应急通信无线局域网与无线交换机技术分析范文

【摘要】

铁路中应急通信系统最基本的要求就是在紧急情况之下所接入的设备能够实现无线通话能力，就目前的技术情况而言，Wi-Fi和无线PBX是较为常见的形式，本文就这两种形式的一些基本原理进行了详细的分析，另外还将这两者进行了比较，分析了各自的缺点和优势。

【关键词】

铁路通信；技术分析；无线PBX；Wi-Fi

引言

所谓铁路应急通信系统就是指一旦在铁路或者火车上发生了交通事故、不可避免的自然灾害以及不可预料的公共事件的时候，为了提高现场指挥救援的有效性和及时性，在应急救援指挥总部和应急救援分部之间、应急救援总部和事故现场之间以及事故现场各个环节内部之间必须搭建起来的确保图像、数据以及语音等通信信息得以及时有效传送的通信系统[1]。除了上述的这些通信之外，其实铁路应急通信系统还涵括了事故指挥应用系统和与之有关的信息系统之间的通讯服务[2~3]。

1铁路应急通信系统

按照业内的有关标准的定义，比如TB/T3232-2010铁路应急指挥中心通讯装置技术条件以及TB/T3204-2008铁路应急指挥通讯接入技术条件等，“铁路应急通信接入装置”以及“铁路应急中心通信装置”这两个部分构成了铁路应急通信系统。

1.1应急通信装置

铁路应急通信装置的作用在于搭建应急中心和事故现场之间、应急中心内部各个环节之间的桥梁，使得他们之间的图像、语音以及信息数据等能够实现实时共享，并且可以对其进行比较系统的管理。利用外部接口主设备可以和调度通信网以及自动电话网等实现通讯连接，从而使得静图系统信息图像以及综合视频系统等顺利进入应急中心，同时可以给图像显示系统提供相对应的图像信息。

1.2应急通信接入装置

顾名思义，铁路应急通信接入装置其主要的功能就是使用各类通信措施，然后通过先进的输送网络将事故现场的一些图像、语音以及数据等信息及时有效的发送到对应的应急救援指挥总部。其中，应急通信接入装置又由很多其他的装置组成，主要有事故现场有关的应急接入装置、现场终端装置（包括话音通讯终端、数据处理终端以及可移动式的图像影音采集装置）、与事故现场临近的区间或者站点接入点以及GSM-R基站应急接入装置。

1.3终端装置

铁路应急现场的一些终端装置主要涵括了可移动式的图像影音采集装置（例如耳机、相机、摄像机、可移动式图像影音发送装置）、话音通讯终端以及数据处理终端。这其中，事故应急现场各个环节内部之间、事故现场和应急总部之间、事故现场和各个应急分部之间的话音通讯主要就是依靠话音通讯终端得以实现。话音通讯终端可以进一步细分为可移动式话音通讯终端（即无线手机）以及固定式的话音通讯终端（即固定电话），对于处在事故现场的指挥、抢险工作人员等这样需要随时移动的用户，他们必须使用无线手机才能实现事故现场的内部通信以及和指挥总部的通信。对于无线手机而言，具有一定的要求，比如说通信的距离必须要大于500m，实现连续通信时间大于1h等。

2选择无线话音接入形式

就当前的情况而言，无论是覆盖了铁路沿线的GSM-R系统手机还是比较常见的2G/3G/4G的CDMA、GSM、TD-SCD-MA、WCDMA、CDMA2000系统手机已经完全能够符合事故现场内部之间、事故现场和应急指挥总部之间、事故现场和应急指挥分部之间的语音通讯服务，对于通信距离以及通信时间的要求也完全没有问题。但是如果遇到一些特殊的情况，比如：任何通信网络都没能覆盖的地方，由于洪水、暴雨以及地震等无法抗拒的自然灾害造成的通信网络损坏甚至是完全断掉的状况等。这时候移动电话将会瘫痪，不能实现通信的功能。所以为了确保万无一失，必须建立专门的无线网络以及手机为铁路应急通信提供服务，这也是未来的必然选择。其中为了能够顺利完成任务，在事故现场至少需要准备四部专用手机，同时为了实现铁路应急通信装置快速、方便的要求，必须要快速的完成现场无线网络的建立以及确保相应的基站设备轻盈。将公网装置进行专用化是搭建事故现场专用通信终端以及网络的措施之一，该种方式的具体操作方法就是在事故现场建立一个临时的CDMA或者GSM应急通信网络。但是如果采用这种措施则会比较复杂，牵涉到的设备也很多，比如：基站控制器（BSC）、短信中心（SMC）、移动交换中心（MSC）、位置寄存器（HLR/VLR）、鉴权中心（AUC）、操作维护中心（OMC）、IP基站（iBTS）、媒体/信令网关（S/MGW）等。这就决定了无法符合铁路应急通信装置快速、方便的要求，另外该种方式的价格也很高，综上所述，铁路应急通信中不宜利用该种方式。所以就现阶段的技术条件来看，可以用在铁路应急现场中的无线通信措施主要两种：①借助WLAN网络来搭建无线移动通信网络的Wi-Fi手机措施；②搭建专门的无线PBX基站以及配套手机的措施。这两种措施都具备很多的优点，比如：质量比较轻、体积相对很小、搭建网络非常快捷、所需要的成本也在合理范围之内。完全符合铁路应急通信装置快速、方便的要求。所以在事故现场可以使用这两种方式来实现通信功能。

3Wi-Fi和无线PBX技术分析

3.1无线PBX技术分析

无线PBX装置主要包括主机以及手机，其中一个主机可配备1~90部不等的手机。无线PBX装置中采取的而技术为跳频（FHSS）技术，每秒钟采取伪随机方式在100个频道内实现100次跳变。另外，该系统所使用的寻址方式为码分多址的方式，针对每一个主机以及手机而言，系统都会分配其1个独一无二的编码，其中编码的容量为六万多，这就保证了采用这种方式的保密性以及安全性。围，比如在相对比较空旷的位置可以达到1000m以上。可以对手机进行群组设置，另外即便是脱离了主机之后两个手机之间也能够实现通信功能，除此之外，还可以实现群呼、组呼以及单呼等功能，以便完成对整个事故现场的无线调度。如果将其和应急总部有对应的通信装置进行连接，那么就可以实现事故现场和应急总部之间的通信服务，从而实现应急总部对事故现场的直接指挥或者是调度，实现方式包括电话会议以及二级调度通信等，在应急通信中使用该种措施可以说是最好的选择。最近几年来，有关的实验室针对应急通信接入装置进行了相关的测试并获得了一些结果，如果参考这些结果，采用无线PBX技术具备很多的好处，比如：使用频率为900MHz，决定了其拥有很高的绕射能力；非视距通讯范围超过了1000m；能够实现群组呼叫、半双工多路通信以及全双工双向呼叫等多种功能；手机拥有很好的防雨以及防尘效果。综上所述，在应急现场采用无线PBX技术存在非常多的好处，但是同样存在一些缺点，比如：所使用的频率范围是非自由频率范围，因此在使用之前首先必须向国家有关部门进行备案；由于主机以及手机都是专用的，这就决定了其制造或者购买成本相对来说会非常高。

3.2Wi-Fi技术分析

Wi-Fi手机接入的是无线局域网络，利用该种措施也可以很好的应用于铁路应急现场以实现无线话音通信功能。所谓Wi-Fi手机指的就是以无线方式接入的VoIP电话，只要利用中心或者现场的注册服务器装置和接入点取得连接，那么利用接入点Wi-Fi手机就能够很快的注册到服务器，之后Wi-Fi手机便可以和任意的固定电话或者无线手机实现通信功能。Wi-Fi的全称为WirelessFidelity，表示的意思就是802.11b空中接口协议。Wi-Fi所使用的频段为2.4GHz，该频率范围在全世界范围内都是免费频率范围，也就是说在使用的时候不需要向任何部门进行备案，只要是在Wi-Fi所覆盖的位置，用户在任何时候都可以拨打或者接听电话，同时，其他的很多可以使用WLAN的应用也可以同步运行。Wi-Fi模式最大的优势在于其传输速度非常快，最快的时候可以达到11Mbps，另外，Wi-Fi模式在使用过程中的距离也完全能够满足铁路应急通信的需求。使用Wi-Fi模式在铁路应急现场来实现话音通信功能虽然具备很多的优点，但是和无线PBX技术类似，其也会存在一些缺点。与PBX技术相比较而言，其优点如下：其所使用的频率范围不需要向有关的部门备案，为自由频率范围；其AP（接入点）板块能够兼容数据通信以及话音功能；Wi-Fi手机其制造或者购买成本非常低。除了上述的一些优势之外，Wi-Fi模式和PBX技术相比也会存在较多的劣势，比如：Wi-Fi手机以及AP（接入点）其功率非常低，通常情况下低于400mW，导致其所覆盖的距离过小，有时候无法满足有关的要求，需要增添中继设备；Wi-Fi模式所使用的频段为2.4GHz，这就意味着其波长很短，只有12.5cm，使得其很难进行绕射，决定了Wi-Fi模式在障碍物很多的地方通话质量不好。

4结束语

本文对Wi-Fi和无线PBX技术进行了详细的分析，可以知道两者基本上都可以满足有关的要求，但是就技术性、方便性、无线覆盖范围以及绕射功能等几个方面而言，无线PBX技术比Wi-Fi模式更具优势，所以现在铁路应急通信中使用较多的还是无线PBX技术。Wi-Fi模式就目前来看虽然存在一些劣势，但是经过慢慢发展相信以后也会得到推广应用。

参考文献

[1]董成文.Wi-Fi和无线PBX技术在铁路应急通信中的应用[J].铁道技术监督，2014：44~46.

[2]梁彦霞，杨家玮.无线通信中Wi-Fi技术的发展与应用[J].电视技术，2006：69~71.

[3]高建荣.与移动协同发展之无线PBX方案探讨[C].中国通信学会信息通信网络技术委员会2009年年会2009.

作者：何武生 单位：中铁二十四局集团上海电务电化有限公司