单位文秘网 2021-10-06 08:15:03 点击: 次
[摘 要] 随着我国铁路的发展,原有的铁路区段通信系统己不能适应铁路发展的需要。铁路区段光纤综合通信系统,是提高铁路信息化水平的重要基础设施。
本论文分析了铁路区段光纤综合通信系统的特点,设计了它的网络管理系统,包对铁路区段光纤综合通信系统进行实时有效地网络管理。
[关键词] 铁路区段 光纤通信系统 网络管理 网管中心 网管单元
1.绪论
铁路区段光纤综合通信系统,由铁路区间信息综合接入系统和光纤/射频传输系统综合而成,有线通信和无线通信相结合,固定通信和移动通信相结合,是提高铁路信息化水平的重要基础设施。
2.设计原则
本通信系统是整个铁路通信网的一部分,它的网络管理系统是铁路TMN的组成部分,它将来要纳入到统一的铁路TMN中去。因此,我们在设计本网络管理系统时是依据ITU一T关于TMN的相关建议来进行的。本通信系统是专为铁路区段通信设计的,承载了列车调度、行车安全、铁路状况等重要信息,同时,网络管理的技术和范围还在不断发展变化之中,在系统设计是遵循了以下原则:
.高可靠性
.高性能
.可扩展性和可升级性
.易操作和易维护
2.1网络管理系统的结构
TMN中提出的5个基本功能块(OSF、MF、NEF、QAF、WSF),本系统逻辑上都采纳了,由于本系统是管理专用的设备,并网络规模不是很大,这5个功能块实际上分别集中在网管中心(OSF、WSF)、中心站(MF、NEF、QAF)和终端站(NEF)中。这些功能块在本系统中的具体作用是:
①信息模型间的信息转换,如信息模型的翻译。
②连接的建立和协商,通信内容的维护。
③数据处理,包括数据的集中、收集、格式化和翻译。
④决策过程,包括门限设置、路由选择。
⑤数据存储,包括数据库存储、网络配置、设备识别。
⑥支持实体过程,包括故障定位、计费和保护转换。
⑦用户安全接入、注册、识别等。
3.网管中心的设计
3.1网管中心概述
网络管理中心在整个网络管理系统中处于核心地位。网络管理人员对整个通信系统的管理是通过网管中心来进行的。网管中心设计的好坏直接影响网管系统的性能。
3.2网管中心的设计原则
根据网管中心实现的功能以及网管中心的应用目的,网管中心的设计本着以下原则:
.做好网管中心整体规划工作,确保网管系统的先进性,能满足当前铁路区段通信的需求和适应未来铁路区段通信发展的需要。
.遵守相关的通信网络标准,基于开放性的应用平台。
.采用先进、成熟、可靠的网络通信技术。
.网管中心应注重实用性、方便性和扩展性。
3.3网管中心的硬件环境
网络管理中心的硬件组成有三部分:通信接口、计算机系统、人机界面系统。
3.3.1通信接口
通信接口服务于实时收集现场各个网络单元工作性能和状态、业务流;网络管理中心间数据库数据互访和分散并行处理;网络管理和协调。它有完善的通信协议和接口规程。本网管中心采用的是异步串行通信接口,符合RS一422接口规程。
3.3.2计算机系统
实时监测通信网络和网络单元的数据,数据滤波除去虚假和偶发干扰,采用各种算法对数据进行统计分析,定时或事件驱动激活有关网络管理和维护活动,对网络管理和维护活动提供运筹、决策与规划支持,并进行网络管理过程的日志和日常营运操作。它有较强的数据处理、分析、管理和维护功能,数据量大、处理速度要快。一般要分前后台工作,前台提供网络时实情况,后台偏重性能评估和运筹管理决策。
因为铁路区段光纤综合通信系统的网络设备不是很多,每个网络设备的监控数据量也不大,网络管理中心的计算机系统我们采用的是高档PC机。计算机技术发展到今天,Pc机cPu的时钟主频己超过GHz,内存容量达到了几百Mbytes,硬盘容量也以提高到几十Gbytes的水平。PC机的整体性能比以前有大大的提高,达到甚至超过了原来的小型机、大型机的性能。采用这样的PC机完全能满足网管中心对计算机性能的需要。
4.网络单元的设计
4.1网络单元概述
网络管理系统的管理基础是网络单元的监控。网络运行情况、性能和故障、应用和安全等网络管理的基本素材来自于网络单元;网络管理、操作、维护的执行最后要由网络单元履行和体现。因此网络单元的监控能力直接影响整个网络管理的性能。做好网络单元的监控是完成整个通信网管理的关键一步。从网络管理协议的专用术语来说,网元的监控是通过驻留在网元中的代理进程实现的。
4.2硬件结构
本网络单元的硬件实现采用了许多大规模、甚至超大规模的集成电路芯片,整个硬件的尺寸比较小,实现所有功能的电路都集成在一块印刷电路板上。整个监控电路由三部分组成:
(l)监控通信接口电路
(2)监控信息处理电路
(3)监测采集和控制分发电路
4.2.1监控通信接口电路
监控通信接口电路功能是保证网管中心与网元通过通信线路交换监控数据。本电路是采用的异步串行接口,用M[AXll吐公司的MAX489、MAX3100专用芯片完成的。
A.MAX489
MAX489是用于RS一485瓜S一422通信的低功耗的异步串行收发器。它能显著减小电磁干扰和由不匹配的电缆引起的回波反射,允许最高的无差错传输速率达250kbPs。
B.MAXIM3100
MAX3100是特别适合基于微处理器系统的通用异步收发器。它用一个SPI接口与微处理器通信。MAX3100自带有一个晶体振荡器和一个可编程的波特率发生器。波特率可在300baud到230kband之间变化。
4.2.2监控信息处理电路
监控信息处理电路是整个网元监控电路的核心,它的性能如何直接影响网络管理的性能。本电路采用A们班EL公司的Atinegal03微处理器来实现。Atlnegal03具有最新、最优、最全的配置:执行速度快,指令效率高;工作电压低,功耗低,驱动能力强;程序可加密,简便易学,具有扩展性,性能价格比高。快速存取犯SC寄存器文件由32个通用工作寄存器组成。传统的基于累加器的结构需要大量的程序代码,以实现在累加器和存储器之间的数据传送。在AVR单片机中,用32个通用工作寄存器代替累加器,从而可以避免传统的累加器和存储器之间的数据传送。在AVR单片机中,在前一条指令执行的时候,就取出现行的指令,然后以一个周期执行指令。在其它的CISC以及类似的IUSC结构中,外部振荡器的时钟被分频降低到传统的内部执行周期,这种分频最大达12倍。
4.2.3控制分发和监测采集电路
控制分发是将监控信息处理模块输出的指令转换成所要求的实际操作;监测采集是将所监测的一些参数,如通信接口性能参数、温度、湿度等环境变量转换成监控信息处理模块能处理的信号。电路是由一些传感器和控制电路组成的。
5.结论
通信设备留有网络监控接口是当今通信设备发展的方向,是保证铁路区段光纤综合通信系统安全高效运行的重要措施。要达到设计一个高效合理的区段控制系统的目的需要多方面的合作,希望广大同行能在这方面多多努力,共同加速我国铁路的发展。
参考文献
[1]王惠生戴未央等《高速铁路光纤/无线环路信息传输系统的研究》铁道部科学研究院研究报告
[2]宋建国《AVR单片机原理及应用》北京航空航天大学出版社
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