鐵路傳輸系統(tǒng)內(nèi)容簡介

《傳輸系統(tǒng)組建與維護(hù)》

第一篇 認(rèn)識傳輸系統(tǒng)

項(xiàng)目一 認(rèn)識傳輸系統(tǒng) 2

1.1 任務(wù)一 認(rèn)識公共傳輸網(wǎng)絡(luò) 4

1.1.1 任務(wù)準(zhǔn)備 4

1.1.2 操作 認(rèn)識公共傳輸網(wǎng)絡(luò) 6

1.2 任務(wù)二 認(rèn)識專用傳輸網(wǎng)絡(luò) 7

1.2.1 任務(wù)準(zhǔn)備 7

1.2.2 操作 認(rèn)識專用傳輸網(wǎng)絡(luò) 9

1.3 項(xiàng)目小結(jié) 9

習(xí)題 10

第二篇 組建傳輸網(wǎng)絡(luò)

項(xiàng)目二 搭建傳輸系統(tǒng) 12

2.1 系統(tǒng)基礎(chǔ) 12

2.1.1 sdh網(wǎng)元特點(diǎn) 12

2.1.2 基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 15

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu) 16

2.2 任務(wù)一 建立鏈形結(jié)構(gòu)傳輸網(wǎng)絡(luò) 17

2.2.1 任務(wù)準(zhǔn)備 17

2.2.2 操作一 華為設(shè)備連接 21

.2.2.3 操作二 中興設(shè)備連接 23

2.3 任務(wù)二 建立環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸網(wǎng)絡(luò) 24

2.3.1 任務(wù)準(zhǔn)備 24

2.3.2 操作一 配置雙向通道保護(hù) 28

2.3.3 操作二 配置復(fù)用段保護(hù) 32

2.4 任務(wù)三 建立復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸網(wǎng)絡(luò) 34

2.4.1 任務(wù)準(zhǔn)備 34

2.4.2 操作一 配置環(huán)帶鏈拓?fù)渚W(wǎng) 38

2.4.3 操作二 配置相切環(huán)拓?fù)渚W(wǎng) 41

2.5 項(xiàng)目小結(jié) 43

習(xí)題 43

項(xiàng)目三 網(wǎng)管系統(tǒng)安裝 44

3.1 任務(wù)一 安裝中興e300網(wǎng)管系統(tǒng) 44

3.1.1 任務(wù)準(zhǔn)備 44

3.1.2 操作 安裝中興e300網(wǎng)管系統(tǒng) 45

3.2 任務(wù)二 安裝華為t2000網(wǎng)管系統(tǒng) 49

3.2.1 任務(wù)準(zhǔn)備 49

3.2.2 操作 安裝華為t2000網(wǎng)管系統(tǒng) 53

3.3 項(xiàng)目小結(jié) 56

習(xí)題 57

項(xiàng)目四 系統(tǒng)單板配置 58

4.1 任務(wù)一 配置2mbit/s電接口板 58

4.1.1 任務(wù)準(zhǔn)備 58

4.1.2 操作一 配置中興 et1板 63

4.1.3 操作二 配置華為 pq1板 66

4.2 任務(wù)二 配置10/100mbit/s以太網(wǎng)接口板 68

4.2.1 任務(wù)準(zhǔn)備 68

4.2.2 操作一 配置中興sfe板 68

4.2.3 操作二 配置華為et1板 72

4.2.4 案例分析 76

4.3 項(xiàng)目升級 配置155mbit/s光接口板 77

4.4 項(xiàng)目小結(jié) 79

習(xí)題 79

第三篇 傳輸系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

項(xiàng)目五 日常維護(hù) 82

5.1 任務(wù)一 日常值班 83

5.1.1 任務(wù)準(zhǔn)備 83

5.1.2 操作一 記錄設(shè)備面板燈 89

5.1.3 操作二 記錄網(wǎng)管告警信息 90

5.2 任務(wù)二 制作月報(bào)表 91

5.2.1 任務(wù)準(zhǔn)備 91

5.2.2 操作一 測試誤碼 102

5.2.3 操作二 測試激光器光功率 104

5.2.4 操作三 測試接收靈敏度 106

5.3 任務(wù)三 制作年報(bào)表 107

5.3.1 任務(wù)準(zhǔn)備 107

5.3.2 操作 測試抖動指標(biāo) 111

5.3.3 項(xiàng)目小結(jié) 113

習(xí)題 113

項(xiàng)目六 故障處理 114

6.1 任務(wù)一 處理los故障 114

6.1.1 任務(wù)準(zhǔn)備 114

6.1.2 案例分析一 122

6.1.3 案例分析二 124

6.1.4 操作一 處理光接口los故障 125

6.1.5 操作二 處理電接口los故障 126

6.2 任務(wù)二 處理ais故障 127

6.2.1 任務(wù)準(zhǔn)備 127

6.2.2 案例分析 129

6.2.3 操作一 處理光線路ais告警 129

6.2.4 操作二 處理支路口ais告警 130

6.3 任務(wù)三 處理b1、b2、b3故障 132

6.3.1 任務(wù)準(zhǔn)備 132

6.3.2 操作 處理誤碼告警 135

6.3.3 案例分析一 136

6.3.4 案例分析二 136

6.3.5 項(xiàng)目升級 應(yīng)急保障案例 137

6.4 項(xiàng)目小結(jié) 138

習(xí)題 139

第四篇 傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用

項(xiàng)目七 高鐵傳輸系統(tǒng) 142

7.1 高鐵概述 142

7.2 高鐵傳輸系統(tǒng)案例 144

7.2.1 某高鐵通信系統(tǒng)概況 144

7.2.2 傳輸系統(tǒng) 144

項(xiàng)目八 dwdm的應(yīng)用 147

8.1 基本原理 147

8.1.1 概述 147

8.1.2 波分復(fù)用技術(shù)原理 148

8.1.3 波長、頻率、波道號對照表 150

8.2 wdm系統(tǒng) 152

8.2.1 網(wǎng)絡(luò)單元 152

8.2.2 wdm組網(wǎng) 159

8.2.3 保護(hù)方式 160

8.2.4 wdm分類 163

項(xiàng)目九 otn的應(yīng)用 164

9.1 otn基本原理 164

9.1.1 otn技術(shù)背景 164

9.1.2 otn標(biāo)準(zhǔn) 164

9.1.3 otn體系架構(gòu) 165

9.1.4 接口 166

9.2 otn設(shè)備介紹 167

9.2.1 otn設(shè)備形態(tài) 167

9.2.2 otn設(shè)備功能模塊描述 167

9.3 otn組網(wǎng) 169

9.3.1 otn的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?169

9.3.2 節(jié)點(diǎn)間連接模式 170

9.3.3 otn系統(tǒng)的故障回避機(jī)制 171

9.4 案例分析 174

9.4.1 節(jié)點(diǎn)配置 174

9.4.2 用戶接口模塊 175

9.4.3 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng) 175

項(xiàng)目十 微波系統(tǒng)的應(yīng)用 176

10.1 微波通信 176

10.1.1 微波技術(shù)發(fā)展概述 176

10.1.2 微波傳輸分類 177

10.1.3 影響微波傳輸?shù)囊蛩?178

10.1.4 微波傳輸系統(tǒng)組成 179

10.2 微波傳輸?shù)膽?yīng)用 181

10.2.1 微波傳輸在移動網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用 181

10.2.2 某地區(qū)sdh微波傳輸 182

附錄一 中心傳輸局房傳輸設(shè)備維護(hù)管理要求 183

附錄二 中繼局房維護(hù)管理要求 187

附錄三 傳輸機(jī)務(wù)員國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)崗位要求 189

附錄四 專用詞匯及縮略語 192

參考文獻(xiàn) 195

ASI(Actuator-Sensor Interface)是用于在控制器(主站)和傳感器/執(zhí)行器(從站)之間進(jìn)行雙向、多站點(diǎn)數(shù)字通信的總線網(wǎng)絡(luò)，它由主站、從站、傳輸系統(tǒng)3部分組成，而傳輸系統(tǒng)又由兩芯傳輸電纜、ASI電源和數(shù)據(jù)解耦電路構(gòu)成。

ASI總線推薦使用的電纜型號為CENELEC或DIN VDE 0281[CENE-90]，并且要標(biāo)明HO5VV-F2x1.5,這是一種兩芯、橫截面積為1.5mm2的柔性電源線，它既便宜又隨處可見。另一種是具有相同電特性的ASI專用扁平電纜，它在安裝上非常方便。因?yàn)锳SI電纜既要傳輸信號又是要提供電源，所以在選擇電纜時(shí)必須注意兩個(gè)方面的技術(shù)指標(biāo):第一是通信頻譜特性，第二是直流阻抗特性。在認(rèn)為有較大干擾的情況下，則需要選擇使用屏蔽電纜，如型號為(N)YMHCY-02x1.5的電纜，但它也必須滿足規(guī)定的頻譜特性要求。特別要注意的是屏蔽層在ASI電源端只能接地，而不能接在ASI+和ASI-端。

ASI電源的電壓為29.51-31.5VDC，每個(gè)從站向傳感器/執(zhí)行器提供的電源電壓VDC(+10[%]或-15[%])。在一個(gè)ASI總線系統(tǒng)中，ASI電源可給31個(gè)從站提供的最大電流為2A，因此每個(gè)從站平均消耗的電流為65mA。如果從站帶動的執(zhí)行器功率較大，所需電流大于65mA時(shí)，則必須外接輔助電源。整個(gè)系統(tǒng)允許在ASI電纜上的最大壓降為3V，因此電纜的橫截面積不能小于1.5mm2，這樣才能保證網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)從站都能得到規(guī)定的電壓值。

ASI電纜的等效電路模型，分為兩芯電纜和帶屏蔽層兩芯電纜兩種模型。電阻(R')、電容(C')、電感(L')和電導(dǎo)(G')值為ASI電纜的等效參數(shù)。傳輸速率為167Kb/s時(shí)，兩芯電纜總的極限參數(shù)范圍為:R'=20-50mΩ/m，L'=200-600nH/m，C'=35-70pF/m，G'=1-3μS/m。在同樣的傳輸速率下，帶屏蔽層的兩芯電纜的極限參數(shù)為:R's=10mΩ/m，Ls'=800nH/m，Cs'=300pF/m，Gs'=15μS/m。

ASI電纜的復(fù)數(shù)阻抗與傳輸速率之間的關(guān)系對系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有十分重要的意義。在傳輸速率為167Kb/s時(shí)，阻抗為80-120Ω，而低于或高于167Kb/s時(shí)，阻抗會迅速下降，因此當(dāng)采用167Kb/s的傳輸速率時(shí)，將得到最大的信號幅值。

ASI信號在傳輸前要進(jìn)行調(diào)制，采用什么調(diào)制方法要考慮諸多的因素。例如附加在電源電壓上的傳輸信號必須是交變的;主站和從站之間的雙向通信要求雙主都能夠產(chǎn)生簡單、有效和節(jié)省時(shí)間的窄帶傳輸信號;使用非屏蔽電纜時(shí)不應(yīng)有太多的干擾等等。ASI信號的調(diào)制采用交變脈沖調(diào)制方式(APM)，這是一種在基頻進(jìn)行調(diào)制的串行通信方式。

主站發(fā)出的請求信號位序列首先轉(zhuǎn)換為能執(zhí)行相位變換的位序列，即曼徹斯特II編碼，這樣就產(chǎn)生了相應(yīng)的傳輸電流。當(dāng)傳輸電流通過電感元件時(shí)會產(chǎn)生電壓突變，就產(chǎn)生了請求信號電壓。每一個(gè)增加的電流產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電壓脈沖，而每一個(gè)減小的電流產(chǎn)生一個(gè)正電壓脈沖，通過這種方法從站很容易得到請求信號。因?yàn)樾盘柺钳B加在電源上的，所以信號電壓有時(shí)會大于從站的電源電壓。在從站內(nèi)并不需要電感元件，這就使得智能型傳感器/執(zhí)行器上的帶有Slave Chip元件的一體化從站電路更小、更簡單、更經(jīng)濟(jì)。在從站中接收電纜上的請求信號電壓并轉(zhuǎn)化為初始的位序列，就完成了一次主站向從站的請求信號的轉(zhuǎn)換過程。

信號傳輸?shù)碾妷好}沖被設(shè)計(jì)成正弦平方波方式，但要考慮到低頻干擾的影響，通過選擇合適的傳輸波形可以提高可靠性。經(jīng)過這種調(diào)制后的信號在規(guī)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每兩位脈沖信號的間隔只有6μs。

ASI電源和與之相連的數(shù)據(jù)解耦電路，ASI電源可以提供29.5-31.6VDC電壓，完全滿足國際電工委員會(IEC)對安全隔離低電壓的技術(shù)要求，并具有可靠的短路過載保護(hù)。數(shù)據(jù)解耦電路由兩個(gè)50μH的電感和兩個(gè)39Ω的電阻相互并聯(lián)組成，通過電感可以將傳輸信號的電流脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷好}沖，同時(shí)它還具有防止數(shù)據(jù)傳輸頻率信號經(jīng)過電源而造成短路的作用，兩個(gè)電阻代表了網(wǎng)絡(luò)的邊界終端。為使電路信號噪聲最低，必須采用高對稱性的電路結(jié)構(gòu)，兩個(gè)電容CE和兩個(gè)電感L應(yīng)完全相等，接地點(diǎn)要可靠接地，若采用屏蔽電纜，屏蔽層也應(yīng)接到地上。如果2A電流仍不能滿足從站的要求，就必須采用帶有輔助電源的從站模式或使用帶有附加電源的中繼器。

ASI總線系統(tǒng)為主從結(jié)構(gòu)，采用請求-應(yīng)答的訪問方式。主站先發(fā)出一個(gè)請求信號，信號中包括從站的地址。接到請求的從站會在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)給予應(yīng)答，在任何時(shí)間只有1個(gè)主站和最多31個(gè)從站進(jìn)行通信。一般訪問方式有兩種:一種是帶有令牌傳遞的多主機(jī)訪問方式;另一種是CSMA/CD方式，它帶有優(yōu)先級選擇和幀傳輸過程。而ASI的訪問方式比較簡單，為了降低從站的費(fèi)用、提高靈活性，一方面在不增加傳輸周期的條件下盡量包括更多的參數(shù)和信息，另一方面?zhèn)鬏斨芷诘臅r(shí)間應(yīng)能自動調(diào)整，例如系統(tǒng)中只有6個(gè)從站時(shí)，傳輸周期為1ms，而有31個(gè)從站時(shí)周期約為5ms。如果在網(wǎng)上有短暫的干擾時(shí)，主站沒有收到從站的應(yīng)答信號或收到的是錯(cuò)誤無效的信號時(shí)，主站可以重發(fā)信息而無需重復(fù)整個(gè)傳輸周期。

ASI總線的總傳輸速率為167Kb/s，它包括所有功能上必要的暫停。允許的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率為53.3Kb/s，從這一點(diǎn)看它的傳輸效率為32[%]，與其它現(xiàn)場總線系統(tǒng)相比，這個(gè)數(shù)值較好。但在電磁干擾的環(huán)境下應(yīng)采取進(jìn)一步措施，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

一個(gè)ASI報(bào)文由主站請求、主站暫停、從站應(yīng)答和從站暫停4個(gè)環(huán)節(jié)組成。所有的主站請求都是14位，從站應(yīng)答為7位，每一位的時(shí)間長度為6μs。主站暫停最少為3位，最多為10位。如果從站是同步的話，在主站3位暫停后從站就可以發(fā)送應(yīng)答信號。如果不是同步信號，那么從站就必須在5位暫停后發(fā)送應(yīng)答信號，因?yàn)樵谶@段時(shí)間內(nèi)從站會在接收到完整有效的請求信號后監(jiān)測主站的暫停情況，看看是否還會有其它信息。但是如果主站在10個(gè)暫停位后沒有接收到從站的應(yīng)答信號的起始位，主站會認(rèn)為不再有應(yīng)答信號而發(fā)出下一個(gè)地址的請求信號。從站的暫停只有1位或2位的時(shí)間。

在ASI報(bào)文中主站請求由以下具體信息組成:

ST 起始位 主站請求開始，0為有效，1為無效。

SR 控制位 數(shù)據(jù)/參數(shù)/地址位或命令位，0為數(shù)據(jù)/參數(shù)/地址位，1為命令位。

A0~A4 從站地址位 被訪問的從站地址(5位)。

I0~I4 信息位 要傳輸?shù)男畔?5位)，請求類型。

PB 奇偶校驗(yàn)位 在主站請求信息中不包括結(jié)束位為1的各位總和必須是偶數(shù)。

EB 結(jié)束位 請求結(jié)束，0為無效，1為有效。

在ASI報(bào)文中從站應(yīng)答由以下具體信息組成:

ST 起始位 從站應(yīng)答開始，0為有效，1為無效。

I0~I3 信息位 要傳輸?shù)男畔?4位)，應(yīng)答類型。

PB 奇偶校驗(yàn)位 在從站應(yīng)答信息中不包括結(jié)束位為1的各位總和必須是偶數(shù)。

EB 結(jié)束位 應(yīng)答結(jié)束，0為無效，1為有效。

在ASI主從結(jié)構(gòu)中，主站所發(fā)出的報(bào)文在系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換中占有重要的地位。主站的請求報(bào)文共有9種:(1)數(shù)據(jù)交換 要求從站把測量數(shù)據(jù)上傳給主站，而主站又可以把控制指令下達(dá)給從站。(2)寫參數(shù) 設(shè)置從站功能，如傳感器的測量范圍、激活定時(shí)器、在多傳感器系統(tǒng)中改變測量方法等。(3)地址分配 只有當(dāng)從站地址為00H時(shí)才有效。從站接到這個(gè)請求后，用06H回答，表示已收到了主站的正確請求，從站從此就可以在這個(gè)新地址被呼叫了，同時(shí)把這個(gè)新地址存儲在從站的EEPROM中，這個(gè)過程大約需要15ms。這種方式使主站可以對運(yùn)行中損壞后重新置換的從站自動進(jìn)行原有地址的設(shè)置。(4)復(fù)位 把被呼叫的從站地址恢復(fù)到初始狀態(tài)，從站用06H回答，整個(gè)過程需2ms。(5)刪除操作地址 暫時(shí)把被呼叫的從站地址改為00H，這個(gè)報(bào)文一般和"地址分配"報(bào)文一起使用。當(dāng)新地址確定后，從站用06H回答。如果使用指令"Reset-ASI-Slave"就可以恢復(fù)原地址。(6)讀I/O配置。(7)讀ID編碼 從站的I/O設(shè)置和ID編碼在出廠時(shí)已經(jīng)確定，不能改變。(6)、(7)結(jié)合使用的目的是確定從站的身份。(8)狀態(tài)讀取 讀取從站狀態(tài)緩沖器中的4個(gè)數(shù)據(jù)位，以獲得在尋址和復(fù)位過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息。(9)讀出狀態(tài)和狀態(tài)刪除 讀出從站狀態(tài)緩沖器的內(nèi)容，然后刪除。

在以上9種主站請求報(bào)文中，數(shù)據(jù)和參數(shù)的傳輸有兩種，設(shè)置和改變從站地址的有兩種，對從站進(jìn)行識別和查詢的有5種。表1列出的是主站9種報(bào)文的名稱和內(nèi)容。

如果在非屏蔽電纜上進(jìn)行高速ASI傳輸通信，那么電磁兼容性(EMC)問題就非常重要了。發(fā)射干擾和現(xiàn)場的場強(qiáng)輻射干擾都不應(yīng)超過歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN55011給出極限值，ASI系統(tǒng)的抗干擾能力在IEC801文件中已有詳細(xì)的說明。大量的ASI系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)表明，由于傳輸信號采用了正弦平方波，因此ASI系統(tǒng)的發(fā)射干擾保持在IEC的規(guī)定值以下。ASI系統(tǒng)對于靜態(tài)放電在26M-1GHz頻率范圍內(nèi)的電磁高速瞬間干擾的抵抗能力可達(dá)到3級。在最壞的情況下，通信將出現(xiàn)故障，但系統(tǒng)具有檢測功能并可以對報(bào)文進(jìn)行重發(fā)。因?yàn)槭嵌绦畔?，重發(fā)不會增加周期時(shí)間，只有在報(bào)文發(fā)生嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，才會增加報(bào)文的周期長度。當(dāng)位傳輸錯(cuò)誤率在70b/s時(shí)，系統(tǒng)周期大約為5ms;如果錯(cuò)誤率再高一點(diǎn)，周期時(shí)間變化不大，ASI仍能保持它所有的功能。只有誤差超過5000b/s時(shí)，正常的數(shù)據(jù)傳輸才難以維持。

當(dāng)ASI電纜被切斷時(shí)(如錯(cuò)誤短接或故障斷開)，主站將不能訪問位于斷點(diǎn)另一側(cè)的從站，而位于主站一側(cè)的從站仍可以被主站呼叫。通過管理服務(wù)程序主站能夠診斷和發(fā)出故障信號，但前提是數(shù)據(jù)解耦電路和電源這時(shí)應(yīng)在同一側(cè)，否則系統(tǒng)就會完全癱瘓。如果在ASI系統(tǒng)中沒有使用中繼器，那么當(dāng)電源發(fā)生故障時(shí)，ASI系統(tǒng)將停止工作，有關(guān)故障的信息也不會得到。但如果使用了中繼器，因中繼器可以向網(wǎng)絡(luò)供電，那么電源故障的影響就會減小，系統(tǒng)將維持部分功能。

ASI總線的傳輸系統(tǒng)是連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中主站、從站、電源、控制器、傳感器/執(zhí)行器的通路和橋梁。報(bào)文信號在傳輸系統(tǒng)中要經(jīng)過多次的變換和恢復(fù)，并要抵抗各種外界的干擾以保證準(zhǔn)確、快捷、可靠的信息交換，它是ASI總線系統(tǒng)中重要的組成部分。