軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)與方案選擇

摘要：軌道交通通信傳輸系統(tǒng)是一種以光纖寬帶為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，它的作用是多方面的，不僅能為軌道交通各種業(yè)務(wù)信息提供傳輸通道，還可以讓工作人員及時(shí)收集信息、掌握情況，根據(jù)所反饋的信息進(jìn)行合理決策，提升工作效率。現(xiàn)從軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)出發(fā)，淺析傳輸系統(tǒng)在不同需求時(shí)的不同方案選擇。

關(guān)鍵詞：軌道交通;通信傳輸系統(tǒng);方案選擇

0? ? 引言

本文先對(duì)傳輸系統(tǒng)的概念進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，分析軌道交通通信傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀，進(jìn)而進(jìn)行技術(shù)比對(duì)，說明綜合業(yè)務(wù)傳輸在軌道交通通信中的優(yōu)勢(shì)，可為以后軌道交通通信技術(shù)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考。

1? ? 軌道交通通信傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1? ? 傳輸系統(tǒng)概述

軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)乎整個(gè)軌道交通事業(yè)的安全，在軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)中，最為重要的子系統(tǒng)就是傳輸系統(tǒng)，作為軌道交通通信系統(tǒng)的核心骨干，其安全可靠性直接影響各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。傳輸系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展是通信專業(yè)發(fā)展的標(biāo)志，安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用是通信傳輸系統(tǒng)的衡量準(zhǔn)則。傳輸系統(tǒng)能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)、圖像等信息通過自身調(diào)試，變成信號(hào)傳輸出去，并且運(yùn)維簡(jiǎn)便，提高了工作效率。

1.2? ? 傳輸系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求

通信傳輸系統(tǒng)作為軌道交通各種業(yè)務(wù)信息的基礎(chǔ)承載平臺(tái)，其功能是為通信系統(tǒng)的各子系統(tǒng)及其他自動(dòng)控制管理系統(tǒng)提供控制中心、車站、車輛段/停車場(chǎng)之間的信息傳輸通道。傳輸?shù)男畔⒂姓Z音、數(shù)據(jù)、圖像三種類型。（1）語音信息包括公務(wù)電話、專用電話、無線通信等。（2）數(shù)據(jù)信息包括時(shí)鐘、OA、PIS、AFC、ATS及網(wǎng)管信息等。（3）圖像信息包括CCTV、PIS等。

為了適應(yīng)多變的軌道交通情況，傳輸系統(tǒng)需要具備可維護(hù)性和自我保護(hù)機(jī)制，以此來保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。除此之外，還要保證系統(tǒng)具有多業(yè)務(wù)接口，滿足運(yùn)營(yíng)的不同需求。

1.3? ? 傳輸系統(tǒng)的建設(shè)訴求

面對(duì)智慧地鐵時(shí)代的到來，需要引入新的技術(shù)，才能迎接地鐵傳送網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)。當(dāng)前傳送網(wǎng)的主要訴求為：

（1）超大帶寬。隨著安防要求的提高、云化帶來的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置上移以及線網(wǎng)融合、NOCC等概念的出現(xiàn)，當(dāng)前通信系統(tǒng)帶寬需求大大增加，部分傳輸技術(shù)最大傳輸速率僅為10 Gb/s，已不滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展需求。

（2）高可靠、高安全。在信息傳輸?shù)倪^程中能夠有效解決干擾，出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)倒換時(shí)間小于50 ms，從而保證信息能夠?qū)崟r(shí)傳遞。同時(shí)，隨著云平臺(tái)的普及，網(wǎng)絡(luò)云化、開放、智能化，對(duì)骨干網(wǎng)的安全性也有了更高要求。

（3）易運(yùn)維。隨著線路的不斷增加，改善維護(hù)手段、具備智能運(yùn)維手段，運(yùn)維可視化、降低運(yùn)維成本成了運(yùn)營(yíng)的主要訴求。

（4）可擴(kuò)展。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備彈性，適應(yīng)軌道交通業(yè)務(wù)快速發(fā)展和軌道交通網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)期發(fā)展需求。

2? ? 常用傳輸技術(shù)分析

根據(jù)傳輸技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用以及傳輸技術(shù)自身發(fā)展的情況，當(dāng)前適用于軌道交通的傳輸技術(shù)體制主要有以下幾種：

2.1? ? MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）

作為一項(xiàng)綜合很多優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)，MSTP被廣泛應(yīng)用于傳輸系統(tǒng)。MSTP技術(shù)的依托是SDH技術(shù)，通過虛級(jí)聯(lián)和通用成幀規(guī)程等技術(shù)，達(dá)到高速傳播信息的要求。經(jīng)過不斷創(chuàng)新和發(fā)展，科研人員已經(jīng)研發(fā)出了以MSTP為基礎(chǔ)的MSTP+技術(shù)，通俗地來說，這項(xiàng)技術(shù)是MSTP+PTN這兩項(xiàng)技術(shù)的重組和融合。如果從硬件的組裝上來看，MSTP+就是將交叉板進(jìn)行了重組和改造，實(shí)現(xiàn)了MSTP和PTN這兩項(xiàng)技術(shù)的相融，也就達(dá)到了高效處理信息的目的。與此同時(shí)，它既保證了TDM的性質(zhì)，又節(jié)約了成本。

與以往的MSTP技術(shù)相比，科研人員新研發(fā)的MSTP+技術(shù)滿足了寬帶增長(zhǎng)的實(shí)際需求，但是作為傳輸技術(shù)之一，MSTP+并不是IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴逊绞健?/p>

2.2? ? PTN（分組傳送網(wǎng)）

PTN是多種技術(shù)的融合，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)支持雙向?qū)c(diǎn)連接通道，實(shí)現(xiàn)了傳輸和數(shù)據(jù)的有機(jī)融合。它的主要承載對(duì)象是以太網(wǎng)，傳送的單位是分組，PTN還將TDM和ATM等技術(shù)進(jìn)行了融合，其結(jié)合MSTP的理念和優(yōu)點(diǎn)、分組架構(gòu)的基礎(chǔ)，完成了多種方式的互聯(lián)互通。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)完成對(duì)QoS的引入，是PTN的重要功勞。以互聯(lián)網(wǎng)為依托，采用分組環(huán)和PBT技術(shù)，能夠保證信息的傳送，確保了保護(hù)倒換。PTN的發(fā)展前景極其廣闊，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的必然，并且由于應(yīng)用的廣泛性，其必將逐漸成為軌道交通通信傳輸?shù)暮诵慕鉀Q方案。

2.3? ? OTN（光傳送網(wǎng)）

區(qū)別于以上兩項(xiàng)技術(shù)，OTN又名光傳送網(wǎng)，是軌道交通通信系統(tǒng)中下一代骨干型傳送網(wǎng)技術(shù)。作為新興的技術(shù)，它的基礎(chǔ)是波分復(fù)用技術(shù)，所依附的網(wǎng)絡(luò)形式是光層組織網(wǎng)絡(luò)。從軌道交通通信的整體使用情況上來看，OTN已經(jīng)得到了較大規(guī)模的應(yīng)用。OTN所涵蓋的技術(shù)分支非常多，如分層、保護(hù)恢復(fù)和串聯(lián)連接監(jiān)視等。相比于軌道交通通信的其他傳統(tǒng)技術(shù)，OTN的帶寬更大，信息的安全性也更高，并且時(shí)延也較小。

就目前的狀況來看，軌道交通通信技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出急劇增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，IP業(yè)務(wù)的數(shù)量增長(zhǎng)速度極快，特別是核心節(jié)點(diǎn)的增長(zhǎng)量。要想使IP網(wǎng)絡(luò)資源利用率最高，就必須保證通信傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的高質(zhì)量，這就需要加強(qiáng)對(duì)中繼電路的使用，通過利用OTN技術(shù)來確保大顆粒業(yè)務(wù)的安全，保障信息的可靠傳輸，完成調(diào)度任務(wù)、專線任務(wù)及其他業(yè)務(wù)的傳送。

3? ? 軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的方案選擇

在前述分析的基礎(chǔ)上，對(duì)OTN、PTN、MSTP+的主要優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，如表1所示。由表1可知，PTN方案僅在武漢11號(hào)線東段一期工程使用。MSTP+產(chǎn)品在軌道交通行業(yè)處于快速發(fā)展期，為市場(chǎng)主流技術(shù)。OTN產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)軌道交通領(lǐng)域已有不少案例，包括北京17、19號(hào)線，上海14、18號(hào)線，廣州1～5號(hào)線公安系統(tǒng)上層網(wǎng)改造，深圳6、10號(hào)線等。

基于上述對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的業(yè)務(wù)承載能力、帶寬利用率、成熟度和發(fā)展前景以及價(jià)格的比較可知，軌道交通通信傳輸技術(shù)的選擇，要符合技術(shù)的發(fā)展方向，這種選擇并不是單一的，要結(jié)合實(shí)際所需和技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化整合。由于目前城市軌道交通基于云平臺(tái)技術(shù)和全自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展對(duì)帶寬和擴(kuò)展性的要求越來越高，OTN或?qū)⒊蔀槲磥碥壍澜煌▊鬏斚到y(tǒng)的主流技術(shù)。

4? ? 結(jié)語

如今，人們出行時(shí)對(duì)于軌道交通的選擇日益增加，所以必須做好軌道交通的后勤安全保障。而在軌道交通中，良好的通信系統(tǒng)是列車安全運(yùn)行和乘客生命安全的一道保護(hù)屏，所以一定要對(duì)軌道通信系統(tǒng)進(jìn)行整合優(yōu)化，結(jié)合發(fā)展需求，綜合運(yùn)用多種技術(shù)，采取合理、經(jīng)濟(jì)、安全的技術(shù)，保障軌道交通通信傳輸系統(tǒng)運(yùn)行的安全和高效。

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收稿日期：2020-05-13

作者簡(jiǎn)介：耿君毅（1991—），男，湖北武漢人，助理工程師，從事軌道交通通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。