在無線通訊世界里，面對數據通訊市場的龐大發展潛力，兩種類型的數據網絡技術正在展開激烈的競爭。盡管兩種網絡技術之間的結構和運行方式完全不同，但是，其競爭的領域卻完全一致，從小容量數據的處理，到大容量文件數據、聲音數據乃至流文件影像數據的傳輸等。如何更好地掌握上述網絡技術的運作特點，進而確定究竟哪一類網絡技術更加適合“基于通訊的列車控制（CBTC, communication-based train control）”數據通訊網絡，可以說是非常關鍵。

1 兩種無線通訊技術

第一種網絡通訊類型主要是基于全球移動通訊標準（GSM）的蜂窩式無線移動通訊網絡，移動通訊全球標準從最初的模擬移動電話系統發展到第一代網絡技術，再發展到全數字式的第二代和第三代通訊技術系統，期間性能明顯優化，容量大幅度增加。

另外一種網絡通訊系統是一種基于數據傳輸技術的系統。其發展來源于當今十分普遍的已經沿用了幾十年的局域網（LAN），即在兩臺辦公電腦之間進行數據傳輸。在以太網（Ethernet）的支撐之下，通過互聯網協議進行數據的打包傳輸。

蜂窩式無線移動通訊網絡專門用于傳輸那些相對連續的流數據。如果兩個用戶之間已經建立了電路聯系，那么，聲音、音頻和影像數據就會連續不斷地在兩者之間傳輸。即使雙方之間沒有數據傳輸，也會占用通訊資源，十分浪費。于是，技術提供商開始考慮充分利用空余的安靜時間和閑置通道時間來留做它用。這種做法適應了目前數據傳輸市場日益龐大的實際需要。當前，數據傳輸行業的一個通行做法是對數據進行打包，即將連續的數據流分割成一系列不連續的數據包。簡而言之，蜂窩式網絡必須學會如何傳輸IP數據包。

盡管基于LAN的無線網絡技術（WLANs）本身就是專門為處理IP數據而設計的，但是并不能保證數據包能夠按照正確的順序及時傳輸給對方。

兩種網絡通訊類型之間還有一個不同點。蜂窩式無線移動通訊技術主要基于陸地電話網絡，依據各個回路對容量進行分配。每個電話使用者通過銅線連接到本地交換機，然后通過計算機轉換開關利用電話號碼來建立回路。不過，在兩個電話局之間進行通話時，需要共享有限的長途電路。當然只要用戶愿意付錢，愿意打多長時間就打多長時間的電話。然而，由于回路數量有限，這種通訊技術一般用于列車與基站之間，或者從基站到列車控制中心的通訊聯系，如圖1所示。

無線網絡技術（WLANs）不存在類似問題，如圖2。一般來說，以太網比蜂窩式通訊回路有更高的容量，但是許多用戶在使用同一回路時，也會出現線路“爭用”現象。線路爭用主要發生在數據包傳輸過程中。如果數據包之間發生沖突，那么，在經過一段短暫停頓之后，通話雙方就會向對方再發送一遍數據包。這樣，每位通話者就會得到自己的數據，只不過時間相對滯后一些。事實上，這種滯后，即所謂的等待時間，相當短暫，只有幾毫秒（ms），幾乎覺察不到。

總之，兩種通訊方式各有千秋。一種有回路轉換系統，不會出現等待時間，但服務不一定跟得上；另一種服務跟得上，但可能會有一定的等待時間。

移動的用戶適合使用無線通訊技術。在回路轉換系統中，需要針對服務對象數量的多少和服務范圍的大小設置基站。只要通話者的活動范圍沒有超越基站的服務范圍，就可以不必切換回路。反之，如果進入到另一個基站的覆蓋范圍，那么通話回路就會通過新的基站進行。所有這一切都會在計算機控制下進行，計算機系統會根據通話信號的強弱確定回路的移交與否，在回路轉換過程中，通話質量也不會受到明顯的影響。

是否決定將通話回路移交給另外一個基站的原理非常復雜。例如，移動電話使用者若只是處于短暫的無效通話狀態（即聽不到對方講話），但并不意味著走出所在基站的服務范圍。因此，系統在決定之前必須等待。如果等待時間過長，通話就會斷線，數據服務的質量就會受到影響。

在WLAN系統中，需要建立相應的聯絡點（access points，即無線電接收裝置），來服務于覆蓋范圍內的通話者，不過與基站相比，聯絡點的覆蓋范圍要小許多。如果相鄰的服務區有另外一個聯絡點，通話就會移交至新的WLAN無線電接收裝置，而不需要對回路進行切換。網絡中的通話回路將會自動更新IP地址，并且向新地址發送數據包。這樣，由于不需要網絡控制，回路移交的速度非常快。

那么，究竟哪一種網絡通訊技術適合“基于通訊的列車控制（CBTC, communication-based train control）”呢？阿爾卡特公司CBTC數據通訊系統（DCS）是基于開放標準和兼容性基礎之上的。其中，DCS非移動模塊的選擇是基于IEEE 802.3標準。移動模塊則有幾個選擇，例如，對于蜂窩式系統或者回路轉換網絡來說，可以選擇GSM、Tetra和UMTS。另外，IEEE802.16e標準也是基于回路轉換系統，適合移動狀態下使用。而IEEE 802.20標準則專門為高速移動狀態設計。此外，WLAN網絡的標準還有IEEE 802.11系列標準，具體包括之前的 802.11標準、802.11a標準、802.11 b和g標準（俗稱WiFi）。

2 網絡結構

為了確保機車可以在任何地點進行通訊，數據通訊系統必須沿著線路鋪設，在隧道也不例外。諸如GSM-R這樣的蜂窩通訊網絡，需要設置基站或者聯絡點，來為覆蓋范圍內若干平方公里內成千上萬的電話使用者提供通訊服務。因此，需要一個強大的中樞站點來為信號較弱的移動用戶服務。

在機車數據通訊系統中，需要沿線路設置若干聯絡點，特別是在隧道內部，因為只有這樣才能保證獲得足夠的信號覆蓋范圍。一條地鐵線路可能會設置100多個聯絡點，但可服務的列車卻屈指可數。

不過，蜂窩式通訊技術在設計上并不是專門考慮沿著線路布局。并且，所需要的配件不是標準的，回路的移交非常困難，速度也慢，這與數據通訊系統開放標準的目標相悖，如圖3。

與之相比， WLAN系統更加適合為線性分布的設施提供通訊服務。在聯絡點和移動發射臺的配合下，可以很容易實現回路的快速、頻繁轉換，如圖4。

目前，由GSM-R系統控制的列車數量還十分有限，主要受制于系統的回路數量。一旦交通流量超過回路數量，就難以處理。而使用WLAN系統，面臨過多的交通流量，等待時間困難會稍微長一些，但是總比沒有通訊服務要強許多！