地鐵通信傳輸系統的技術選擇

陳 華

（中鐵通信信號勘測設計院有限公司，北京 100000）

1 地鐵通信傳輸的特點分析

當前，為滿足地鐵通信傳輸系統的通信要求，在系統內多采用的是光纖數字傳輸設備，這種設備具有功能優勢，通過這些設備、相關技術的應用，能夠在整個地鐵網絡中構建通道自愈環網結構，進而在該結構中完成相應的信息傳輸與交換，但是，該種通信傳輸系統對接口數量、種類有著較高的要求。從當前地鐵通信傳輸系統的應用形式來看，主要包含了實時與非實時2 種，隨著技術的日益進步，在未來，地鐵通信傳輸系統將承擔更為艱巨的任務與功能。

2 我國地鐵通信傳輸系統的發展現狀

在我國很多城市的規劃建設中地鐵工程都是重點。由于地鐵的特殊性，其多采用的是地下室隧道鋪設技術，鋼筋混凝土是主要的施工材料，由于鋼筋混凝土性質的特殊性，其在地鐵工程中的應用可能會對電磁波起到一定的阻隔與吸收作用，進而影響整個地鐵系統中的信號接收與傳輸。而地鐵運行又對通信傳輸系統有著較大的依賴性，為保證地鐵系統的穩定、可靠運行，在地鐵工程建設的過程中，需對通信傳輸技術進行科學地選擇與應用，保證通信傳輸系統具有較高的可靠性。

在當前各個城市的地鐵系統中，地鐵通信傳輸系統具有明顯的層次性，具體體現在3 個方面。1）運行數據方面。在地鐵運營的過程中，各類通信數據須始終保持同步性，只有這樣才能夠使地鐵始終保持正確的運行方向，提高地鐵運營的安全性，即使在地鐵出現運營方面的安全事故以后，通信傳輸系統也能夠及時啟動應急預案，最大程度地減小損失[1]。2）內部人員方面。在地鐵運營的過程中，涉及了不同部門的地鐵運營管理人員，這些人員之間需加強配合與協調，這樣才能夠充分解決地鐵運營中的各種問題。不同類型的運營管理人員都將承擔相應的管理職責。3）通信傳輸方面。在地鐵通信傳輸系統內，通信傳輸技術的使用頻率較高、應用范圍較廣，通過通信傳輸系統能夠進行各種控制與運營指令的層層傳輸，及時傳達相應的地鐵故障、行駛信息，對乘客進出站、乘車等起到了重要的引導作用。由于地鐵運營環境的特殊性，為達到實時、高效通信的目的，很多地鐵工程建設中都采用了各種先進的通信傳輸技術，發揮通信在地鐵控制與管理、引導方面的重要作用。

3 地鐵通信傳輸系統應用技術

3.1 開放式傳輸技術

開放式傳輸網絡的主要優勢體現在其可以支持多種協議。地鐵通信傳輸系統接口卡的設計能夠實現相關業務的標準化運行，比如系統數據、語音等，能夠通過整個通信傳輸系統中的各個節點機實現一體化的管理與控制[2]。在開放式傳輸網絡發展的最初階段主要采用的是專網開發形式，這種技術的應用使得其在地鐵通信傳輸系統中，能夠以各種網絡傳輸協議為基礎，進而實現各種用戶接口的統一整合與管理，保證地鐵通信傳輸系統的高效運營。相比而言，開放式傳輸技術的應用范圍較廣，在各類設備接入方面都有著良好的適用性，在后期的維護管理方面相對便捷，網管覆蓋面積相對較大，能夠實現組網的優化，其應用結構如圖1 所示。

圖1 開放式傳輸網絡

但是，開放式傳輸技術的實際應用過程中，同樣存在著一定的技術局限性，比如設備的互通性相對較差，接口數量有限[3]。如果采用開放式傳輸網絡設備，在設備的維護與更新方面，一些特殊的維護與更新工作往往需要由原廠家的專業人員來完成，且與其他線網傳輸設備之間的業務互通較難通過傳輸系統線路級接口實現。

3.2 同步數字傳輸技術

同步數字傳輸技術同樣是地鐵通信傳輸系統中最為常用的一種技術。通常情況下，在存在網絡運行風險、設備結構相對復雜的情況下，這種通信傳輸技術更為適用。由于傳統的通信傳輸技術主要是光纖傳輸技術，而同步數字傳輸技術下具備信息交叉連接、傳輸的新功能，再加上自身具有標準網絡節點接口結構設計，這種特殊的結構設計使得其在同步數字傳輸技術下的地鐵通信傳輸系統內，不同的傳輸設備之間具有良好的兼容性，能夠最終形成網絡拓撲結構[4]。此外，同步數字傳輸技術下，相關設備設施的配置、結構等都較為簡單，能夠采用多種結構的組合形式，從而達到橫向、豎向數據流接入的效果。應用這種技術所構建的通信傳輸系統，能夠降低和減小通信傳輸中的各種風險，為地鐵安全運營提供基礎保障。

同步數字傳輸技術具有多方面的技術優勢，但也同樣存在著一定的技術局限性，而這些技術局限影響了地鐵通信傳輸在地鐵運營方面的業務靈活性。首先，同步數字傳輸技術條件下的接口數量有限，要滿足地鐵通信傳輸系統的接口數量需求，往往需要額外使用接入設備，比如，在同步數字傳輸系統中，缺乏網絡與視頻類接口，在這種情況下需要另外使用路由等裝置。其次，在同步數字傳輸系統下，只能夠達到點對點的通信傳輸需求，當通信通道較多時，這種同步數字傳輸技術并不適用。最后，不具備動態分配處理的功能，用戶無法通過該系統來獲得更加靈活的數據通信。

3.3 多業務傳送技術

多業務傳送技術是信息時代的產物，其在具體的應用過程中，需要構建多業務傳送平臺，以此來開展相應的信息傳輸服務。具體來說，局域網技術、地鐵業務的IP 化發展是多業務傳輸技術出現和發展的基礎，通過這種技術的應用，使地鐵通信傳輸系統內可以融合各種圖、文、像、聲等數據。從根本上看，多業務傳送模式下的地鐵通信傳輸系統具有更好的兼容性、更大的信息容量，在地鐵運營的過程中，不同業務之間能夠實現良好的銜接與交流[5]。如果采用的是多業務傳送技術下的通信傳輸系統，能夠使地鐵通信傳輸系統具有更好的功能效益、實用價值。此外，多業務傳送技術的突出優勢主要體現在系統的運行過程中，具備支持不同業務的擴展功能，使系統能夠根據地鐵通信的要求，進行網絡寬帶的科學分配與調整，保證地鐵通信目標的實現。多業務傳送技術下，通信傳輸可以與信息管理保持同步性，這種特征使得在系統的運行過程中，后臺管理人員能夠及時通過對系統運行數據的收集與處理，發現系統中存在的潛在威脅，達到故障預警的作用。與其他通信傳輸技術不同，多業務傳送技術能夠實現點到點、多點到多點的傳輸業務整合，其覆蓋面更廣。

多業務傳送技術屬于一種融合型的通信傳輸技術，在很多地鐵工程中應用非常廣泛，但是由于其對于多點交換的通信傳輸的支持能力較弱，大帶寬的產品缺乏，在當前的地鐵傳輸系統建設中受到一定的限制。

3.4 分組傳送技術

分組傳送網是順應IP業務流量高速增長而出現的一項技術，支持多種基于分組交換業務的雙向點對點連接通道，具有適合的各種粗細顆粒業務、端到端的組網能力，提供了更加適用于IP 業務特性的“柔性”傳輸管道。點對點連接通道的保護切換可以在50 ms 內完成，可以實現傳輸級別的業務保護和恢復。繼承了SDH 技術的操作、管理和維護機制，具有點對點連接的完整OAM，保證網絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監控能力。完成了與IP/MPLS 多種方式的互連互通，無縫承載核心IP 業務。網管系統可以控制連接信道的建立和設置，實現了業務QoS 的區分和保證，靈活提供SLA 等特點。

3.5 基于IP的傳送網

基于靈活IP 通信的設計理念，以傳統的路由器架構為基礎，增強OAM 機制，業務保護機制以及分組時鐘傳輸能力，采用動態控制平面的自動路由機制進行業務轉發。以路由器架構為基礎的硬件結構具備豐富的三層路由能力，更好地支持多業務承載和適應IP 業務，具備IP 業務的三層交換能力，通過相應的協議，可以實現業務間的隔離。目前在城市軌道交通中應用較少，但其理念與目前地鐵領域的業務IP 化發展趨勢是相吻合的。

4 結語

近年來，隨著地鐵工程建設項目的增多，在地鐵運營過程中需發揮通信傳輸系統的控制、傳輸作用。地鐵通信傳輸系統需具有完整的功能，才能夠充分接收、傳輸各種信息，保障地鐵的安全、高效運營。通信傳輸技術的選擇是地鐵通信傳輸系統構建的關鍵，相關人員需結合業務演變的方向和通信傳輸的要求，保證技術選擇與應用的合理性。