地鐵通信傳輸系統方案研究

章 達，楊 勇

南京地下鐵道有限責任公司建設分公司，江蘇南京 210017

地鐵通信傳輸系統方案研究

章 達，楊 勇

南京地下鐵道有限責任公司建設分公司，江蘇南京 210017

地鐵通信傳輸系統是地鐵的中樞系統，對地鐵正常運行具有重要意義。本文將對OTN、SDH等幾種地鐵常用的通信系統方案進行分析與闡述，以選擇適合地鐵通信運輸的最佳方案。

地鐵；通信傳輸；方案

1 地鐵通信傳輸系統的應用現狀

傳統的地鐵通信系統由光纖傳輸子系統、無線集群通信子系統、泄露電纜傳輸子系統、中繼器、路站監控子系統、程控電話子系統等構成，應用于地鐵的運營與指揮管理。首先，由調度員發布信息，經過控制中心和無線移動交換機將信號傳送到集群基站；然后基站將收到的信息以光纜傳送到各車站的中繼器，中繼器將信號放大，反饋到全線泄漏電纜輻射，最后讓手持臺持有者、車站值班員及列車司機收到來自調度員的高質量信號。當手持臺持有者、車站值班員、列車司機回饋信息時，其發出的信息通過泄露電纜接收并傳到中繼器，中繼器將信息信號放大，經過光合路器、光電轉換設備與光纜連接，通過光纜將信息傳回基站，基站控制中心將信息轉達給調度員。在這種傳輸配置下，可滿足地鐵工作人員之間的“兩兩相互通信”需求，但是隨著技術的不斷發展，應加強對公眾無線及蜂窩移動通信系統的認知，將其納入支持中。因此，傳統的傳輸方式已經無法滿足現代地鐵運營的需求，需要探索全新通信傳輸方式，提高信息傳遞的穩定性、快捷性。

2 地鐵通信傳輸系統方案分析

2.1 開放式傳輸網絡(OTN)

開放式傳輸網絡（OTN）是西門子公司推出的時分復用技術，網絡拓撲結構是雙光纖、雙向通道環路，其網絡中的節點是以光纖鏈路實現互聯，這些光纖組成兩個互為反向循環的環路。這種傳輸方式的數據幀在同一個環網上不停傳遞，其中包含了各節點間的通訊數據。從邏輯角度出發，順時針方向傳送的數據環稱作主環，逆時針方向傳送的數據環則成為次環或者副環。在正常情況下，所有的數據都沿著順時針方向在主環上傳送，此時次環則處于備份狀態。次環的工作與主環相一致，同時對主環工作狀態實現監督。在必要情況下，根據實際情況可部分甚至全部代替主環的傳輸任務。這種雙環網結構，可以確保在網絡配置產生變化或者發生故障的情況下自動恢復正常，這種自愈功能也就是環路的保護功能，如果某一段光纖不同，可以開始在另一段中傳輸，確保每一個節點都可以正常收發信息。

2.2 綜合業務傳輸方案（SDH）

SDH傳輸技術是上世紀90年代初開始實現商用的同步數字傳輸，具備較強的可靠性、可用性及通用性，是現代化電信傳輸網的基礎，目前在鐵路、高速公路、公用電信網、電力、石油等方面應用廣泛。選用SDH組建的通信傳輸系統，是一個標準化、統一化、智能化的網絡體系，選用全球統一接口，可實現多種設備之間的兼容，在全程、全網范圍內實現統一協調管理與操作，實現靈活的業務調度與組網，同時具備網絡自愈功能，有效提高對網絡資源的利用率。根據電時分復用方式實現光纖通信，一般傳輸速率不斷提高。在過去很長一段時間的發展中，其速率由8 Mbit/s增加為10Gbit/s。而目前40Gbit/s系統已經應用于商業中，甚至更高速率的傳輸系統試驗也已經成功。隨著高速系統的不斷涌現，為諸多新業務如多媒體業務、寬帶業務等提供了實現的可能性。

2.3 異步傳輸模式（ATM）

1988年，ITU-T提出了ATM技術，是實現寬帶綜合業務數字網的核心技術，對未來寬帶綜合業務的發展具有一定意義。ATM包括傳輸與交換，是一種接續技術，可實現各種電路仿真、承載數據、圖像和語音，滿足寬帶的接入與交換。ATM的主要特點為：采取異步時分復用方式；標準化的連接方式，更便于與其他通信系統的連接；通過統計復用方式，實現面向連接，可以靈活、動態地分配用戶帶寬，并以虛擬電路形式加強網絡間連接。另外，ATM可承載不同的業務，同時支持多媒體的應用，具有QOS保障，網絡的可靠性較高。

2.4 彈性分組環技術(RPR)

RPR技術以IP業務為核心，適應網絡的發展方向，具有方便互聯、技術可靠等特點，具備可管理性、支持傳統業務等諸多優勢。RPR技術以環狀拓撲結構為主，其網絡構成較為簡單，在RPR分組環中將所有的節點分配到同一邏輯地址中，每一個節點都可以實現快速2層轉換。RPR的最高優先級別分組方式發布時鐘分組信號、晶振時鐘信號，并對冗余部分實現備份，確保任何情況下都可與網絡保持同步。另外，RPR技術還支持空間復用技術（SRP），在分組環路中，可實現多個節點或者多個揭短同時傳輸數據，且相互之間沒有影響。與SDH分配固定的時隙有所區別，RPR技術可以根據用戶實際需要分配帶寬，光纖的使用效率較高，帶寬利用率也較高，可最大限度使用光纖資源。RPR還可對不同等級的業務進行不同保護。但是目前開發RPR技術的各廠家之間很難形成兼容，短時間內無法國產化，且開發成本較高。

由上可見，適合于構建城市軌道交通的通信傳輸系統有很多，基本可以滿足當前城市地鐵交通的傳輸業務需求，在一定時間內將成為地鐵傳輸系統的首選方案。但是隨著通信技術的不斷進步，數據業務需求也有所增長，更多傳輸網絡方案將被不斷研究并應用。通信技術的快速發展，帶來了更多的可應用技術與可選擇產品，各地鐵公司可根據自身實際情況、結合投資預算資金，選擇適合自身需求的方案與產品。

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U449

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1674-6708（2011）51-0153-01