铁道供电远动系统运行与维护课件：远动系统结构-远动通道

远动系统结构

远动通道欲传送各种信息到既定的信宿，可选用适于传输的物理媒体，完成通信功能，这些连接发信和收信设备的物理媒体统称为信道或传输媒体。而在远动系统中连接调度端和被控端的物理媒体我们称为远动通道，该通道包含了通信介质和相关的通信接口设备。在铁路供电远动系统中，对于承载调度端和被控端之间直接参与生产控制数据的远动通道，安全性要求最高，因此设置两条互为备用的通信信道。按照传输媒质的不同，信道可以分为有线信道和无线信道两大类，本项目将介绍几种常用的有线信道和无线信道。有线信道有线信道主要有四类，即明线、双绞线、同轴电缆和光纤。一、明线明线是指平行架设在电线杆上的架空线路。它本身是导线裸线或带有绝缘层的导线。虽然它的传输损耗低，但是由于易受天气和环境的影响，对外界噪声干扰比较敏感。1878年，贝尔电话公司开始采用明线构成电话环路线连接用户和电话端局，用于传输语音信号。目前明线已经逐渐被其他电缆或光缆取代。二、双绞线双绞线起源于电话公司布设的语音通信传输线，是一种常用的通信传输介质。它由两根具有绝缘保护的导线按照一定规格扭绞形成，因此称为双绞线。导线扭绞的目的是为了减小每对导线之间的干扰。在很多通信传输设备中常常把若干对传输信号的双绞线按照一定的规律扭绞在一起，采用规定的色谱组合以识别不同线对，放在一根保护套内制成对称电缆，在电信网中通常一根对称电缆中有25对双绞线。对称电缆的芯线直径为0.4～1.4mm，相对明线而言损耗较大，但是性能比较稳定。对称电缆在有线电话网中广泛应用于用户接入电路，每个用户电话都是通过一对双绞线连接到电话交换机，通常采用的是22～26号线规的双绞线。双绞线在计算机局域网中也得到了广泛的应用，以太网中使用的超五类线就是由四对双绞线组成，可以支持10/100Mbps速率的信息传输。有线信道三、同轴电缆同轴电缆是由内外两层同心圆柱导体构成，在这两根导线之间用绝缘体隔离开。内导体多为实心导体，外导体是一根空心导电管或金属编织网，在外导体外面有一层绝缘保护层，在内外导体之间可以填充实心介质材料或绝缘支架，起到支撑和绝缘作用。由于外导体通常接地，因此能够起到很好的屏蔽作用。同轴电缆的专利权由英国人奥利弗于1880年在英格兰取得。目前，有线电视中广泛地采用同轴电缆为用户提供电视信号，另外同轴电缆也是通信设备内部中频和射频部分经常使用的传输介质，用于连接无线通信收发设备和天线之间的馈线。有线信道四、光纤光纤即光导纤维，是一种传输光信号的有线信道。光纤是由华裔科学家高锟发明的，他被认为是“光纤之父”。1970年美国康宁公司制造出了世界上第一根实用化的光纤。光纤具有衰减小、传输速率快的特点，目前高铁远动通道主要是由光纤构成的。光纤通信系统的构成如图所示，它是由光端机、光缆和光中继装置构成的。它常同多重变换装置组合适用，将各种信息变成光信号予以传送。有线信道光端机是将电信号变成光信号的变换装置。它采用将电信号变换为光的强弱的光强度调制TM方式。光中继装置是将因传输而使光强度衰减的光，再一次转换为电信号，放大后再转换成光信号，以便于长距离传输。光的传送方式分为数字式和模拟式，采用多路复用技术，如图4-2-3所示。无线信道无线通信可以利用电磁波、声波、广播等的传播实现信号传输。无线信道包括短距离直接传输的无线电信道、通过微波中继的微波信道以及通过卫星中继的卫星信道等。一、无线电信道波长为0.001～1.0m、频率为300MHz～300GHz的无线电波为微波。这里所称的无线电信道是指微波以下频段的无线电信道。这种无线电信道适宜于短距离、直接传输。常用的无线电信道频率一般为几十兆～几百兆赫兹。利用无线电信道的数据传输系统如图所示。由计算机产生的数字信号，经过调制器调制成音频信号，送给无线电发射机调制，再经发射天线发射出去。无线电接收机将天线接收到的信号解调成音频信号，再送给解调器解调以还原成数字信号。无线信道二、微波中继信道微波频段的无线电信道称为微波中继信道。由于地球表面是球面，所以微博传送时，必须每40～50km设置一个中继站，按接力的方式，一站一站地传送下去。这种传送方式称为微波中继通信。微波中继通信的优点是：微波频段的频带很宽，可以容纳许多无线电频道且不互相干扰。因此微波收发信机的同频带可以做的很宽。一套设备作多路通信，通信稳定，方向性强，保密性好，不易受干扰，成本较有线通信低，所以在电力系统中获得广泛应用，尤其是主干通信。无线信道三、卫星信道卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址