寧波軌道交通1 號線一期工程通信組網方案

楊柏鐘

0 引言

國內城市軌道交通已開通的傳輸系統主要采用了SDH、ATM、OTN、MSTP 等多種技術，部分國外城市軌道交通已開通的傳輸系統大多采用了MSTP（內嵌RPR）等技術。

MSTP（內嵌RPR）設備屬于第三代MSTP 產品，它既能保證目前大量的TDM 業務對傳輸性能的要求，同時融合了RPR 技術對以太網數據業務高效、動態的處理功能，將不同業務最適合的承載方式集于一體。該技術既結合了SDH 和ATM 的優勢，又實現了網絡和業務的綜合化，簡化了網絡層次，提高了帶寬使用效率；同時RPR 技術符合當代技術發展潮流，為此，已開通的美國紐約市長島城市鐵路，日本東京JR 線路和國內在建的沈陽地鐵1 號線、西安地鐵2 號線等線路的傳輸系統都采用了MSTP（內嵌RPR）方式。本文就寧波市軌道交通1 號線一期工程通信傳輸系統組網方案進行探討和介紹。

1 傳輸業務需求分析

根據寧波市軌道交通1 號線一期工程相關專業的要求及通信各子系統組網的需要，各種信息的類型及接口要求參見表1。

根據寧波市軌道交通1 號線一期工程各系統方案，傳輸系統容量分析如表2。

2 組網方案

2.1 3 種組網方案簡介

（1）方案1，構建統一的MSTP（內嵌RPR）設備骨干網絡傳輸平臺，即構建一個骨干網絡傳輸平臺為專用系統提供傳輸通道。在控制中心、車站及車輛段/停車場分別設置2.5 Gb/s 帶寬容量的MSTP（內嵌RPR）光傳輸節點設備，通過專用光纜的光纖構成四纖自愈保護環。該傳輸網絡可通過MSTP 標準接口承載2M 業務，通過內嵌RPR 承載綜合監控、閉路電視圖像、AFC 系統等城市軌道交通所有的IP 業務。

根據目前各城市軌道交通線路的業務使用情況和寧波市1 號線一期工程的業務分析，TDM 業務占用的帶寬比數據業務所占用的帶寬要小許多。因此，可以把大部分帶寬分配給用RPR 技術傳送的IP 業務。利用RPR 技術的業務等級劃分、數據流量管理等技術優勢，滿足信號ATC、閉路電視圖像、AFC、OA 等業務系統和其他IP 業務對于帶寬的需求，并確保數據業務傳輸的QoS。

（2）方案2，構建MSTP 設備傳送平臺＋純RPR 設備骨干網絡傳輸平臺。根據前面業務、帶寬需求分析可知，寧波軌道交通1 號線一期傳輸業務帶寬在1 320 Mb/s 左右。根據承載業務特點及帶寬需求，利用622 Mb/s 帶寬容量的MSTP 設備和純RPR 設備分別構建寧波市1 號線一期工程控制中心至各車站、車輛段、停車場之間2 個光傳輸平臺，一個平臺以MSTP 設備作為節點設備，通過新設光纖組成環形傳輸自愈網，該平臺可承載所有TDM業務，為公務電話、專用電話、無線系統等業務提供通道；另一個平臺以純RPR 設備作為節點，通過設置的光纖組成RPR 環網，該平臺承載所有實時和非實時數據業務，為信號系統、AFC 系統、閉路電視圖像等業務提供承載平臺。

表1 信息及接口類型分析表

表2 傳輸系統容量分析表

（3）方案3，構建OTN 設備綜合業務傳送平臺。在控制中心、各車站、車輛段/停車場設置OTN節點機設備，通過光纖構成OTN 單環自愈網，利用該平臺承載城市軌道交通各種低速數據業務、信號系統、閉路電視監視、信息網絡、綜合辦公、AFC 等各種城市軌道交通綜合業務。

2.2 3 種組網方案比選

方案1 中，通過一體化的傳輸平臺承載了所需的各種業務并進行環路自愈保護，實現統一維護管理。MSTP（內嵌RPR）技術有靈活高效的多業務接入、高效的帶寬利用率，引入公平機制，提供多等級的服務，可以滿足不同用戶的需求。主要特點是利用SDH-VC 通道構建環網，根據實際需要靈活配置環網帶寬；構建跨接多個物理光纖環的虛擬RPR 環，提高光纖資源利用率；在1 個平臺承載實時性業務和非實時性業務時，方案1 比方案2 組網簡單；具有快速的業務提供能力，新增業務只需對源和宿節點做配置，不需逐節點和逐電路地做配置和進行電路調整，極大地簡化了業務配置和業務升級過程。

方案2 中，根據業務類型和需求的明顯不同，由2 個傳輸平臺分擔了城市軌道交通業務信息的傳送，由MSTP 設備組建的自愈環承載TDM 業務，由RPR 設備組建的IP 數據網承載閉路電視監視、AFC 系統等寬帶數據業務，RPR 技術的特性能夠滿足實時和非實時數據業務需求，并確保數據業務傳輸的QoS。但缺點是需要2 套傳輸設備及維護管理設備，設備投資與MSTP（內嵌RPR）相比，價格較貴，且純RPR 設備供應商較少，不利于系統招標。

方案3 的優點是采用時分復用技術實現了實時性業務、非實時性業務在1 個傳輸平臺上；能直接提供城市軌道交通業務所需的接口型式，網絡結構簡單，完全實現了網絡和業務的綜合化和網絡管理一體化；該方案在城市軌道交通建設中采用較多，設備較成熟。但缺點是OTN 設備的節點機業務接口槽位少（一般只有8 個），當業務接口需求多時，需要通過多個節點機疊加方式擴展接口；與非OTN 網絡連接能力較弱。

從城市軌道交通傳輸網互聯互通、傳輸制式前瞻性、網絡可靠性、技術先進性、可擴展性、系統制式生命周期長和經濟技術比最優化等方面考慮，通信傳輸系統采用MSTP（內嵌RPR）技術有較多優勢，而OTN 技術可作為一個比選方案。

3 系統組網

3.1 傳輸網絡

為保證系統安全可靠，通信傳輸網絡按2 個物理環結構組網，以控制中心為匯聚點，在控制中心、車輛段、停車場和20 個車站分別新設1 套2.5 Gb/s MSTP（內嵌RPR）設備，控制中心預留與上級軌道交通指揮中心連接的接口。

3.2 環路保護方式

采用4 纖復用段保護方式。對于復用段倒換環，業務量的保護是以復用段為基礎，倒換與否由每一對節點之間的復用段信號質量的優劣來決定，當復用段有故障時，在故障范圍內整個線路倒換到保護回路；其環回保護倒換時間在50 ms 以內。

3.3 網絡管理

通信系統的網絡管理由3 層組成：網絡管理層、網元管理層和網絡單元層。

在控制中心設網元管理中心設備，管理全線的傳輸設備，主要完成配置管理、故障管理、性能管理、安全管理。網絡單元層含在傳輸設備內部。網元管理中心設備預留與網絡管理層連接接口。

3.4 網絡同步

采用主從同步方式。在控制中心設置GPS＋BITS 設備，在控制中心的MSTP 設備同步信號從BITS 上接引，沿線MSTP 設備從STM-2.5 Gb/s 線路碼流中提取時鐘信號。傳輸設備內部時鐘為備用時鐘源。

4 結束語

在城市軌道交通工程中，通信傳輸系統是全部信息的傳輸媒介和整個城市軌道交通信息傳輸的中樞神經系統。由于工程建設周期比較長，因此組網方案不僅要考慮技術的成熟性和可靠性，還要考慮傳輸制式的前瞻性和先進性，同時還需根據具體線路傳輸業務需求等實際情況，兼顧經濟技術比最優化等方面進行綜合選擇和確定。

[1] 李偉章，徐幼銘，林瑜筠，等.城市軌道交通通信[M].北京：中國鐵路出版社，2008.

[2] 孔文龍.地鐵通信傳輸系統方案分析[J].科技資訊，2008，（11）.