【文章內(nèi)容簡介】 輸出，將從光一電模塊上收到的信息傳送給相應(yīng)的接口卡以及將接口卡的信息傳送回光一電模塊上。2）ORA 卡完成與 NCC 之間信息的輸入/ 輸出。當(dāng) NCC 監(jiān)控與某一節(jié)點(diǎn)的 ORA 卡相連時(shí)，NCC 與這個(gè) ORA 卡通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信；如果 NCC 與其他節(jié)點(diǎn)的 O 隊(duì)卡相連時(shí)，這個(gè) OM 卡則通過光纖環(huán)與 NCC 進(jìn)行通信。3）ORA 卡能夠讀出節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)和控制數(shù)據(jù)并能夠?qū)饫w環(huán)網(wǎng)進(jìn)行管理。電源模塊插在第 8 個(gè)接口卡的右側(cè)，共有兩種：一種是各節(jié)點(diǎn)都有的、產(chǎn)生公用邏輯卡和所有接口卡所需直流電壓（+5V、+12V 、 12V）的電源模塊；另一種是直流電壓48V 電源模塊，當(dāng)節(jié)點(diǎn)中裝有用于語音通信接口卡時(shí)，才裝有48V 電源模要塊。(2) 接口卡模塊。 OTN –N10 型節(jié)點(diǎn)共有 8 個(gè)接口插槽。所有插槽和接口卡模塊的尺寸都是相同的，任何接口卡模塊都可插入任意槽中。所有用戶設(shè)備都經(jīng)接口卡模塊與 OTN系統(tǒng)相連。接口卡模塊將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入到光纖環(huán)發(fā)送的時(shí)分復(fù)用幀（TDM 幀）中，以及從 TDM 幀中恢復(fù)出數(shù)字信號(hào)。所有接口卡模塊都可以帶電插拔。三、OTN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)OTN 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為邏輯拓?fù)浜臀锢硗負(fù)?，邏輯拓?fù)溆糜诿枋鲂畔⒃诰W(wǎng)上傳送的路徑，物理拓?fù)鋭t用于描述如何安排網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點(diǎn)和介質(zhì)以及它們之間的連接。1．邏輯拓?fù)銸TN 的邏輯拓?fù)涫遣捎秒p環(huán)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對(duì)故障具有最優(yōu)的恢復(fù)能力。此外，邏輯拓?fù)湟部稍O(shè)成菊花鏈。(1) 在雙環(huán)結(jié)構(gòu)中，光纖線路是閉合的，線路一斷開（光纜中斷） ，系統(tǒng)就通過環(huán)回方式響應(yīng)這種變化，并指示故障情況，OTN 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)糾正網(wǎng)絡(luò)中不同類型的錯(cuò)誤。這種雙環(huán)結(jié)構(gòu)專門用來保證維護(hù)的高可靠性和有效性。(2) 在菊花鏈結(jié)構(gòu)中，光纖線路是開放的，僅利用環(huán)回特性形成一個(gè)邏輯環(huán)。對(duì)于這種設(shè)置，NCC 不認(rèn)為這是故障而當(dāng)成是正常的操作。光纜中斷時(shí)會(huì)將部分網(wǎng)絡(luò)分開，此時(shí)只能利用 OTR 將整個(gè)光纖光旁路，以減少節(jié)點(diǎn)故障造成的影響。2．物理拓?fù)溥壿嬐負(fù)淇捎迷S多種物理拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)，如星型、環(huán)型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)等，如圖 23 所示。這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)安裝方法進(jìn)行安裝并能從一種拓?fù)漕愋挽`活地變換成另一種拓?fù)漕愋?。下面?duì)這幾種拓?fù)渥骱唵蔚谋容^。城市軌道交通車輛段信號(hào)控制系統(tǒng)14圖 23 物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)a）點(diǎn)對(duì)點(diǎn) b）環(huán)型 c）星型的菊花鏈型 (1) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。這種拓?fù)湓诰€纜中斷時(shí)對(duì)故障處理的彈性較小。(2) 環(huán)型。與星型相比，使用的光纜更少并且在故障或?yàn)?zāi)害發(fā)生時(shí)可自動(dòng)建立交替選擇路由。例如應(yīng)用在高聳建筑中的垂直環(huán)、校園內(nèi)許多建筑間的環(huán)，沿著鐵路的環(huán)或跨越機(jī)場的環(huán)等。(3) 星型。結(jié)構(gòu)像顆星，線纜從一個(gè)中央點(diǎn)輻射出來。中央點(diǎn)一般包含有光纖配線板，在板上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的接收光纖與另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射光纖相連。它可使用設(shè)備上已有的光纜，但設(shè)備和安裝費(fèi)用高，與環(huán)型結(jié)構(gòu)相比覆蓋范圍有限。(4) 菊花鏈型。這種拓?fù)鋵?duì)于線纜中斷沒有提供彈性，而對(duì)設(shè)備故障提供了使用光旁路的彈性。例如，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電源發(fā)生故障或系統(tǒng)自檢測試出內(nèi)部有錯(cuò)誤時(shí)就會(huì)將光信號(hào)旁路。該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是覆蓋范圍有限，且因使用光旁路開關(guān)，使得光收發(fā)器更昂貴。四、OTN 系統(tǒng)版本及接口卡類型OTN 系統(tǒng)開放的特性，使得它利用自身接口模塊，能適應(yīng)幾乎所有現(xiàn)有的物理接口標(biāo)準(zhǔn)以及各種特定的通信協(xié)議，可提供語音、數(shù)據(jù)、視頻等接口。根據(jù) OTN 網(wǎng)絡(luò)帶寬不同，OTN 有 OTN3OTN150、OTN600 和 OTNX3M 等版本，分別對(duì)應(yīng)于36Mb/s、150Mb/s、600Mb/s 和 2500Mb/s 等帶寬數(shù)據(jù)，在 OTN 各版本之間可以平滑地升級(jí)。 OTN 系統(tǒng)常用的接口卡有以下幾種。1．模擬話音接口卡(1) 12LVOIP 接口卡：句公務(wù)交換機(jī)相連的接口。(2) 12LVOIT 接口卡：與話機(jī)相連的接口。(3) 2/4 線音頻接口卡：無線調(diào)度臺(tái)的話音接口。(4) HQAudioM and HQAudioS 接口卡：為廣播系統(tǒng)提供寬帶語音接口。2．?dāng)?shù)字話音接口卡El/T1 接口卡：用于公務(wù)交換機(jī)之間互連的中繼接口。3．?dāng)?shù)據(jù)接口卡(1) RSXMM 接口卡（RS422 模式）：為時(shí)鐘、SCADA 、無線等系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。(2) RS485 接口卡：為廣播系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。(3) ET 接口卡：可提供 10Mb/s 以太網(wǎng)接口。(4) ETI00E 接口卡：可提供 100Mb/s 以太網(wǎng)接口。(5) E1100AE 接口卡：可提供 100Mb/s 以太網(wǎng)接口。(6) 1000BaseT 接口卡（BORA 選擇 BORA2500ETX）：可提供千兆以太網(wǎng)接口。4．視頻接口卡(1) Vid4EIN 接口卡：提供視頻輸入接口。(2) Vid4EOUT 接口卡：提供視頻輸出接口。五、系統(tǒng)保護(hù)機(jī)制當(dāng) OTN 系統(tǒng)主、備用光纖線路在某一點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)，故障點(diǎn)兩端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)在50ms 內(nèi)切換為環(huán)回模式形成新環(huán)而不影響系統(tǒng)的正常使用。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，除故障節(jié)點(diǎn)設(shè)備受影響外，其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備將在 50ms 內(nèi)通過激活故障節(jié)點(diǎn)設(shè)備兩端的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，以光纖環(huán)回方式自動(dòng)形成新的環(huán)網(wǎng)而正常運(yùn)行。城市軌道交通車輛段信號(hào)控制系統(tǒng)15六、設(shè)備可擴(kuò)展性O(shè)TN 設(shè)備基于模塊化結(jié)構(gòu)，提供了非常靈活、簡單的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)、擴(kuò)容和系統(tǒng)重新配置手段，可通過以下方式進(jìn)行擴(kuò)展。1．增加接口OTN 可以增加接口卡模塊而不影響本節(jié)點(diǎn)的其他業(yè)務(wù)。所有的接口卡模塊都可通過熱自拔插進(jìn)行更換。2．增加節(jié)點(diǎn)OTN 可以增加附加節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)中，而不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)。新的包含相關(guān)業(yè)務(wù)接口卡模塊的節(jié)點(diǎn)只需簡單地安裝到機(jī)架上，然后進(jìn)行正確的光纖連接和相應(yīng)業(yè)務(wù)的設(shè)置，即可完成相應(yīng)的擴(kuò)展。3．升級(jí)軟件OTN 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)允許進(jìn)行軟件的升級(jí)。第二節(jié) 無線系統(tǒng)軌道交通無線系統(tǒng)是通信系統(tǒng)重要的子系統(tǒng)之一，它是調(diào)度與司機(jī)通信的重要手段，同時(shí)也是移動(dòng)中的作業(yè)人員、搶險(xiǎn)人員實(shí)現(xiàn)通信的重要手段。一、無線系統(tǒng)的發(fā)展國內(nèi)軌道交通無線系統(tǒng)主要采用專用頻道和集群兩種方式。1．專用頻道專用頻道方式是根據(jù)用途來配置頻道，每種頻道只做一種用途即使該頻道處于空閑狀態(tài)也不做他用。集群方式又稱為共用頻道方式，它是所有用途共用幾個(gè)頻道，并根據(jù)需要和日使用情況臨時(shí)分配頻道，通常設(shè)置一個(gè)控制頻道和若干個(gè)通話頻道，通話頻道的數(shù)目可以少、于用途數(shù)，平時(shí)所有移動(dòng)臺(tái)（列車臺(tái)和手持電臺(tái)）均處于控制頻道，以便接收中心控制信．息和向中心返回信息。通話時(shí)，由中心根據(jù)情況分配一個(gè)通話頻道，通話結(jié)束后自動(dòng)返回控制頻道。隨著無線系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)頻率的利用率要求越來越高，而集群通信的最大特點(diǎn)是多用自戶共享多頻道，因此專用頻道方式正逐步被頻率利用率高、功能趨于豐富的集群方式取代。2．集群集群又分為模擬集群和數(shù)字集群兩種制式，數(shù)字集群具有系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)、頻率的利用率高和信令的控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；而模擬集群頻率利用率低，提供的業(yè)務(wù)種類有限，保密性差，容易被竊聽，移動(dòng)設(shè)備成本高，因此數(shù)字集群系統(tǒng)正逐步取代模擬集群系統(tǒng)。目前，國際上數(shù)字集群主要采用 TETRA 陸地集成無線系統(tǒng)和 IDEN 集成數(shù)字增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)兩種集群通信體制。從我國已建設(shè)的專網(wǎng)來看，采用 TETRA 系統(tǒng)的占多數(shù)，如廣州地鐵的4 號(hào)線和 Motorola 公司建成的九龍到廣州鐵路等。現(xiàn)以廣州地鐵 4 號(hào)線為例對(duì)TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)進(jìn)行簡要的介紹。二、TETRA 系統(tǒng)組成及工作原理廣州市軌道交通 4 號(hào)線 TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)采用單交換機(jī)、多基站、光纖直放站的方式形成一個(gè)有線、無線相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，其主要設(shè)備是由控制中心設(shè)備及接口、調(diào)度臺(tái)設(shè)備、集群基站、光纖直放站、終端設(shè)備（如固定臺(tái)、移動(dòng)臺(tái)等） 、電纜及天線等組成。其基本工作原理是由控制中心設(shè)備集中控制和管理系統(tǒng)中的每個(gè)信道，動(dòng)態(tài)分配空閑信道給呼出的用戶。在通話完畢后，又將該信道收回并分配給等待的用戶使用。此外，當(dāng)通話的一城市軌道交通車輛段信號(hào)控制系統(tǒng)16方為公用交換電話網(wǎng)（PSTN）用戶時(shí)，可通過系統(tǒng)的中繼線經(jīng) PSTN 互相通話。1．控制中心設(shè)備及接口控制中心設(shè)備及接口安裝在控制中心通信設(shè)備室內(nèi)，主要包括集群交換機(jī)（包括與基站的接口） 、以太網(wǎng)交換機(jī)、數(shù)傳控制臺(tái)、無線系統(tǒng)接口服務(wù)器（包括 ATS 接口、時(shí)鐘子系統(tǒng)接接口） 、多信道錄音機(jī)、系統(tǒng)維護(hù)終端、網(wǎng)管終端及打印機(jī)等。其主要作用是鑒權(quán)、控制和數(shù)據(jù)交換，負(fù)責(zé)信道的動(dòng)態(tài)分配并監(jiān)視系統(tǒng)的通話狀態(tài)。2．調(diào)度臺(tái)設(shè)備調(diào)度臺(tái)設(shè)備主要包括無線調(diào)度臺(tái)、調(diào)度臺(tái)音頻接口、調(diào)度臺(tái)音頻附件等，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各類終端設(shè)備的群呼、對(duì)列車的廣播等。軌道交通運(yùn)營一般設(shè)有行車、維修、環(huán)控和車廠調(diào)度臺(tái)，各調(diào)度臺(tái)與控制中心設(shè)備相連接，用以實(shí)現(xiàn)各個(gè)調(diào)度臺(tái)與相關(guān)通話組用戶的通信。例如，行車調(diào)度臺(tái)通常與正線運(yùn)營的移動(dòng)臺(tái)、車站控制室的固定臺(tái)等組成相應(yīng)的通話組。每個(gè)組的用戶只能呼叫所對(duì)應(yīng)的調(diào)度臺(tái)，如確實(shí)需要與其他調(diào)度臺(tái)通話，須經(jīng)調(diào)度轉(zhuǎn)接。3．集群基站集群基站主要包括集群基站及電源、天饋設(shè)備（如功分器、耦合器）以及連接饋纜等。集群基站主要由收發(fā)信道機(jī)等模塊提供若干條共用的無線信道，以發(fā)射和接收無線電信號(hào)，并與控制中心的集群交換機(jī)聯(lián)系。每條信道主要由一組收發(fā)信道機(jī)構(gòu)成的控制單元（或稱信道機(jī)）組成。每個(gè)基站覆蓋的通信范圍由信道機(jī)的發(fā)射功率和基站天線的高度決定。4．光纖直放站光纖直放站包括直放站近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)兩部分，其中直放站近端機(jī)安裝在弱場附近的集群基站通信設(shè)備室內(nèi)，直放站遠(yuǎn)端機(jī)安裝在弱場區(qū)間內(nèi)。直放站近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)都包括射頻單元和光單元。無線信號(hào)從基站中藕合出來后，進(jìn)入光近端機(jī)，通過電光轉(zhuǎn)換，電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，從光近端機(jī)輸入至光纖，經(jīng)過光纖傳輸?shù)焦膺h(yuǎn)端機(jī)，光遠(yuǎn)端機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，進(jìn)入射頻單元進(jìn)行放大，信號(hào)經(jīng)過放大后送入發(fā)射天線，覆蓋目標(biāo)區(qū)域。與上行鏈路的工作原理一樣，移動(dòng)臺(tái)等發(fā)射的信號(hào)通過接收天線至光遠(yuǎn)端機(jī)，再到近端機(jī)，回到基站。5．終端設(shè)備終端設(shè)備包括固定臺(tái)和移動(dòng)臺(tái)等。(1) 固定臺(tái)。它是指安裝在車站控制室內(nèi)的車站電臺(tái)，用于車站與司機(jī)的通信，包含主機(jī)、天線、饋線等。(2) 移動(dòng)臺(tái)。它又可分為車載電臺(tái)和手持電臺(tái)，分別包含主機(jī)、天線等。車載電臺(tái)通常安裝在運(yùn)營列車的兩端駕駛室內(nèi)，為司機(jī)提供移動(dòng)通信功能，以及列車所屬區(qū)域和車次等信息。手持電臺(tái)主要是提供給車站人員、維修人員等非固定地點(diǎn)作業(yè)人員與調(diào)度聯(lián)系時(shí)使用。6．電纜及其附件電纜包括泄漏電纜、射頻電纜，其附件包括射頻連接器、電纜安裝卡等。其中泄漏電纜是一種特殊的電纜，按結(jié)構(gòu)的不同，可以分為分段泄漏型、放射型、藕合型。泄漏電纜的外導(dǎo)體上按一定規(guī)則有規(guī)律地開有槽孔，在電纜內(nèi)、外導(dǎo)體之間加上信號(hào)電壓后，內(nèi)、外導(dǎo)體上將有電流流動(dòng)，由于在外導(dǎo)體上開有槽孔，電流的分布將發(fā)生變化。伴隨著這種變化，電磁場將從槽孔泄漏出來，使得信號(hào)能夠從電纜中均勻泄漏出來，實(shí)現(xiàn)了無線信號(hào)的覆蓋。泄漏電纜是實(shí)現(xiàn)區(qū)間無線信號(hào)均勻覆蓋的理想選擇。射頻電纜的結(jié)構(gòu)則與同軸電纜相似；工作在射頻頻段，主要用于基站、漏纜互連等。7．天線天線是所有需要接收和輻射（發(fā)送）電磁波的無線技術(shù)設(shè)備中不可缺少的組成部分，是實(shí)現(xiàn)高頻電能與電磁波相互轉(zhuǎn)化的設(shè)備。天線有多種形狀，常見的棒狀、耦合、鞭狀天線等屬于全向天線；八木天線、圓盤天線（或稱吸頂天線）屬定向天線。在無線系統(tǒng)中，不同形狀的天線主要應(yīng)用場所如下。(1) 棒狀天線。主要用于覆蓋車輛段等較大范圍的區(qū)域。(2) 耦合天線。主要用于覆蓋車站站廳層或其他（如車庫）面積較小的區(qū)域。(3) 鞭狀天線。主要用于無線手持臺(tái)收發(fā)天線。(4) 八木天線。主要用于覆蓋某些有特殊要求的區(qū)域（如某一段軌道區(qū)域） 。(5) 圓盤天線。主要用于車載電臺(tái)收發(fā)天線。城市軌道交通車輛段信號(hào)控制系統(tǒng)17三、TETRA 系統(tǒng)主要功能TETRA 系統(tǒng)是一種高級(jí)指揮調(diào)度系統(tǒng)，具有調(diào)度、電話互聯(lián)、短消息服務(wù)等功能，能為軌道交通內(nèi)部固定工作人員與移動(dòng)工作人員之間提供高效話音通信和短信息服務(wù)。它可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)為運(yùn)營控制指揮中心各調(diào)度員與列車司機(jī)、運(yùn)營人員、維護(hù)人員和現(xiàn)場工作人員等無線用戶無線通信，可實(shí)現(xiàn)車輛段值班員與段內(nèi)無線用戶的無線通信，以及相應(yīng)的無線用戶之間必要的無線通信。此外，還具有相應(yīng)的呼叫、廣播、錄音、存儲(chǔ)、顯示、檢測和優(yōu)先權(quán)等功能。TETRA 系統(tǒng)以調(diào)度通話組通信為主，還可實(shí)現(xiàn)用戶之間一對(duì)一的單獨(dú)通信。本系統(tǒng)的主要功能如下。1．通話功能數(shù)字集群系統(tǒng)本身具備包括全雙工、半雙工、單工等各種通話方式，以組呼通信為主。組呼均采用單工方式。其功能主要包括無線調(diào)度臺(tái)與車載電臺(tái)之間、車載電臺(tái)與車載電臺(tái)之間、無線調(diào)度臺(tái)與無線手持電臺(tái)用戶之間、無線手持電臺(tái)用戶之間的通話以及無線手持電臺(tái)用戶與有線用戶的連接調(diào)度功能等。2．通話組編組功能根據(jù)運(yùn)營各部門的工作需要，所有成員可以編入不同的通話組每個(gè)用戶可以同時(shí)編入多個(gè)通話組。TETRA 系統(tǒng)通過空中無線路徑將終端編入通話組或預(yù)先將通話組編入終端中，可組成如下基本通話組。(1) 行車調(diào)度通話組。該組內(nèi)分多個(gè)通話小組，各通話小組的用戶有所不同，便于調(diào)習(xí)度發(fā)出不同的組呼。1）正線列車。當(dāng)一列車運(yùn)行在正線時(shí)，安裝在車上的 TETRA 無線終端可以同時(shí)屬于行車調(diào)度通話組中的多個(gè)通話小組。正線的列車將被編入以下幾個(gè)組：①正線列車組。②正線列車上行組。③線列車下行組④單個(gè)列車組。2）車站站務(wù)。站務(wù)編組如下：①所有車站組。②車站組。③單個(gè)車站組。④特別組。(2) 車輛段通話組。