一.引言

世紀之交的通信技術是先進的數字技術、計算機技術、微電子技術與光電子技術的有機結合體，它將向著數字化、寬帶化、智能化、高速化及個人化的方向發展。未來的通信要徹底克服時間與空間的限制，能夠使用戶在任何時間、任何地點與任何人進行包括語音、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上享受如同在辦公室環境下的信息交流，比如同其它人進行語音、數據、傳真、圖像等信息交流，還要接入國際互聯網。

另外，隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸，為保證行車安全，實現有效的人機控制和提高運輸效率，要求建立一個功能更加完善的，技術構成更加先進的鐵路通信網。隨著我國電信業壟斷格局的打破，擁有僅次于中國電信的龐大鐵路通信網絡的鐵道部，可以利用現有的專用網絡設施積極參與競爭，向全社會提供高質量的電信業務。

要想使上述構想成為現實，就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式，采用先進的、現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式，實現鐵路通信網的升級，適應信息社會的發展，發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。

二.鐵路接入網技術的現狀

由于鐵路列車具有高速運動的特點，因而無線（移動通信）接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重。當然，固定位置的車站（場）、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行組建，同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式，其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點，而且還具有路由迂回、設備備用等特點，從而具備自愈合功能，并使系統的可靠性大大提高。另外，采用遠端用戶單元（RSU）和數字環路載波（DLC）設備，組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮，使系統不僅滿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提供先進的電信業務，并且還需具備便于擴容的功能。

按照通信網被分為主干網，局域網和接入網等三部分的構思來看，鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看，接入網占有相當大的比重，包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通信網相似，鐵道部將在未來的1～2年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網，它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網，組織建設的可以支持眾多信息服務的、具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡，鐵道部將有可能成為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位，為鐵路通信走向市場做準備。關于有線接入這里不再敘述，下面主要討論鐵路的無線接入網，為此首先回顧一下移動通信的發展過程。

1．移動通信的發展過程

移動通信技術經歷了由模擬到數字，由頻分多址到頻分+時分多址，再到碼分多址（CDMA）的發展過程，并即將向寬帶化、智能化和個人化的方向發展。移動通信系統大體可分為二代，第一代是以模擬技術為主，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、價位高、業務面窄等固有缺點，不能滿足通信市場急速發展的需要，因此誕生了第二代移動通信系統。第二代移動通信系統采用數字化、時分多址方式等全數字化技術，克服了第一代移動通信的缺點，得到了迅速發展，目前的移動通信數模兼容，以數字系統為主。隨著用戶對信息接入量的需求呈指數的增長，電信工作者們著手建立最新一代的移動通信——第三代移動通信系統。

第三代移動通信系統具有全球化、智能化、個人化和綜合化的特點，工作在2000MHz波段，采用寬帶的CDMA技術，涵蓋地面系統和衛星系統，包括海陸空三維服務面，集成話音、數據、視像、ISDN和多媒體多種業務。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用戶提供服務。

2．鐵路無線接入網現狀

鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通信，以提高服務等級和運輸效率。保證列車的安全，達到高效運營而建立的，它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點，決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別，它是一種屬于線面結合、以線為主的鏈狀網。

鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統，它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯系。當列車即將進站或即將出站時，這些通話才進行，否則如果沒有特殊的情況，則在列車運行于區間時，通話一般不進行，這主要是從節約頻率資源，減少同頻干擾的角度出發的。但是，隨著鐵路現代化改造進程的迅速推進，從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要，這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通信系統。這一系統應該采用小區制，并完成大三角功能。也就是說，系統必須可以實現調度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調度中心之間的通話功能，必須可以實現線路管理區間的公務移動通信功能，同時還必須能夠實現調度中心與列車司機室之間實時的雙向數據通信功能。基于這一想法，構成鐵路無線通信接入網的方式可以采用現有的無線通信方式的集群通信方式、GSM（全球移動通信系統）移動通信方式、CDMA移動通信方式。

集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統，是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體，通過無線撥號的方式把一組信道自動最優地動態分配給系統內部用戶，最大限度地利用系統資源和頻率資源，降低系統內呼損，提高服務質量。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、搶險等場合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問題，因而倍受專業運營管理部門的青睞，被確定為現行鐵路移動通信方式的首選類型。但是這一系統還具有一定的缺點，主要包括采用動態的頻率分配，沒有考慮與周圍公用網的有效融合問題，沒有先進的路由合理選擇功能，并且在建立通路和自動過網時存在信息丟失現象，保密性不強，容易受干擾等，這些缺點對于話音通信的影響不大，但是會對列車與調度指揮中心之間的實時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合并不適合。