關于軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的技術應用分析

摘 要：在軌道交通運行過程中，通信傳輸系統(tǒng)不僅起著服務作用，還是軌道交通管理中最為重要的核心環(huán)節(jié)。文章通過對軌道交通傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀及系統(tǒng)需求的探討，進而對軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的技術應用進行了更深入的分析和研究。

關鍵詞：軌道交通；通信傳輸系統(tǒng)；傳輸系統(tǒng)；技術應用

1 引言

軌道交通通信傳輸系統(tǒng)是在光纖寬帶基礎上進行的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡，它不僅可以對通信系統(tǒng)下子系統(tǒng)實行自動監(jiān)控，還可以對自動銷售檢票情況、乘客信息及列車安全等一系列綜合信息進行自動儲存，并以語音、數(shù)據(jù)及圖像的形式傳送到相關管理端口使工作人員可掌握實時情況，以此來保證軌道交通的正常運行及人員的安全。

2 軌道交通通信傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)現(xiàn)狀

1965年，國內第一個軌道交通項目建成，時至今日，北京、大連、廣州、上海等城市的軌道交通線路也早已建成通車。但是，這些軌道交通當中所采用的通信傳輸系統(tǒng)是不一樣的。

若使用的是OTN傳輸制式，那么自愈環(huán)通常只有一個，若使用的是SDH傳輸制式、ATM傳輸制式、MSTP傳輸制式，那么自愈環(huán)會是多個或者是單個。通常情況下，組網(wǎng)采用的是MSTP或者是SDH制式。自愈環(huán)保護方式是國內交通傳輸網(wǎng)的常用保護方式。[1]

3 傳輸系統(tǒng)需求分析

3.1 基本性能需求

城市的軌道交通情況是變化的，所以通信系統(tǒng)必須具備很好的可維護性，能夠防止一般的環(huán)境或者是人為損害，具備良好的可擴展性，以實現(xiàn)在節(jié)點增加時，盡量對軟件設置不做任何更改。

3.2 功能需求

3.2.1 多業(yè)務接口

國內現(xiàn)有的城市軌道交通系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的接口通常有以下幾種：音頻接口、E1中繼接口、視頻接口、RS422、以太接口（ GE、FE） 等等。雖然在不久的將來以太網(wǎng)接口會成為大眾化趨勢，但是目前這一時期還沒有完全到來，所以，保留多種接口也是有必要的。

3.2.2 系統(tǒng)保護

城市軌道交通系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)應當具備自保功能，主要是兩個方面的保護，核心板卡冗余保護以及線路保護。線路保護是指要有兩個光纖線路互為備用，當某個設備發(fā)生問題時，可以使用備用設備保持線路的暢通，切換時間還應該盡量短，不能超過五十毫秒。

4 通信傳輸系統(tǒng)技術

4.1 基于SDH的多業(yè)務傳輸平臺MSTP

MSTP技術是從SDH發(fā)展起來的，現(xiàn)已涵蓋了以太網(wǎng)、RPR、PDH、ATM、SHDSL、DDN等諸多技術為一身。MSTP技術采用的是VC虛級聯(lián)技術、LACS、成幀過程協(xié)議等技術來確保網(wǎng)絡傳輸?shù)乃俣取Ｔ擁椉夹g在國內的應用還是很廣泛的，例如廣州地鐵的五號線。

4.2 OTN系統(tǒng)

OTN是一種光纖傳輸技術，是德國西門子研發(fā)的。該項技術的自愈性非常好，能夠在整個網(wǎng)絡的任意地點接入主機進行網(wǎng)絡管理，帶寬分配也可以實現(xiàn)計算機智能化，還可以根據(jù)信道對視頻傳輸數(shù)據(jù)進行切換。但是OTN也存在一些缺點：這是西門子公司的專利產(chǎn)品，后續(xù)服務有限。該項技術在國內的很多城市軌道設計和建設中都得到了應用，例如天津輕軌、廣州地鐵、深圳地鐵、上海地鐵等等。

4.3 RPR技術

所謂的RPR技術，主要是為了重新利用空間，能夠使得數(shù)據(jù)流在目標節(jié)點以及源節(jié)點之間進行傳輸。目標節(jié)點從環(huán)中分離出來之后就不再占用原有環(huán)的帶寬了，這些釋放出來的帶寬就可以分配給其他的分組。廣州地鐵公安通信傳輸系統(tǒng)使用的是就是這種技術，而且運行情況良好。RPR技術尤其適合視頻數(shù)據(jù)傳輸，所以在網(wǎng)絡運營領域的使用也是很多的。[2]

5 PTN 在城市軌道交通的應用分析

5.1 PTN 技術特點

PTN是一種傳送平臺，其最大的特點就是可以傳送并進行分組。IP是PTN的核心，以太網(wǎng)是它的業(yè)務層。該項技術的特點主要是：1）對于出現(xiàn)的故障可以迅速定位，還可以進行故障管理，OAM能力很強大。[3]2）可擴展性能很好。3）網(wǎng)絡系統(tǒng)不僅可以對業(yè)務進行配置，還可以較為方便的提供多種業(yè)務。4）網(wǎng)絡安全性比較可靠，保護性能良好。

網(wǎng)絡節(jié)點接口即為NNI，而設備接口是UNI。數(shù)據(jù)平臺的功能是對業(yè)務進行保護、交換、轉發(fā)等等，還可以傳送同步信息。端與端之間的連接可以通過控制平臺來實現(xiàn)。

5.2 PTN 作為城市軌道交通傳輸系統(tǒng)的符合性

對于PTN技術而言，其業(yè)務模式有三種：第一，PWE3 隧道協(xié)議，這是一種點對點的協(xié)議，并保留了ATM、TDM接口；第二，EVC協(xié)議，該協(xié)議可以滿足點對點以及點對多點的傳輸需求，并可以接入以太網(wǎng)；第三，可以與IP網(wǎng)絡進行互聯(lián)，并支持局域網(wǎng)接入，還可以開展語言業(yè)務。不難看出，對于地鐵傳輸系統(tǒng)涉及到的諸多業(yè)務種類，PTN都可以很好的支持。對于城市軌道交通傳輸系統(tǒng)而言，PTN的OAM能力、可擴展性能、生存性技術都是可以滿足設計和使用需要的。

有很多的設備制造商都推出了很多PTN類型的產(chǎn)品，例如比較有名的華為、阿爾卡特、烽火公司等等，這些產(chǎn)品的交換容量一般都超過了10GB，可以很好的達到日常地鐵傳輸系統(tǒng)運行的要求。

5.3 PTN 作為城市軌道交通傳輸系統(tǒng)的優(yōu)勢

相信在未來的城市交通傳輸系統(tǒng)中，PTN將會得到廣泛的應用，總體而言，PTN的技術特點主要有以下幾點：1）PTN具備的優(yōu)勢：對于業(yè)務的適用范圍廣泛，可以滿足各種類型的業(yè)務需要，組網(wǎng)能力強大，對于IP等業(yè)務，其傳輸通道的優(yōu)勢則更加明顯。[4]2）QOS 機制十分完備：對于COS 差異服務、QOS差異服務，PTN采用分級技術都可以很好的滿足需要，能夠以最大的效率利用有限的網(wǎng)絡帶寬。3）OAM功能強大：傳統(tǒng)系統(tǒng)的傳輸習慣被PTN很好的繼承了下來，維護性能良好。能夠對MPLS進行支持，還可以進行 SDH維護，OAM機制較為完備，能夠對出現(xiàn)的設備或者是網(wǎng)絡故障進行及時的反饋并進行修復。4）同步時鐘：對于SDH的時鐘傳輸性能，PTN也進行了繼承，可以同步頻率，在協(xié)議滿足既定條件的情況下可以同步時鐘，這使得設備之間的連接可以得到實現(xiàn)。

6 結束語

軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的特點很明顯，其支持和提供的業(yè)務越來越趨于數(shù)字化，和網(wǎng)絡之間的聯(lián)系也是越來越密切，PTN技術保護倒換能力以及OAM機制都是十分完備的，可以極為便利的處理IP業(yè)務。基于市場的需要，國內外很多的設備研發(fā)和制造商都推出了很多的PTN設備，這些設備可以很好的滿足不同層次的市場需要。國內的很多電信運營商都已經(jīng)開始使用PTN設備。伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，未來的PTN技術也將不斷的完善和成熟，PTN技術將會在以后的軌道交通通信傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮極為重要的作用。

參考文獻

[1]蔣肖鋒.鐵路通信技術在客運專線的應用[D].杭州：浙江工業(yè)大學，2012.

[2]章達.楊勇.地鐵通信傳輸系統(tǒng)方案研究[J].科技傳播，2011.

[3]牛暉萍. PTN 技術在軌道交通中的應用分析 [J]. 廣東通信技術，2011.

[4]王闖，康麗娜. PTN 網(wǎng)絡規(guī)劃原則探討[J]. 中國新技術新產(chǎn)品，2011.