由于车场和车站业务比较相似,可将其归为同一类业务。具体业务流程如图1 。
图1 通信系统业务流程示意图
图1 是逻辑上的业务流程示意图。在物理上为了保证传输系统的安全可靠,须采取环形组网的方案,以利于自动保护的需要。这样,控制中心连同所有的车站和车场组成一个自愈环,即使某段光纤坏掉,也可保证业务在备用通道上正常进行。其实现机制如图2 。图中,传输环一般有两个光纤环组成,当一个环中断时,系统自动跳到另一个环上, 即图a 情形;而当两个环在同一个地方断开时,则两侧的节点自动打环,形成如图b 的通路。
城市轨道交通信息通信系统可分为两部分:传输部分和接入部分。其模型如图3 。其中,传输层只负责提供各种通道,保证各种业务能安全可靠的从一个节点传到另一个节点;接入层需完成业务的接入和业务的汇聚两个基本功能;然后把汇聚好的业务交由传输节点完成传输。 技术将会在未来的城市轨道交通信息通信系统中被采用。
(1) 千兆以太网技术( ge) 。ge 与以太网、快速以太网兼容。ge 的实施具有直接、快速和千兆位的特点,设备便宜,传输距离长,可以满足城市轨道交通通信系统组网的要求[2 ] 。同时,原来以太网的不足,如多媒体应用无qos 、多链路负载分享、
图2 通信系统环形组网方案虚拟网等,随着新技术、新标准的出现已经和正在得到解决。10 gbit 以太网的出现和成熟也为ge 的升级扩容提供了强有力的支持。
(2) cwdm (粗波分复用) 技术。dwdm 技术已经成为大容量电信骨干网的首选,其优点是技术简单、大容量、易扩容等。而且随着dwdm 技术
图3 城市轨道交通信息通信系统模型图的成熟和广泛使用,它的价格也将逐步降低,其性
传输系统作为整个通信系统的核心部分,它的价比将更具优势。所以,当未来城市轨道交通通信技术选择十分重要。随着通信技术的不断发展,用带宽需求进一步提高的时候,dwdm 技术将是很于城市轨道交通的传输技术也不断的更新换代,尤好的方案。同时,由于考虑到城市轨道交通通信的其近几年通信技术的迅猛发展,为传输技术的选择实际需要, 可以选择成本更低, 使用更可靠的了提供了更广阔的范围。我国现在使用的各种传cwdm 技术。cwdm 的特点是波长数量较少(一输技术及其优缺点如表1 。般在4～12 波),波长间隔较大,价格便宜[3 ] 。最但是,随着通信新技术的涌现和成熟,随着轨后,随着各种新兴的电信技术的涌现和采用,城市道交通新业务的出现和带宽需求的上升,以下几种轨道交通信息通信也完全可以借鉴和运用。
表1 各种传输方式的比较
2 公务电话系统
城市轨道交通信息通信系统公务电话子系统, 是轨道交通运营控制的重要通信工具。一般公务电话系统根据轨道交通的规模具有不同的容量。通常情况而言,一个车站基本上为一个2mbit 通路(30 个电话) 。公务电话系统可设1～2 个交换局, 通常交换机置于控制中心,各个车站通过远端模块实现电话的接入。此时,需应用传输系统提供的2mbit 通道。
公务电话系统通过2mbit 中继线接入市局,并从中获取时钟。呼出可采用全自动dod1 方式,呼入采用部分全自动直拨did 、部分采用半自动接续bid(人工/ 自动话务员) 的混合进网中继方式或其它方式。考虑到与其它城市轨道交通系统的互连, 可采取2mbit 中继线连接的方式,为解决信令不一致可增加网关设备。近几年,交换机已趋于成熟, 公务电话系统的选择余地十分宽广,但要注意选择稳定可靠、扩容方便的交换机,以适应轨道交通的高速增长和话务量及其它业务上升需求。同时,也可考虑选择合适的电信运营商,由公共通信网以虚拟网方式解决,以节省建设投资与运营成本。
公务电话子系统还兼有其自身的特点 区间电话设置。区间电话用于列车司机或维修人员与有关单位进行联系及一般通话用。每隔300 m 左右设置一台户外电话机,1～3 台话机使用一个用户号码。轨道两边各敷设一条电缆,每3 个电话使用同一对线,同一个号,电话采用热线方式。
3 专用电话系统
专用电话子系统是调度员和车站(车场) 值班员指挥列车运行和指导设备操作的重要通信工具。行车调度直接关系到行车安全,需要设备高度安全可靠,操作方便快捷。专用电话系统由调度电话系统、站间电话系统、站内集中电话系统、紧急电话系统、市内直线电话等组成。调度电话系统中又分为:列车调度电话系统,用于控制中心列车调度员与各车站、车场值班员及行车业务直接有关的工作人员进行业务联络,并可兼管防灾调度系统;电力调度电话系统,用于控制中心电力调度员与各主变电站、牵引变电所、降压变电所等处工作人员进行业务联络;公安调度电话系统,构成公安指挥中心值班员与各车站(场) 警务值班室警官之间的直接通信联络,调度台一般设在控制中心内。站间电话是直接为行车服务的,要求能及时、迅速沟通相邻两车站的通话。相邻两车站值班员之间通话利用交换系统的热线功能提供,用户摘机即能及时、迅速沟通两车站值班室,站间电话由车站电话总机完成。站内集中电话类似调度电话系统,总机设在车站控制室,采用多功能数字电话机,分机设置在车站值班员所控制的部门,采用模拟电话机,系统功能由调度交换机及站内集中机功能来完成。紧急电话是在紧急状态下供乘客或车站工作人员使用, 每台电话都设置成热线电话,用户摘机即连接至车控室值班员数字话机上。在主变电所、控制中心至供电局调度之间可设置专线直通录音电话。在每个车站站长室和警务室各设置市内直线电话,控制中心和派出所设置市内直线电话。
专用电话系统由枢纽主系统和车站分系统两级结构组成。枢纽主系统和车站分系统通过数字传输设备提供2mbit 数字通道,将调度电话、站间电话、站内集中电话和紧急电话等业务综合起来, 便于安装、调试、使用、维护和管理。2mbit 数字通道同样由传输系统提供,考虑到专用系统的小容量特点,为了节约带宽,可采用多个车站组成一个2mbit 环合用一个2mbit 通道的方案。
4 广播系统
广播系统采用二级广播控制方式,由控制中心一级和车站一级组成。一般分为三个部分:控制中心广播系统,车站广播系统(可根据实际需要连接多个车站子系统),停车场广播系统。控制中心通过综合接入系统提供的rs 422 或rs 485 通道与车站广播系统互连。一般情况下,广播业务为中心到车站的点到多点业务,而中心对车站系统的监控维护通道则为点对点业务。
控制中心行车调度员和环控调度员可对全线各站进行监听及选站和选区广播。当轨道交通发生故障或灾害时,广播系统自动转为抢险通信设备。停车场广播系统由值班员、运转值班员和检修库值班员向工作人员播放车辆调度、列车编组等有关作业音讯。
车站广播系统由控制中心的总调、列调、防灾调(列调兼) 和各车站的正副值班员使用,为旅客播放列车到发信息、导向信息及紧急状态信息等服务音讯,为工作人员播放作业命令及管理音讯。车站广播区分为上行站台、下行站台、售票区、站厅、出入口和办公区等。车站行车值班员和环控值班员可通过广播控制台对本站区进行选区广播或全站广播。
5 电视监控系统
闭路电视监控系统作为一种图像通信,具有直观、实时的动态图像监视、记录和跟踪控制等独特功能,是通信指挥系统的重要组成部分,具有其独特的指挥和管理效能,已成为城市轨道交通实现自动化调度和管理的必备设施[ 5 ] 。
轨道交通电视监控系统为二级结构,分为车站一级监视和中心一级监视。车站摄像机输出的图象信号分成两路,一路送车站控制器,车站值班员可选择本站不同位置摄像机的图像。另一路送车站前端处理机进行图像编码、压缩,然后经传输系统送至控制中心,在控制中心解码后送至图像监视器。控制中心行车调度员可选择任一车站的任何一个摄像机的图像信号,也可将车站几路图像信号送至控制中心。彩色图像信号的传送一般采用mpeg-2 图像编码技术。
电视监控系统的传输为不对称传输,车站到中心传输图像信息,需要大带宽(2～6mbit) ;而中心到车站,只发送控制命令(图像选取和摄像机控制命令),为低速数据业务,只需采用rs 422/ rs 485 通道即可。充分考虑到图像业务的实时宽带性质, a tm 技术是目前最佳的传输机制,采用a tm 作为传输媒介传输数字视频,可以利用a tm 按需分配带宽、按需连接的特点,在保证图象质量(qos) 的情况下,大大节省所占带宽[ 1 ] 。
6 电源系统
电源系统是保证通信系统正常工作的必要条件,因此通信电源必须安全可靠。电源系统由配电设备、整流设备和蓄电池组成。系统配置不间断电源(u ps) 交流供电设备,为各自动控制系统的计算机提供不间断220 v 交流电压。u ps 的工作原理为:同时有两路市电输入,取其一路,当该路出现故障时,自动切换至另一路;当两路都出现故障时,启动蓄电池继续供电。
整个电源系统设有电源集中监控。在控制中心,所有u ps 将通过传输系统的低速数据通道进行信号传输,监控中心的计算机也将通过传输系统的低速数据通道进行信号采集,在监控中心计算机上装有软件,可实时监控到当前各个站点u ps 的状态及使用情况。各站点使用现场的u ps 和开关电源一旦发生故障,警铃将提醒现场有关人员进行及时的处理,同时在监控中心的计算机上同样可看到输出故障的警告显示。
7 时钟系统
为了统一整条城市轨道交通系统的时间,通信系统设有专门的时钟系统。时钟系统由gps 全球卫星标准时间接收单元、主控母钟、各站辅助母钟、子钟及传输设备组成。主、备gps 信号接收机向中心母钟提供同步时钟源。当gps 系统出现故障,还可以使用高精度的晶振供时钟源。主控母钟输出的标准时间信号通过接入网提供的低速数据信道(rs 422/ rs 485) 传给各站辅助母钟,以供车站各系统和子钟的使用。中心母钟产生精确的标准同步时间码,通过传输网提供给通信传输系统、无线系统、调度电话系统、公务电话系统、有线广播系统、电视监视系统、信号系统、售检票系统、防灾报警系统、设备监控系统、电力监控系统等。
8 无线通信系统
无线通信系统为行车调度员与司机、车站值班员与司机、司机与司机以及公安、环控、维修等用户提供移动通信手段。无线通信将主要采用数字集群式调度系统,信道集中控制方式。集群式调度系统由移动交换控制器、基站、中继器、漏泄同轴电缆、车载台、便携台和有线传输通道组成,可采用单基站大区制或多基站小区制。无线调度系统分为行车调度、环控调度、公安调度和维修调度等通话组。组间不能交叉呼叫,各组享有不同的优先权, 不同的无线用户也拥有不同的优先权。
参 考 文 献
1 timothy kwok. a tm the paradigm for internet , intranet , and residential broadband services and application. prentice hall ptr , 1998
2 david g. gunningham. 千兆位以太网组网技术. 北京:电子工业出版社,2001
3 (美) 卡塔洛颇罗斯基. 密集波分复用技术导论. 北京:人民邮电出版社,2001
通信系统范文第4篇
无线通信技术在单片机通信系统中的应用，存在的最大问题就是数转电台与车载微机的对接问题，在单片机通信系统运行过程中，要保证数转电台与车载微机之间对接的准确性和数据传输的稳定性。车载微机系统采用的处理器是DALLAS公司研发的DS80C320处理器，其在运行中能够提供两个全双工串行口，两个数据指针、13个中断源。通过处理器自身强大的数据处理能力，可以结合数转电台和车载微机所处的不同的实际运行状况，对其对接的方式进行选择，保证数转电台车载微机系统在对接活动中最大限度的接口连接安全和数据传输安全，减轻了单片机控制接口的负担，同时提高了单片机通信系统运行的可靠性[2]。
二、通信软件设计
1、通信格式。车载微机向地面通信系统发送请求信号主形式为ABBAIDSUMNFF、其中数据帧一共包含有6个字节，前两个字节（ABBA）表示起始位置，第三个字（ID）表示该趟列车的车载微机的编码号，第四字节(SUM)为通信活动中的标注字节，第五字节（N）表示在本次通信活动中从起始字节到结束字节的字节数，是为了防止在通信中信息丢失而设置的，第六字节（FF）表示通信内容结束。无线通信技术在单片机通信系统中的应用，对通信模式最大的创新就是实现了信息通信的数字化。单片机通信系统在我国的应用广泛的存在着运行中一对多的运行模式，一般大型机务段都拥有数百台机车。因为铁路运输自身的特性，大量的机车回段的时间都不确定，机车在完成运输任务返回机务段时，应该首先与地面信息系统取得联系，这种联系由机车首先发出通信请求，在得到地面信息系统的回应后，与地面信息系统建立通信连接并完成数据信息的转发。当车载微机连续三次申请通信都得不到回复或者回复信息不正确的时候，车辆管理人员应该保留该车次的数据信息，并与维护人员联系进行车载微机的修理[3]。
2、程序流程。无线通信技术在单片机通信系统中的应用结构包括有数转电台和车载微机系统，其运行流程为机车管理人员将通信键按下，车载微机系统向地面通信中心发送通信请求，车载微机系统在通信请求发出之后其接收系统就开始工作，验证是否收到地面数据中心的应答，如果收到应答则进入到数据传输程序，如果超过三次通信请求没有收到应答系统将提示维护，同时如果一次通信请求在10分钟之内没有收到应答信息系统也会自动提示维护[4]。
三、结论
通信系统范文第5篇
一、协作通信技术
协作通信技术是利用通信系统节点之间的相互配合完成。是在协作节点的作用下，完成源节点信息向目的节点的传输，信息在节点传输过程中要进行加密处理，以防止信息丢失，因此该信息传输过程通常分为传输和转译两个阶段。协作通信系统既是一个完整的系统，也是一种全新的通信技术，卫星移动通信系统的信道特性较好，因此协作通信一般为链路协作传输方式，少数为节点协作传输方式。以一星两用户协作传输系统为例，系统的传输通常为不对称传输，并表现为下行链路的压力大，要区分对待。首先对上行链路传输而言，要将协作节点作为基本的接收源节点，并对信号进行解码后发送到卫星，由卫星完成源节点和协作节点的信号合并，之后发送。而对下行链路而言，由于信号处于加密状态，因此首先要对卫星信号进行相应的处理，包括译码、编码等，并利用目的节点将接收到的源节点、协作节点的信号相互合并，最后完成信号的检测。总之，协作通信技术是一种高效的协作性传输技术，对于我国移动通信发展来说具有推进作用。
二、协作通信在卫星移动通信系统中的运用
1、卫星多节点协作传输。多节点协作传输多发生于卫星的下行链路，是由节点与节点之间相互协作完成。卫星多节点协作传输的应用范围较广，在整个过程中，所有节点均参与协作传输过程，将源节点发出的信号经过多个协作节点转发至目的节点。卫星下行链路的节点具有分散性特征，因此不同节点之间虽相互协作，但信号则可以视为独立信号，需要借助协作传输的信号合并功能，将节点信号合并后再进行传输，有助于增强接收效果。整个过程包括信息的放大、编译、处理和传输四个阶段。信息传输过程是反复的和连续的，目的节点采用最大比合并，最终得到接收信号。由于卫星多节点传输选择的是正交传输方案，协作传输的节点数增加，系统的频谱效率将会随之降低，提示设计和研究人员正确选择协作节点。
2、卫星协作节点选择。参与卫星传输的节点越多，系统频谱效率就越低。因此，卫星协作节点选择是整个通信过程中最重要的问题。应选择信道条件好的节点来改善这一问题，以提高资源的可利用率。每个节点在移动通信系统中对应着不同的信道，也就是说，节点的选择将影响系统的传输性能。当卫星协作节点信息传输由两个时隙完成时，第1个时隙的数据传输参照多节点传输方式，而第2个时隙只有目的节点所选的协作节点参与信息的转发与处理，其他节点均不参与工作，再一次证明了在卫星通信过程中，要正确选择卫星协作节点。另外，节点的选择还应将总功率作为参考对象，这是由于信号在传输过程中会受到周边环境、传输距离以及节点移动性的影响，也就是说，协作节点的信道衰落存在差异，需要采用不等值的功率分配，确保系统的性能并且降低能耗，确保移动通信设备的运行，为人们的工作和生活提供方便。
3、卫星混合协作传输。协作通信具有多种不同的方式，节点协作是其中较为重要的一种。除此之外，还包括链路协作。同时，节点协作还可以分为AF或DF两种不同的模式，现实中常将二者结合。AF和DF处理方式各具优缺点，其中AF运行原理简单，但容易产生噪音。DF协作方式具有较高的性能，但对译码等前期工作具有较高的要求，一旦出现错误译码，将影响整个传输过程，而将二者结合使用可以有效的弥补相互之间的问题，从而确保节点协作传输的高效性。混合协作传输通常是卫星移动通信系统中最常用的协作方式，其原理与单一的节点协作方式相似，是由源节点完成信息的提供、协作节点完成信息的编码和处理、目的节点完成信息的接收和解码.两种情况下均需计算目的节点的接收信噪比，明确协作通信的效果。
三、总结
协作通信技术在移动通信系统中的应用有效的防止了系统的信道衰落，确保了信号的高效传输。卫星通信系统作为特殊的移动通信设备之一，具有代表性。目前我国卫星通信系统发展迅速，研究协作通信技术在卫星通信系统中的作用具有积极意义。文章将侧重点放在卫星移动通信系统上，以点带面，分析了协作通信以及其在移动通信系统中的运用。
作者:谢石咏 单位:广东海格怡创科技有限公司
参考文献:
