地铁主要通信名词术语解释
徐华林 (北京城建设计研究总院有限责任公司)
地铁是多种专业有机结合的统一体,而通信是地铁各种专业中发展最为迅速、技术最为活跃的专业,不要说非通信专业的地铁工作人员感到困惑,就是通信专业的地铁工作人员如果不继续学习也感到茫然。作者查阅了大量的资料,对地铁主要通信名词术语作了比较严密的、准确的、通俗的解释,相信各种专业的地铁工作人员阅读本文后都会有所收获。
1. 通信网(TN—telecommynication network)
由许多用户设备、传输设备、交换设备相互连接成的通信组织总体,在网内任意两用户间能进行通信联络。
2. 时分多路复用(TDM—time division multiplexing)
在一条信道的传输时间内,将若干路离散信号的脉冲序列,经过分组、压缩、循环排序,交织成时域互不重叠的多路信号一并传输的方式。
3. 准同步数字系列(PDH—piesiochronous digitai hierarcgy)
只有基群信号采用同步复用,其余各高次群的复用均采用异步复用的时分多路复用方式。
4. 同步数字系列(SDH—synchronous digital hierarchy)
与准同步数字系列不同,各支路信号均采用同一时钟源,因而各级速率均实现同步的时分多路复用方式。与PDH相比,具有世界统一的数字传输体系和光纤网络节点接口;简化了复接/分接过程和设备,可从高速多路信号中直接取出或接入低速支路信号,不必逐级解复用整个信号,因而上下话路灵活方便;具有充足的开销比特,增强了通信网运行、维护、监控和管理功能,有利于提高通信网的可靠性和效益;采用了交叉连接技术,可使电路整体进行转接和交换,提高了通信网的灵活性和对各种业务的适应性,便于组成自愈网,使通信网提高到新的水平。
在传统SDH系统的基础上,面向应用开发、扩展的SDH系统,称为一体化SDH。它克服了公网SDH设备在地铁和轻轨等专网中应用的不足,满足了地铁和轻轨等专网直接传输话音、宽带音频、数据、视频和LAN业务的要求。
5. 多业务传输平台(MSTP—Multi-Service Transport Pratform)
随着英特网的迅速发展和新型城域网建设的需要,ITU(International Telecommunication Union)国际电信联盟和许多设备供应商均对传统的STM(Synchronous Transfer Mode)同步传输模式的SDH标准进行了改进和功能扩充,使其在统一的平台基础上实现多业务的传输,即除了实现传统的窄带TDM业务传输外,还可以传输宽带业务ATM和IP,实现了同一根光纤上多业务的混合传输,并且这三种业务还可以进行交叉和交换,因此称为多业务传输平台。所有产品采用的技术途径都是相同的,即在SDH的基础上加入对数据业务层的处理,如对以太网的二层处理,对ATM的统计复用等。一方面,MSTP已超出了传统的STM的概念范畴,另一方面MSTP依然建立在STM网络上。
6. 弹性分组环(RPR—Resilient Packet Rings)
适用于多业务分组传送的新型光纤环网传送技术,既可传输TDM语音信号,也可传输IP和数据化的图像信号。RPR根据所承载业务对带宽、时延和抖动的要求,将它们分为A、B、C三个等级,给定高、中、低不同的优先级,并按照业务不同的优先级和对带宽的要求,分配不同的带宽和采用不同的带宽占用方式。对于A级,保证带宽;对于B级,尽量保证带宽;对于C级,不保证带宽。因此,RPR综合了传统SDH和计算机以太网的优点,具有和SDH相当的可靠性(弹性)、是一种面向分组而不是面向电路、带宽利用率更高的光纤传输技术。
7. 接入网(AN—access network)
根据国际电信联盟标准部(ITU-T)的定义,接入网为本地交换机与用户端设备之间的实施系统,它包含复用、交叉连接和传输功能。
8. 异步传送模式(ATM—asynchronous transfer mode)
与传统的同步时分复用方式不同,它不是按用户固定分配速率带宽,而是按用户的需要,动态分配带宽,因而传输信道利用率高,可为大于信道带宽的用户服务,也称为统计时分复用。为此,ATM信息的复用、传输和交换均以信元(Cell)为单位,每个信元长53个字节,其中前5个字节称为信头(Header),用来指示从何处来、去何处以及类型等,另48个字节为需要传送的信息内容。这样,就可以把信道分割成任意多个不同速率的子信道,只要它们的速率之和不超过信道的总容量,依靠附加的标志来区分子信道,实现信息的复用,是未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)的基本传送方式。
9. 开放式传输网络(OTN—open transport network)
一种为了实现三网(语音、数据和图象)合一,采用专用帧结构的同步时分复用方式的传输网络。所谓开放式,指的是它直接提供工业界各种标准的接口,以满足各种信息传输的要求。在传输方面,它采用一步复用和解复用,即从用户速率复用到信道速率或相反,实现按用户需要灵活分配带宽,并且实现全透明的传输。作为网络,虽然它自身的传输速度(36M/150M/600M)是专用的,但它具有与外部连接的标准的电接口(2M/34M/45M)和光接口(STM-1/STM-2),可以和各种外部网络连接,因而从外部连接来讲,它满足国际电信联盟的要求。
10. 迈力特(Melit—metro and light rail transport )传输系统
这是一种我国开发的一体化SDH设备。它专门用于地铁和轻轨的专用传输系统,采用与SDH相同的传输标准,同样采用两步复用和解复用,即从用户速率复用到2M速率再复用到信道速率或相反,但为了传输地铁和轻轨专用的宽带音频(15或20K)、视频(共线选择传输)、计算机局域网(以太网10/100M)信息,采用了反向复用技术,因此与OTN 一样直接提供工业界的各种标准接口,实现了开放式、全透明的传输地铁和轻轨各种信息(三网合一)的要求。
11.因特网-又称为国际互联网(Internet)
采用TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol)即传输控制协议/互联网协议技术,建立的全球性的大规模计算机网络。它是集现代计算机技术、通信技术于一体的全球性计算机互联网络,它不是一个单独的系统,而是无数系统的集合。IP即互联网协议是因特网的核心协议,现在一般用IP来代表因特网的所有技术。
12.IP电话
由专门设备或软件将呼叫方的话音/传真信号采样,并数字化、压缩、打包,经过IP网络传输到对方,对方的专门设备或软件接收到语音包后,解压缩,还原成模拟信号送给电话听筒或传真机。
13.基于IP技术的传输平台
为了降低成本和提高设备利用率,人们迫切需要将语音、数据和图象传输综合在统一平台上。从目前情况看,IP技术是综合业务的最好方案。在构成IP网络的各种技术方案中,由于网络层采用IP协议已是大势所趋,物理层的介质用光纤,因此按网络层和物理层之间采用何种方式传输来划分方案,可分为:IP over ATM 、IP over SDH 、IP over WDM 、IP over DWDM等。
14. 综合数字网(IDN—integrated digital network)
采用数字交换和数字传输的电信网,称为综合数字网。在综合数字网中,以数字信号形式和时分多路复用方式进行通信。数据等数字信号可以直接在数字网中传输,而话音和图象等模拟信号传输则必须在发送端进行模拟-数字变换,并在接收端进行数字-模拟反变换。
15.综合业务数字网(ISDN—integrated services digital network)
提供用户间端对端的数字连接,能同时承担电话和多种非话业务的电信网,称为综合业务数字网。数字型非话业务的迅速发展,例如计算机的普遍应用,办公自动化和商业活动信息化的发展,对除电话、电报等传统业务以外的非话业务需求,品种日益繁多,业务比重日益增大。这些非话业务,如数据、传真、可视图文、电子信箱等,均为数字信号,要求电信网直接提供端对端数字连接。综合数字网已不能满足上述要求,因用户网没有数字化,数字信号需采用调制解调器入网,形成将数字信号载荷到模拟信号上,又将模拟信号转换为数字信号,再用数字网传输的不合理现象,不仅传输输速率受到限制(≤9600bit/s),且效率很低。这在非话业务量不大的情况下是允许的,但在非话业务量所占比重很大时,这将是很大浪费。因此,在电话综合数字网的基础上发展起来了综合业务数字网。为此,除了程控数字交换机需作某些改进,使其具有ISDN交换功能和2B+D(144Kbit/s)基本速率接口、30B+D(2Mbit/s)基群速率接口外,主要是用户线的双向数字复用,实现用户的数字终端通过标准的多用途用户-网路接口接入ISDN。很显然,在用户线上双向传输2B+D速率的数字信号是实现ISDN的关键,一般采用回波抵消法和乒乓传输法。
16.宽带综合业务数字网(B-ISDN—broadband integrated services digitalnetwork )
可支持任意速率(高于2.048Mbit/s)的,从话音、数据到视频业务的综合业务数字网,称为宽带综合业务数字网。很显然,B-ISDN 是在ISDN的基础上发展起来的,是广义概念的ISDN。B-ISDN 的主要特征是以同步传送模式(STM)和异步传送模式(ATM)兼容方式,在同一网络中支持范围广泛的声音、图象和数据的应用。ATM是用于实现B-ISDN 的目标交换方式。在ATM 节点,复用总线是一个面向分组的方式,即逻辑地址间采用异步时分复用方式,从而对任意速率的宽带信号和数字等级系列及复用结构均可提供透明传输。B-ISDN 业务综合的关键是使用统一的信息单位(信元)和单一结构实现多媒体通信,并用多用途的用户-网络接口提供多种服务。B-ISDN 提供的业务,根据业务特征主要可分为交互型业务和分配型业务两类。其中交互型业务又可分为实时提供的会话性业务、存储后提供的消息性业务和需要时提供的检索性业务三种。分配型业务也可分为用户不可选择的分配型业务(如电子公告的广播)和用户可选择的分配型业务(如电子报纸等)。
17.局域网(LAN—local area network)
在一个局部的地理范围内(例如一个学校、工厂、医院、机关内部,包括地铁车站等),将各种计算机、外围设备、数据库等互相连接起来组成的计算机通信网,称为局域网(其中,以太网 Ethernet 用得最多)。它可通过数据通信网或专用数据电路,与远方的局域网、数据库或处理中心相连接,构成一个大范围的信息处理系统。局域网是计算机通信网的重要组成部份,具有如下特点:①复盖范围一般在几公里以内;②一般采用专用的传输媒质来构成网络,传输速率在1Mbit/s至100Mbit/s之间或更高;③多台(一般在数十台至数百台之间)设备共享一传输媒质;④网络的布局比较规则,在单个LAN 内部一般不存在交换节点与路由选择问题。网络的拓朴结构主要有总线型、环型、星型和混合型,其中以总线形与环形用得最为普遍,树形与星-环形属混合形。典型的传输媒质是双绞线、同轴电缆和光缆。媒质访问控制的目的在于如何保证连接在同一媒质上的各个站能够相互进行通信而又不相互干扰。在多种媒质访问控制方法中,使用最普遍的有两种:①带冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD—carrier sense multiple access with collision detection)。基本原理是一个站在发送数据前,首先对媒质进行侦听以确定是否有别的站发送信号,如果有,则进行等待并继续侦听,直至媒质上无信号时即开始发送;发送开始后立即进行冲突检测,以判断所发送的数据信号是否与其他站在同一时间内发送的信号发生冲突,如果检测到冲突,则立即停止发送,并等待一段随机时间后再进行发送尝试,重复同一过程,直至发送成功为止。实现较简单,在轻负载下时延性能较好,适用于总线形网络。在以太网中采用了这种控制方式。②令牌(或称标记)控制。基本原理是一个站在发送数据前必须首先取得允许其发送的令牌,而这样的令牌(根据有无信息而有“忙”和“空闲”两种标志)在同一网络上一般只有一个在依次轮回传递,因而不可能有两个或两个以上的站能同时发送,也就不存在冲突的问题。实现较复杂,在重负载下时延性能较好,可实现优先级控制,实时性能好,适用于总线形和环形网络。Token Ring (标记环)是一个有代表性的令牌控制环形网。局域网的构成除了相应的硬件设备外,软件有提供各种服务与通信功能的网络操作系统。
18.路由器(BR—brouter)
一个开放的数据通信系统的通信功能划分为七个层次:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层,依次称为1,2,……7层。每一层的功能是独立的,它利用其下一层提供的服务并为上一层提供服务,而与其它层的具体实现无关。两个开放的数据通信系统中的同等层之间的通信规则和约定称为协议。路由器是网络层的中继系统,它是一种可以在不同的网络速度和媒体之间进行转换的、基于在网络层上保持信息并管理局域网到局域网通信的、适于在运行多种网络协议的大型网络中使用的互联设备。
19.城域网(MAN—metropolitan area network)
在一个城市范围内所建立的计算机通信网,称为城域网(MAN)。城域网的概念它本是计算机网络概念,目前该概念已延拓到电信网络领域,主要指有别于传统电话网、能在一个城市内提供宽带数据及多媒体业务的网络。拓朴结构主要为总线型或环型,传输媒质主要采用光缆,数据传输速率一般在100Mbit/s以上,它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库,以及局域网等互相连接起来。城域网不仅用于计算机通信,同时可用于传输话音、数据和图象等信息,成为一种综合利用的通信网。城域网采用的媒质访问控制的方法与协议与局域网不同,通常采用一种称作分布队列双总线的协议(DQDB)。
多业务传输平台(MSTP)、动态包传输(DPT)、弹性分组环(RPR)是三种主要的光城域网传送网技术。
20.程控数字电话交换机(SPCDTSS—stored program colled digital telephone switching system)
一种以计算机作为控制设备,对数字话音信号进行控制的交换设备。主要优点有:①采用数字交换机可大力推动数字电话网的发展;②处理速度快、体积小、重量轻、容量大、内部阻塞率低;③便于大规模生产,成本日益降低,可靠性措施日趋完善;④可以开放新业务、提供新功能,适应通信网发展变化需求;⑤适于采用公共信道信令方式,可集中运行维护、监控和管理,以及动态路由选择。程控数字电话交换系统主要由用户/中继群、数字交换网和控制系统三个基本部分组成,基本功能包括信令、控制、连接和管理功能。数字交换与数字传输相结合,可以构成综合数字网,还可以开发成为综合业务数字网。数字交换系统不仅实现话音交换,还要实现非话业务的交换,即要求程控数字交换系统具有电路交换、分组交换以及宽带交换的能力。
21.专用自动用户交换机(PABX—private automatic branch exchange)
服务于一个特定机构(机关、企业、厂矿、学校等)、并与公用电话局相连接的自动电话交换机,称为专用自动用户交换机,俗称“小交换机”或“总机”,其所属用户的电话机通常称为分机。其容量范围可为几十至几千线,也有万线以上的。 22.调度电话交换机(DTX—dispatching telephone exchange)
用于工矿企业、事业单位或车间内部作生产指挥调度、通信联络、会议电话的交换设备,也可兼作小容量、简易的用户电话交换机。按接续方式可分为人工和自动两种,均由调度操作台和调度主机组成。操作台为一席或数席,供调度员或正、副调度员使用,主机包括调度回路、中继回路、用户回路、广播装置和信号装置等。调度员具有同时与一个或数个用户通话、统呼、会议电话及一般交换机的接续功能,调度员还具有优先使用的绳路,并且可进行转话、插入、强拆等操作。
23.全自动直拨中继方式(DOD+DID—direct outward dialling+direct inward dialling)
全自动直拨中继方式有两种,一种是用户交换机的出中继接至市话交换机的选组级,分机用户呼叫外部用户时,只听用户交换机的拨号音,加拨用户交换机的进网字冠(一般为“0”或“9” )后直拨用户号码,其呼叫方式同普通用户;另一种方式是用户交换机的出中继接至市话交换机的用户级,分机用户呼叫外部用户时,在听用户交换机的拨号音后,须拨进网字冠,待再听到市话交换机的拨号音后才能拨号。这两种呼出方式虽不同,但其呼入均是由市话交换机的选组级接出,直接经用户交换机接至分机用户。前者称为(DOD1+DID),后面称为(DOD2+DID)。这两种方式分机用户号码均纳入公用网的用户编号。一般机关、企业、学校等单位容量较大者可采用前一种方式,容量较小者可采用后一种方式。
24.中国1号信令(No.1 signalling of china)
电话自动交换网中,我国所用的随路信令的总称。它包括用户信令、音频线路信令、局间直流信令标致、数字型线路信令、多频记发器信令、铃流和信号间等。
25.7号公共信道信令(common channel signalling No. 7)
适用于数字电信网使用的公共信道信令,它不仅可以在电话网、电路交换的数据网和综合业务数字网中使用,交换有关呼叫建立、监视和拆线等信号信息,而且可以在交换局和各种特种服务中心(数据库)间传送有关分散应用处理和网络管理等数据信息。既可以在数字网中以64Kbit/s的速率工作,也可以在模拟网中以4.8Kbit/s的速率工作;不仅可以提供给用户基本的呼叫业务,同时还能支持智能网业务。7号信令是一种灵活的多功能信令。
26.专用信道方式(private frequency channel mode)
按用途配置信道,每个信道只作一种用途,不作它用,即使它处于空闲状态,而当某一信道被占用时,全线均不能使用,必须排队等候。专用信道方式可分为车站台方式和中继器方式,车站台方式又分为车站台转发方式和中心转接方式,中继器方式又分为单向中继器方式和双向中继器方式。专用信道方式技术成熟,设备简单,成本较低,在子系统和信道数少、频率资源不紧张的情况下,采用专用信道方式是可行的。
27.集群方式(trunked mode)
所谓集群,指的是不按用途配置信道,而是为所有用户共用,实现设备和信道共享,因此又称为共用信道方式。一般它采用设置一个控制信道和多个通话信道,平时所有用户均处于控制信道,接收中心对其控制和向中心返回信息,通话时由中心分配一个通话信道,通话结束后自动返回控制信道。由于集群系统采用信道共享及动态分配信道的技术,使系统内所有信道均忙的概率要远小于专用信道繁忙的概率,这就是说:如果系统容纳的用户数不变,则呼损率大大减小;反之,如果用户的呼损率不变,则系统容纳的用户数大大增加。这就是集群方式较之专用信道方式最主要的优点。另外,还有可靠性、保密性、扩容、占用无线电频率、频率切换和频道转换、以及呼叫功能和检测功能等前者都优于后者。根据作者的计算,当信道数为3个以上时,集群方案的优点就表现出来。
28.模拟集群方式(analog trunked mode)
话音以300~3000Hz的模拟信号方式传输,并且模拟的话音信号对载频的调制采用调频(调相)方式、从而实现信道的频分复用(FDMA),因而一个载频只有一个信道,这样的无线集群方式称为模拟集群方式,我国通常采用MPT1327集群标准。
29.数字集群方式(digital trunked mode)
采用低码率话音编码方法构成数字的话音信号,话音信号对载频的调制采用窄带数字调制,从而实现信道的时分复用(TDMA),因而一个载频具有多个信道,并且频道间隔值保持不变,这样的无线集群方式称为数字集群方式。我国规定采用TETRA集群标准,一个载频具有4个信道。由于它除了具有模拟集群方式的全部优点外,还可以解决模拟集群方式存在的频率效率低、业务单一、不便加密、功能弱等技术问题,因而在地铁无线通信中具有广阔的应用前景。
30.网关(Gateway)
互相连接不相同的网络时出现的设备或节点。也就是说,网关是用于高层协议转换的网间连接器。在数字集群方式中,它是用于集群无线网络与公众交换电话网(PSIN)、综合业务数字网(ISDN)、分组数据网(PDN)、专用电话网(PTN)之间连接的设备。
31.频分多址连接(FDMA—frequency division multiple access)
将传输媒质的频带划分为若干互不重叠的子频带,每个子频带用一个载波传送一路或多路模拟或数字信号所构成的子信道固定或按需分配给各地用户使用的过程。
32.时分多址连接(TDMA—time division multiple access)
将时间划分为若干互不重叠的时隙,由不同的时隙建立不同的子信道,固定或按需分配给用户使用的过程。
33.码分多址连接(CDMA—code division multiple access)
利用数字信号波形相互正交或接近正交的特性,实现多址连接的方法。两个波形在时间T内正交,是指这两个波形值相乘并在时间T内积分应等于零。一个波形和它自已相乘并积分则得到较大幅值。因此,只要使各地用户发送的数字信号波形相互正交,接收端将收到信号乘以所需用户的有关波形再积分(或用其他等效方法)便可获得所需信号而把其他不需用户的信号抑制掉。这样,就实现了码分多址连接。
34.图象模拟传输(analog image transmission)
对时间(包括空间)和幅度连续变化的模拟图象信号作信源和信道处理,通过模拟信道传输或通过模拟记录装置实现存储的过程。
35.图象数字传输(digital image transmission)
通过对模拟图象基带信号抽样和量化获得的数字化图象信号,经信源编码和信道编码,通过数字信道(电缆、微波、卫星和光纤等)传输,或通过数字存储、记录装置存储的过程。
36.图象编码(image coding)
利用较少比特数传送数字图象的方法的总称,也称为图象数据压缩。根据信息论,不论是语音或图象,由于信信息中包含很多的冗余信息,所以当利用数字方法传输或存储时均可以得到数据的压缩。由于图象数据量实在太大,因此在数字传真、数字可视电话以及数字电视传输中,图象编码是关键的技术。目前,国际上图象编码标准有:CCITT H.261,它用于可视电话和会议电视;ISO/IEC JPEG(联合图片专家组);ISO MPEG(活动图象专家组)。