FAS基本原理及数字调度通信系统

1《FAS基本原理及数字调度通信系统》讲座提纲前言FAS和数调是同一设备，只是在不同的使用场合，配置有所不同，称谓也就不同，在GSM-R网络中称为FAS,所谓FAS即固定用户接入交换机的英文：FixedusersAccessSwitching的缩略语。在非GSM-R网络中称为数调，所谓数调即数字调度通信系统的简称。本讲座内容分两部分：第一部分FAS基本原理，第二部分数字调度通信系统。第一部分FAS基本原理第一章概述第一节铁路调度通信为指挥列车运行，保证运输安全，铁路历来有一套完善的调度指挥系统。铁路调度系统按机构可分为铁道部调度和铁路局调度两级，如下图所示。2铁道部调度是铁道部指挥各铁路局，协调完成全国铁路运输计划，按调度业务性质分行调、客调、军调、特调、车流、集装箱、机车、车辆、电力、工务、电务调度等。其调度通信网络结构以铁道部为中心对各铁路局，呈一点对多点的星型复合网络，我们习惯上称之为干线调度，简称干调。铁路局调度是铁路局指挥局内相关站段，协调完成全局铁路运输计划，铁路局调度有两种类型：一是以局运输指挥中心对全局相关站段的调度指挥，与相邻铁路局也有业务往来，同时接受铁道部的调度指挥，按调度业务性质分客调、军特调度、蓬布调度、计划调度、车流、机车、车辆、工务、电务调度，他们有的归属局总调室，有的归属相关业务处，各铁路局不尽相同，这一类调度既是干调分机，又是局线调度，仍简称局调。其调度通信网络结构，有的用专线组成星型调度通信网络，有的用铁路自动电话拨号呼叫进行联络。二是铁路局总调室（或业务处）调度员仅指挥一段铁路线上的各车站（段、所、点），按业务性质分列车调度、货运调度、电力牵引调度（供电调度）、红外线调度等，列调、货调隶属于局总调室，电调、红外线调度隶属于相关业务处，对这一类调度，我们习惯上称之为区段调度。其通信结构取决于业务性质和地理位置，基本上以共线型为主的调度通信网络。此外，还有以站段为中心组成的调度系统，在大型车站及站场内车站调度员对各值班员之间调度通信，称之为站调。车务、工务、电务、水电等段调度员对所辖各工区（站）之间通信，统称为公务专用电话系统。其通信网络结构：站调采用星型通信网络，公务专用电话系统有共线型和自动电话两种方式。综上所述，对铁路调度通信业务可归纳如下表所示：表1铁路调度通信业务分类通信类型按机构分按调度业务性质分调度通信网络组成方式干线通信铁道部调度总调度长、行调、客调、军调、特调、车流、集装箱、机车、车辆、电力、工务、电务等以铁道部为中心，对各铁路局及相邻铁路局之间相连，组成星型复合网络。3局线通信铁路局调度总调主任、客调、军特、车流、蓬布、机车、车辆、工务、电务等（1）以铁路局为中心，对相关站段及相邻局用专线组成星型网络（2）利用铁路自动电话网，相互拨号呼叫联络区段调度：列调、货调、电调、红外线调以局调度员为中心，按管辖范围对所属调度对象以共线方式组成调度网络区段通信站段调度公务专用电话：车务、工务、电务、水电（1）以段调度员为中心，按管辖范围对所属调度对象以共线方式构成专用电话电路（2）利用铁路自动电话网，相互拨号呼叫联络站场通信站调、调车、货运、车号、商检以车站调度员（值班员）为中心，对相关值班员用专线组成多个星型站调通信网络第二节铁路专用通信特点和要求所谓铁路专用通信，我们理解为：凡是与铁路运输有关的一切通信设施，统称为铁路专用通信，其中与行车直接有关的有调度、站间、站内、区间等四项通信业务。他们是根据行车组织的需要而提出的通信业务，各有不同的特点和要求。一、调度通信以列车调度为例，铁路局列车调度员，使用的终端设备称为××列车调度台，其调度对象为所辖车站值班员、相关站段调度。特点：（1）是直接指挥列车运行的通信设备；（2）调度员对车站值班员为指令型通信，值班员对调度员为请示汇报型通信；（3）以调度员为中心，一点对多点的通信；（4）铁路线点多线长，呈线状分布，列调通信也呈链状结构。要求：（1）列车调度电路是独立封闭型的，除救援列车电话、区间施工领导人电话可4临时接入，其他任何用户不允许接入。（2）调度电话必须保证无阻塞通信，调度台处于定位受话状态，调度分机摘机（或按键）便可直接呼叫调度台；（3）调度台单键直呼所辖调度分机，并且有全呼、组呼功能；（4）调度分机之间不允许相互直接呼叫。二、站场通信站场通信有两种类型，一种是大型车站多个作业场，主场车站调度员与各相关值班员构建的若干个一点对多点的调度通信，简称站调。另一种是小站车站值班员与若干个站内用户（道岔清扫房电话等）之间构建一点对多点的站内通信，在这里，我们用站内通信一词，以便与大型车站的站场通信有所区别。其特点和要求与调度通信基本类同，所不同的只是组网方式不同。三、站间通信站间通信为站与站之间的点对点通信，即站间行车电话或闭塞电话，两者含义不一样，闭塞电话是信号的一个组成部分，在区间闭塞采用电话闭塞法时，车站与相邻站用电话来办理闭塞，对闭塞电话的a、b两根线不能任意调换，更不能随意中断，严格禁止办理越站闭塞，所以闭塞电话只能是相邻站之间通信。随着信号设备的发展，区间闭塞法几乎不再采用电话闭塞法，已大量采用半自动闭塞和自动闭塞，这时的站间电话只是用来通报列车运行状态和相关行车业务，于是出现了站间行车电话这一称谓，同时又出现了非相邻站之间的站间通信。特点：点对点通信。要求：固定直达电路（回线），不允许搭挂其他任何电话分机。四、区间通信为区间作业人员提供对外联络的通信设施。特点：受模拟通信设备的限制，区间电话只能呼叫车站、调度及本地自动电话；上行站可以呼叫区间，其他用户无法呼入。要求：（1）在同一区间两个点之间可以相互呼叫并通话；（2）区间可以呼叫上行站、下行站、列调、电调；5（3）具有接入铁路自动电话本地网的功能。需要特别说明的，数调设备上来之后，为不改变原有的习惯了的通信方式，按上述要求开发的区间通信。实际上数调设备有强大的功能，完全能适应现场实际运用的需要，后来哈尔滨局最先提出要求下行站也能呼叫区间电话，所以目前上、下行车站都可以呼叫区间电话。从上述四项专用通信的特点，我们可以看出，他们之间有内在联系，如：调度员不单对所辖调度用户要进行调度指挥，还要接受来自区间的意外情况的处理。值班员不单接受所属调度台的指令性调度业务，还要与相邻站、区间、站内用户处理与行车有关的业务。由此可见铁路调度通信的复杂性，不象其他行业的调度通信只是一点对多点的单纯的调度业务。第二章FAS硬件结构及基本原理FAS硬件结构由调度主机、操作台及集中维护管理系统等三部分组成第一节调度主机一、调度主机的作用及组成1、作用调度主机（俗称后台）是FAS的核心部件，相当于一台数字交换设备，为调度所和车站提供各种调度业务及调度相关业务，对全系统的网络和通道进行管理，对操作台进行管理及各种接口的处理，对各类通信业务进行呼叫和交换接续处理。设在局调度所、大型站场的FAS称为调度所FAS，主要用于接入各种调度台、调度分机及站场电话。设在铁路沿线各车站、站场的FAS称为车站FAS，主要用于接入各种值班台、调度分机及站场电话。设置于局调度所或大型调度指挥中心的调度主机，连同调度台、集中维护管理台、录音装置称为主系统。设置于各车站（站场）的调度主机，连同值班台、调度分机、录音装置称为分系统。主系统与分系统配套使用，通过2M数字通道组成调度通信网络，构成整个数字调度通信系统。62、组成调度主机的组成方框图，见下图图2-1调度主机方框图调度主机由电源、主控、接口三部分组成：（1）电源部分由一块PWR（DCP）电源板组成，输入-48V直流电源，经DC/DC转换后，提供±5V及铃流。主控部分（MP）电源部分数字中继（DTP）数字用户（DSP）电源（PWR）控制单元时序音频选号（TN1）接口模块母板（ALC）交换网络信号音话音资源DTMF/MFC会议资源接口部分注：控制线PCM线7供电方式及热备方式如下表：项目CTT2000L/MFH98ⅡZST—48供电及热备方式PWR电源板，提供系统所需要的±5v电源及铃流，每框配两块PWR板，±5V电源工作于并联热供方式，铃流热备份。主系统共有6块电源板，具有负荷分担，实时热备份。数字模块层配两块无铃流电源板安装在该层最左边。主控模块层配4块电源板，电源板1、2带铃流供接口模块层供电。电源板3、4无铃流为主控单元供电。分系统配两块电源板，实现负荷分担，实时热备份。主系统共有11块电源板（DCP）：主控模块层配1块DCP，其它各种模块每框配两块DCP，占10、11和22、23槽位。提供5v和铃流，两块DCP之间采取互助工作方式。分系统每框配两块DCP，占1、2和16、17槽位。电压波动范围－36～－72v－40～－57v功耗主机每框（满配置）≤100w主系统≤500w分系统≤250w键控操作台≤8w调度台300ma值班台150ma键控操作台按60ma估算操作台远供距离5.5km5km（资料介绍）（2）主控部分主控部分由控制模块、交换模块、资源模块、时钟模块等组成：1、控制模块控制模块实现对调度主机的交换网络、各种资源、各种接口的控制及管理，以及各种信令的处理。控制模块一般为多处理机结构、模块化设计，集中和分散相结合的控制方式，各处理机分级实现负载分担，分级方法如下：主处理机：实现对全系统的综合控制和管理，包括对各子处理机、交换网络和重要资源的控制和管理。具有实时热备份功能。子处理机：在主处理机的控制下实现对特定功能的控制和管理。也具有实时热备份功能。2、交换模块交换模块实现全系统的网络交换功能，为各接口和各资源通过网络总线(PCM）连接到8交换网络上，一般在主处理机的直接控制下，完成两个接口间或某接口和某资源间的音频信号或数据交换。3、资源模块资源模块提供系统所需的各种公共资源，主要是会议资源、双音多频（DTMF）资源、多频互控（MFC）资源、语音资源等。所谓公共资源是指挂在交换网络上的任意接口均可使用这些资源。其中：会议资源用于实现系统对各接口会议功能，包括数字共线、全呼、组呼、会议呼等功能；DTMF资源用于实现各接口终端设备（如双音频话机）的双音频收发功能；MFC资源用于实现采用中国1号信令的局间数字中继的多频互控收发功能。4、时钟模块时钟模块为系统提供所需的各种时钟、时序信号，时钟模块是数字交换的核心和基础，与数字交换相关的各部分包括交换网络、各接口、各资源各种串行控制信号等均是在时钟模块提供的同一时钟、时序下协同工作，从而完成系统的交换功能。下面对三种型号分别介绍如下：·CTT2000L/M仅一块电路板MP，固定安装在主控框最右边的两个槽位（一主一备）。主、分系统一样，取决于交换时隙的大小。MPU：CTT2000L主处理机板，内置1024×1024交换网络，可管理最多32块子处理机板和128路模拟接口，为系统提供时序、信号音、语音和会议资源，提供32套MFC/DTMF.。MP：CTT2000M主处理机板，内置512×512交换网络，可管理最多8块子处理机板和128路模拟接口，为系统提供时序、信号音、语音和会议资源，提供16套MFC/DTMF.。PWRPWRTNIALCALCDSPDSPDTPDTPDTPDTPMPBMPA9·FH98Ⅱ主系统：由三种电路板组成主控单元，电路板分别为：1、主控板：提供系统工作时钟、1024×1024交换网络，与各接口模块通信、交换与汇接各接口模块的语音通道。2、音源板：提供信号音。3、会议板：提供240方会议。一主一备共6块电路板安装在第三层，与电源单元合用一个机框。分系统：由一块分主控板组成，一主一备，安装在标准配置层从左到右的第3、4槽位，分主控板由主处理机、时钟、交换网络512×512、会议、通讯、处理机接口单元、主/备控制单元等组成。·ZST-48第三层主控模块层第六层资源模块层主系统：由主控模块层和资源模块层两层组成，主控模块层有七种电路板（CLK时钟板、DSN2048×2048/DN51024×1024交换网板、MPU主处理器板、MPC主处理器通信板、SCU信令电源板1电源板2电源板3电源板4音源