世紀之交的通信技術(shù)是先進(jìn)的數字技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)與光電子技術(shù)的有機結合體，它將向著(zhù)數字化、寬帶化、智能化、高速化及個(gè)人化的方向發(fā)展。未來(lái)的通信要徹底克服時(shí)間與空間的限制，能夠使用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)與任何人進(jìn)行包括語(yǔ)音、數據和視頻等信息的交流。在這種情況下，出行的旅客也需要在列車(chē)上享受如同在辦公室環(huán)境下的信息交流，比如同其它人進(jìn)行語(yǔ)音、數據、傳真、圖像等信息交流，還要接入國際互聯(lián)網(wǎng)。另外，隨著(zhù)鐵路列車(chē)向高速化與準高速化方向的邁迸，為保證行車(chē)安全，實(shí)現有效的人機控制和提高運輸效率，要求建立一個(gè)功能更加完善的，技術(shù)構成更加先進(jìn)的鐵路通信網(wǎng)。隨著(zhù)我國電信業(yè)壟斷格局的打破，擁有僅次于中國電信的龐大鐵路通信網(wǎng)絡(luò )的鐵道部，可以利用現有的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )設施積極參與競爭，向全社會(huì )提供高質(zhì)量的電信業(yè)務(wù)。

　　要想使上述構想成為現實(shí)，就必須打破常規的鐵路通信網(wǎng)的接入方式，采用先進(jìn)的、現代化的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信的傳輸和接入方式，實(shí)現鐵路通信網(wǎng)的升級，適應信息社會(huì )的發(fā)展，發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國民經(jīng)濟中的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

　　一、鐵路接入網(wǎng)技術(shù)的現狀

　　由于鐵路列車(chē)具有高速運動(dòng)的特點(diǎn)，因而無(wú)線(xiàn)（移動(dòng)通信）接入網(wǎng)在鐵路通信網(wǎng)中占有相當大的比重。當然，固定位置的車(chē)站（場(chǎng)）、單位以及各種固定設施之間的通信方式，首選方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進(jìn)行組建，同時(shí)應考慮采用ATM交換以及網(wǎng)絡(luò )IP通信等先進(jìn)技術(shù)來(lái)構成通信主干網(wǎng)及光纖用戶(hù)接入網(wǎng)。比如采用“雙纖單向環(huán)”接入方式，其不僅具有高速、安全、傳輸質(zhì)量高、價(jià)格合理等光纖通信特有的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有路由迂回、設備備用等特點(diǎn)，從而具備自愈合功能，并使系統的可靠性大大提高。另外，采用遠端用戶(hù)單元（RSU）和數字環(huán)路載波（DLC）設備，組網(wǎng)更靈活、方便。組網(wǎng)的過(guò)程中要把投資與效益綜合統籌來(lái)考慮，使系統不僅滿(mǎn)足現在乃至幾年內鐵路通信的需求，而且還能夠為出行的旅客及地面用戶(hù)提供先進(jìn)的電信業(yè)務(wù)，并且還需具備便于擴容的功能。

　　按照通信網(wǎng)被分為主干網(wǎng)，局域網(wǎng)和接入網(wǎng)等三部分的構思來(lái)看，鐵路通信網(wǎng)也可以通過(guò)上述劃分方法進(jìn)行。就鐵路的通信網(wǎng)來(lái)看，接入網(wǎng)占有相當大的比重，包括有線(xiàn)接入網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)兩大部分。鐵路有線(xiàn)接入網(wǎng)的情況與電信的接入通信網(wǎng)相似，鐵道部將在未來(lái)的1～2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯(lián)網(wǎng)，它是由鐵路部門(mén)依托于基礎鐵路電信網(wǎng)，組織建設的可以支持眾多信息服務(wù)的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網(wǎng)絡(luò )，鐵道部將有可能成為我國第六個(gè)面向大眾的計算機信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )單位，為鐵路通信走向市場(chǎng)做準備。關(guān)于有線(xiàn)接入這里不再敘述，下面主要討論鐵路的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)，為此首先回顧一下移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程。

　　1.移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程

　　移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)歷了由模擬到數字，由頻分多址到頻分+時(shí)分多址，再到碼分多址（CDMA）的發(fā)展過(guò)程，并即將向寬帶化、智能化和個(gè)人化的方向發(fā)展。移動(dòng)通信系統大體可分為二代，第一代是以模擬技術(shù)為主，頻分多址，工作在400～800MHz頻段。由于模擬系統存在頻譜利用率低、容量小、設備復雜、抗干擾性能差、保密性不強、價(jià)位高、業(yè)務(wù)面窄等固有缺點(diǎn)，不能滿(mǎn)足通信市場(chǎng)急速發(fā)展的需要，因此誕生了第二代移動(dòng)通信系統。第二代移動(dòng)通信系統采用數字化、時(shí)分多址方式等全數字化技術(shù)，克服了第一代移動(dòng)通信的缺點(diǎn)，得到了迅速發(fā)展，目前的移動(dòng)通信數模兼容，以數字系統為主。隨著(zhù)用戶(hù)對信息接入量的需求呈指數的增長(cháng)，電信工作者們著(zhù)手建立最新一代的移動(dòng)通信 第三代移動(dòng)通信系統。

　　第三代移動(dòng)通信系統具有全球化、智能化、個(gè)人化和綜合化的特點(diǎn)，工作在2000MHz波段，采用寬帶的CDMA技術(shù)，涵蓋地面系統和衛星系統，包括海陸空三維服務(wù)面，集成話(huà)音、數據、視像、ISDN和多媒體多種業(yè)務(wù)。這一系統以多種空中接口和接入方式，可向高速和慢速移動(dòng)用戶(hù)提供服務(wù)。

　　2.鐵路無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)現狀

　　鐵路通信網(wǎng)是為旅客和鐵路公務(wù)、應急搶險、行車(chē)維修等人員提供及時(shí)可靠的通信，以提高服務(wù)等級和運輸效率。保證列車(chē)的安全，達到高效運營(yíng)而建立的，它是一種集列車(chē)公務(wù)通信和區間移動(dòng)作業(yè)通信為一體的列車(chē)移動(dòng)通信系統。但是鐵路結構自身的特點(diǎn)，決定了該系統與公用移動(dòng)通信網(wǎng)和區域性的專(zhuān)業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)的差別，它是一種屬于線(xiàn)面結合、以線(xiàn)為主的鏈狀網(wǎng)。

　　鐵路通信的無(wú)線(xiàn)接入部分目前僅有的是400MHz的無(wú)線(xiàn)列調系統，它完成車(chē)站值班員與進(jìn)入其管轄區段的列車(chē)車(chē)長(cháng)以及列車(chē)司機之間的通話(huà)聯(lián)系。當列車(chē)即將進(jìn)站或即將出站時(shí)，這些通話(huà)才進(jìn)行，否則如果沒(méi)有特殊的情況，則在列車(chē)運行于區間時(shí)，通話(huà)一般不進(jìn)行，這主要是從節約頻率資源，減少同頻干擾的角度出發(fā)的。但是，隨著(zhù)鐵路現代化改造進(jìn)程的迅速推進(jìn)，從前單一的無(wú)線(xiàn)列調系統已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足鐵路無(wú)線(xiàn)通信的需要，這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營(yíng)指揮需要的先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通信系統。這一系統應該采用小區制，并完成大三角功能。也就是說(shuō)，系統必須可以實(shí)現調度中心與車(chē)站值班員之間、車(chē)站值班員與列車(chē)司機之間、列車(chē)司機與調度中心之間的通話(huà)功能，必須可以實(shí)現線(xiàn)路管理區間的公務(wù)移動(dòng)通信功能，同時(shí)還必須能夠實(shí)現調度中心與列車(chē)司機室之間實(shí)時(shí)的雙向數據通信功能�；�于這一想法，構成鐵路無(wú)線(xiàn)通信接入網(wǎng)的方式可以采用現有的無(wú)線(xiàn)通信方式的集群通信方式、GSM（全球移動(dòng)通信系統）移動(dòng)通信方式、CDMA移動(dòng)通信方式。

　　集群通信系統是一種功能強大的專(zhuān)用移動(dòng)通信系統，是通信與微處理機技術(shù)、程控交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)緊密結合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體，通過(guò)無(wú)線(xiàn)撥號的方式把一組信道自動(dòng)最優(yōu)地動(dòng)態(tài)分配給系統內部用戶(hù)，最大限度地利用系統資源和頻率資源，降低系統內呼損，提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能，特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場(chǎng)合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問(wèn)題，因而倍受專(zhuān)業(yè)運營(yíng)管理部門(mén)的青睞，被確定為現行鐵路移動(dòng)通信方式的首選類(lèi)型。但是這一系統還具有一定的缺點(diǎn)，主要包括采用動(dòng)態(tài)的頻率分配，沒(méi)有考慮與周?chē)�公用網(wǎng)的有效融合問(wèn)題，沒(méi)有先進(jìn)的路由合理選擇功能，并且在建立通路和自動(dòng)過(guò)網(wǎng)時(shí)存在信息丟失現象，保密性不強，容易受干擾等，這些缺點(diǎn)對于話(huà)音通信的影響不大，但是會(huì )對列車(chē)與調度指揮中心之間的實(shí)時(shí)雙向數據通信造成較大的誤碼，因而對于要求較高數據通信誤碼率的場(chǎng)合并不適合。

　　即將動(dòng)工的秦沈客運專(zhuān)線(xiàn)的移動(dòng)通信系統主要包括400MHz的無(wú)線(xiàn)列調系統和800MHz的集群移動(dòng)通信系統，考慮到集群移動(dòng)通信系統在越區切換過(guò)程中會(huì )存在信息的損傷，因此將數據通信部分交由無(wú)線(xiàn)列調系統來(lái)完成，集群移動(dòng)通信系統僅進(jìn)行區間通信（如大三角功能的話(huà)音通信，公務(wù)通信以及應急搶險通信等），并留有調度電話(huà)進(jìn)入的余地和接入公用通信網(wǎng)的功能。這一系統也是我國鐵路以集群通信的方式為無(wú)線(xiàn)接入系統的第一例，是我國鐵路通信史上的一個(gè)重大變革。

　　二、鐵路無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢

　　隨著(zhù)改革的進(jìn)一步深入和社會(huì )信息化的進(jìn)展，不僅要求鐵路通信網(wǎng)具有更強的保障鐵路安全運營(yíng)的通信功能，以適應高速列車(chē)通信的需求，而且要以鐵道部的全程全網(wǎng)的優(yōu)勢全力發(fā)展電信增值服務(wù)及經(jīng)營(yíng)與中國電信業(yè)務(wù)范圍一樣的電信業(yè)務(wù)，參與同中國電信的競爭，使旅客和網(wǎng)絡(luò )覆蓋區的廣大用戶(hù)方便地享受信息的服務(wù)。比如隨時(shí)隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車(chē)票等服務(wù)，在列車(chē)就能享受語(yǔ)音、傳真、數據、視頻、移動(dòng)通信及Internet等服務(wù)。不過(guò)，鐵路現有的通信網(wǎng)絡(luò )設施龐大而落后，這是目前該網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的最大障礙。

　　80年代開(kāi)發(fā)應用的集群移動(dòng)通信系統具有信道利用率高、組網(wǎng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，能夠確保旅客通話(huà)的高質(zhì)量和優(yōu)先等級，可供列車(chē)公務(wù)人員進(jìn)行業(yè)務(wù)通信，也可利用調度功能組成臨時(shí)的應急通信和收容沿線(xiàn)的移動(dòng)作業(yè)通信，基本上能夠滿(mǎn)足目前的鐵路通信的需要，秦沈客運專(zhuān)線(xiàn)就是采用這一系統來(lái)實(shí)現鐵路移動(dòng)通信的功能。但從更高的通信目標來(lái)說(shuō)，比如為了實(shí)現列車(chē)的實(shí)時(shí)定位、追蹤，讓列車(chē)上和列車(chē)下的公務(wù)人員都能夠隨時(shí)隨地獲得整個(gè)路況信息，實(shí)現列車(chē)運行、調度等自動(dòng)控制，能夠為廣大旅客提供除語(yǔ)音服務(wù)外，還能提供傳真、數據、視頻、移動(dòng)通信及Internet等服務(wù)，還有向鐵路沿線(xiàn)的居民提供電信業(yè)務(wù)，隨著(zhù)這些業(yè)務(wù)的出現，原有的通信系統就不能滿(mǎn)足要求，應該應用先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)，對鐵路通信網(wǎng)進(jìn)行改造，建立新的、必要的移動(dòng)通信系統，比如微蜂窩移動(dòng)通信系統，或者是第三代的移動(dòng)通信系統。當然，建造鐵路通信網(wǎng)，應根據鐵路的實(shí)際情況，在不同的地區要因地制宜地發(fā)展有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)接入系統。

　　考慮到未來(lái)鐵路發(fā)展對通信的需求，認為在通信系統壽命期內，運輸會(huì )出現明顯的增加，作為用戶(hù)聯(lián)絡(luò )手段的通信系統，在規劃其指標構成時(shí)，必須計算一定的彈性需求。此外還要考慮通信系統的容量擴充性問(wèn)題，選擇便于擴容的通信方式。從系統高可靠性的要求出發(fā)，還必須與別的系統（如微波／租用線(xiàn)路等）結合起來(lái)構成一個(gè)統一的整體，以此提供必要的備份。

　　在歐洲，經(jīng)過(guò)長(cháng)期的研究和決策，最初確定的是兩種系統，一個(gè)是GSM，另一個(gè)是TETRA（泛歐集群無(wú)線(xiàn)通信）。后來(lái)由于GSM的技術(shù)日趨成熟，使用范圍迅速擴大，造價(jià)逐漸下降，并且又由于在用戶(hù)迅速擴展的情況下，集群移動(dòng)通信解決方案所存在的問(wèn)題日趨突出。鑒于此，歐洲的鐵路移動(dòng)通信系統最后定位于GSM的方式，并將鐵路移動(dòng)通信所具有的特色（群呼、組呼、優(yōu)先級別、強插、強拆等功能）加進(jìn)去，構成GSMR（用于鐵路的全球移動(dòng)通信系統）的解決方案。

　　鐵路通信網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢應該是向著(zhù)與公用網(wǎng)相融合的方向，并達到與公用網(wǎng)的統一。從而使得用戶(hù)無(wú)比是在運行中的列車(chē)上，還是在鐵路網(wǎng)的覆蓋區域均能夠通過(guò)鐵路通信網(wǎng)進(jìn)行如同辦公室一樣方便的信息交流，如進(jìn)行電話(huà)聯(lián)絡(luò )，寬帶的數據通信和圖像傳輸，接入Internet等。而要滿(mǎn)足這一要求，集群移動(dòng)通信系統已經(jīng)遠遠不夠，GSM（R）和現行的CDMA技術(shù)也不能達到這一要求。從現在的發(fā)展情況看，惟有第三代的CDMA技術(shù)才可能擔當起這一重任。因此，鐵路通信網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)接入部分今后的發(fā)展方向也必須是朝著(zhù)第三代CDMA的方向。當然，并不是說(shuō)第三代的CDMA技術(shù)就可以直接用來(lái)完成未來(lái)的鐵路無(wú)線(xiàn)接入系統的功能，如同GSMR一樣，必須將鐵路通信所必備的功能（如群呼、組呼、優(yōu)先級別、強插、強拆等功能）融入這一技術(shù)之中，形成具有鐵路通信特有要求的公用無(wú)線(xiàn)通信接入網(wǎng)。

　　另外，考慮到鐵路已經(jīng)延伸到很多較為偏僻的地區，這些地區的公用通信網(wǎng)尚未建立起來(lái)。利用已經(jīng)建立好的鐵路通信網(wǎng)，并將其經(jīng)過(guò)適當的擴容改造，比如建立單基站無(wú)線(xiàn)接入系統，增加移動(dòng)交換功能，廣泛發(fā)展固定用戶(hù)和移動(dòng)用戶(hù)，從而取得應有的社會(huì )和經(jīng)濟效益。

　　鐵路通信網(wǎng)是保證行車(chē)安全、提高運輸效率的有力工具。本文討論了無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中的應用現狀及其未來(lái)的發(fā)展趨勢，認為鐵路通信網(wǎng)應該順應當今通信技術(shù)的發(fā)展潮流和市場(chǎng)的需要，在保證鐵路通信要求的前提下，發(fā)展多種接入方式，特別是無(wú)線(xiàn)接入方式，逐步達到同公用網(wǎng)的統一，從而參與同其它電信部門(mén)的競爭，為出行的旅客以及網(wǎng)絡(luò )覆蓋區域的用戶(hù)提供高質(zhì)量、方便、快捷的電信服務(wù)。

　　延鳳平、張春燕