城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的方案選擇探析

陳曉昂

摘要：近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，機(jī)動(dòng)車數(shù)量越來越多，交通壓力越來越大。為了緩解交通壓力，方便人們出行，我國(guó)開始在各大城市建設(shè)軌道交通工程。城市軌道交通工程中，需要用到通信系統(tǒng)為其運(yùn)營(yíng)和管理進(jìn)行服務(wù)，提供必要的傳輸通道。文章主要就城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的方案選擇進(jìn)行了相關(guān)的分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;通信傳輸系統(tǒng);方案選擇

引 言：通信系統(tǒng)是城市軌道交通重要的一個(gè)組成部分，在軌道交通中，通信系統(tǒng)的主要作用是為軌道交通的運(yùn)營(yíng)與管理提供服務(wù)，為其他的系統(tǒng)提供傳輸通道，而傳輸系統(tǒng)是通信系統(tǒng)的傳輸媒介。通信系統(tǒng)會(huì)直接影響各條軌道線路的正常運(yùn)行，同時(shí)對(duì)整個(gè)城市軌道交通起著排除障礙、防災(zāi)救險(xiǎn)的作用。因此，城市軌道交通中需要建立一個(gè)安全、可靠、功能齊全的通信傳輸系統(tǒng)。

1通信傳輸系統(tǒng)分析

軌道交通的傳輸系統(tǒng)實(shí)際上是通信系統(tǒng)的重要組成，具體作用包括承載數(shù)據(jù)、信息、圖像、視頻等信息。比如，數(shù)據(jù)類信息有各子系統(tǒng)的監(jiān)控信息、列車自動(dòng)監(jiān)控信息、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)控信息等;語音類信息有無線調(diào)度信息、廣播音頻信息等;圖像類信息有視頻信息、乘客信息以及其他監(jiān)控信息等。現(xiàn)階段，軌道交通的通信傳輸系統(tǒng)開始從TDM技術(shù)向IP技術(shù)發(fā)展，也即是取代了以往的語音信息，邁入數(shù)字化信息時(shí)代，一些重要技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，比如數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)等。

2軌道交通中通信傳輸系統(tǒng)的重要性

在建設(shè)軌道交通的過程中，信息基礎(chǔ)建設(shè)是其中關(guān)鍵的一環(huán)，而通信傳輸系統(tǒng)則是信息基礎(chǔ)建設(shè)中不可或缺的組成部分。通信傳輸系統(tǒng)的重要作用包括以下幾個(gè)方面：（1）指揮列車運(yùn)行;（2）公務(wù)聯(lián)絡(luò);（3）傳輸相關(guān)信息;（4）開展運(yùn)營(yíng)管理等。通過通信傳輸系統(tǒng)，軌道交通的諸多部門可保持彼此間的高效聯(lián)絡(luò)，且被置于統(tǒng)一的管理、指揮之下，如此一來，促進(jìn)了列車運(yùn)行自動(dòng)化的發(fā)展，使得列車運(yùn)行效率及其管理效率得以大幅提高。

3地鐵通信傳輸系統(tǒng)典型方案比選分析

根據(jù)各種技術(shù)方案的特點(diǎn)，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較，選擇更適宜的方案用于地鐵通信傳輸系統(tǒng)建設(shè)。

3.1內(nèi)嵌RPR的MSTP

為了優(yōu)化在環(huán)型拓?fù)渖蟼鬏敂?shù)據(jù)包，一種全新的IP包承載技術(shù)被提出，RPR就隨之產(chǎn)生，它是一種新的MAC層協(xié)議，它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩點(diǎn)，一是業(yè)務(wù)帶寬顆粒靈活、可以動(dòng)態(tài)共享和分配帶寬，二是公平接入各個(gè)節(jié)點(diǎn)、支持業(yè)務(wù)級(jí)別。RPR以其可靠的技術(shù)特點(diǎn)，既兼容了SDH的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，比如對(duì)SDH環(huán)網(wǎng)50ms快速保護(hù)、對(duì)延時(shí)和抖動(dòng)性能嚴(yán)格保障等，又兼容了以太網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)、靈活和可擴(kuò)展好的優(yōu)勢(shì)。

RPR技術(shù)雖然在解決TDM語音業(yè)務(wù)方面不如SDH技術(shù)，但其提供了很好的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載能力。通過與MSTP的融合，內(nèi)嵌RPR的MSTP實(shí)現(xiàn)方案將能很好的解決多業(yè)務(wù)承載問題。但內(nèi)嵌RPR的MSTP目前在地鐵領(lǐng)域的應(yīng)用也還存在一些問題，一是技術(shù)復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)成本居高不下，性價(jià)比不夠理想;二是無法構(gòu)建過于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)于跨環(huán)業(yè)務(wù)無法提供端對(duì)端的保護(hù)。

在MSTP環(huán)網(wǎng)帶寬上劃分出獨(dú)立的通道來支持RPR技術(shù)，這就是基于內(nèi)嵌RPR的MSTP。同傳統(tǒng)SDH相比，MSTP通過二層交換技術(shù)來共享以太網(wǎng)業(yè)務(wù)帶寬，采用通用成幀處理完成從以太網(wǎng)幀到SDH VC容器的映射，并采用了虛級(jí)聯(lián)和LCAS技術(shù)來提高帶寬分配的靈活性和可靠性。因?yàn)橐蕴W(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)型網(wǎng)時(shí)固有的缺點(diǎn)，所以為支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在新一代的MSTP中引入RPR技術(shù)成為必然。

3.2 SDH+萬兆以太網(wǎng)方案

SDH是光同步數(shù)字系列的簡(jiǎn)稱，采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，整個(gè)幀結(jié)構(gòu)又由段開銷區(qū)、STM-N凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針區(qū)組成，3個(gè)區(qū)各司其職，使得不同速率等級(jí)數(shù)字流的接入得以實(shí)現(xiàn)，成為信息高速公路的主干，其主要特點(diǎn)有全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，在不同設(shè)備之間進(jìn)行傳輸是相通且兼容的;大量采用軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置和管理，簡(jiǎn)單便捷，對(duì)不同方向的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分下和插入靈活;所有網(wǎng)絡(luò)單元具有標(biāo)準(zhǔn)的光接口，可以在光路上互通;SDH自愈環(huán)技術(shù)成熟，網(wǎng)絡(luò)保護(hù)能力強(qiáng)。雖然SDH具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，但也存在其局限性，比如帶寬分配固定，不適應(yīng)大容量突發(fā)業(yè)務(wù)的應(yīng)用;接口種類較少，一般為基于2M的接口，大部分業(yè)務(wù)接口（低速數(shù)據(jù)、話音等）需要增加接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)，但作為應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)最為豐富，通過增加相應(yīng)的設(shè)備，可支持城市軌道交通工程需要的各種業(yè)務(wù)。

現(xiàn)在隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增加，語音、視頻等業(yè)務(wù)的IP化，使用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是萬兆以太網(wǎng)，應(yīng)用范圍從局域網(wǎng)也擴(kuò)展到了城域網(wǎng)等領(lǐng)域。其具有如下特點(diǎn)：不像SDH那樣分配固定時(shí)隙，而是根據(jù)用戶需求采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)來分配帶寬，提高了帶寬利用率;技術(shù)成熟，設(shè)備廠家較多，成本較低;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，可擴(kuò)展性、可兼容性、可維護(hù)性強(qiáng)。

對(duì)于TDM業(yè)務(wù)的傳輸，SDH系統(tǒng)依然是最好的選擇，而以太網(wǎng)業(yè)務(wù)直接利用以太網(wǎng)來傳輸也更適合，因此可以考慮采用SDH+萬兆以太網(wǎng)的方案構(gòu)建地鐵傳輸網(wǎng)。

3.3 ONT

ONT是一種靈活的開放式網(wǎng)絡(luò)，能夠同時(shí)支持多種協(xié)議。它本身實(shí)現(xiàn)了語音、數(shù)據(jù)、圖像一體化，傳輸、接入一體化、寬帶、窄帶一體化;它能在最大程度上利用網(wǎng)絡(luò)資源，按照具體的需要進(jìn)行細(xì)分;在使用的過程中無需接入設(shè)備，可以直接接入到ONT進(jìn)行使用;具有的音頻接口標(biāo)準(zhǔn)且豐富;在升級(jí)的時(shí)候可以輕易的擴(kuò)大容量，分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠靈活的進(jìn)行組合;在出現(xiàn)問題的時(shí)候有一定的自愈功能，具有較高的可靠性;數(shù)字圖像壓縮技術(shù)使監(jiān)控圖像更加的清晰;可以將不同信號(hào)種類一步復(fù)用映射到ONT幀中，使不同速度的應(yīng)用疊加到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行;在實(shí)際的應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況自由組合等優(yōu)點(diǎn)。

ONT的缺點(diǎn)就是：建設(shè)成本比較高，業(yè)務(wù)接口不開放，只有西門子一家供貨，有局限性，技術(shù)獨(dú)家壟斷，在國(guó)產(chǎn)化方面還存在一些問題。

4結(jié)語

總之，城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用使得城市的軌道交通可以更加的便利和快捷，也使得城市軌道的運(yùn)輸更加的具有安全性。因此，我們應(yīng)綜合比較現(xiàn)有的軌道交通傳輸系統(tǒng)，以便通信傳輸系統(tǒng)能夠在城市軌道交通中更好的應(yīng)用，為通信傳輸系統(tǒng)未來的建設(shè)提供一些有益參考。

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