淺析西安地鐵二號線DCS骨干環網設計選用

文豪

【摘要】 介紹西安地鐵二號線DCS骨干環網基本情況。根據目前主流組網方式分析二號線骨干環網建設選用方案，本人提出此項方案與大家一同探討。

【關鍵詞】 骨干環網 SDH 網絡 數據傳輸系統

西安地鐵二號線采用CBTC（Communication-based TYrain Control 通訊式列車控制技術）。CBTC技術的主要特點是列車自動控制系統的控制以及檢測信號經過無線通信的方式以及軌旁信標設備的檢測，經過快速的數據傳輸和計算，最終來時限移動閉塞區間的功能。鑒于CBTC系統需要高度依賴列車、軌旁以及控制中心之間的告訴通信傳輸，因此，必須擁有一套有別于傳統軌道電路的高可靠性的光纖傳輸系統即數據傳輸系統DCS（Data Communications System）。為確保能提供一套符合行車監控需求的高可靠DCS光纖骨干系統，除了設計時間需考慮光纖設備選用、后背設計以及故障收斂時間等設計因素外，在運營前還需要執行嚴格的現場測試，下面將針對DCS環網的組成進行進一步的分析。

一、環狀DCS系統基本構架

DCS系統基本上包括四個子系統：控制中心、骨干系統、軌旁系統、車載系統。其中車載控制器傳輸數據通過802.11g的無線通信設備，傳送至軌旁的AP，經由軌旁網絡設備連接至車站的接入交換機，再經由光纖骨干網絡傳送至骨干網絡交換機，全線由四套骨干交換機組成DCS骨干環網。骨干環網系統使用兩套獨立的GE網絡（包括兩套獨立的設備和獨立的線纜），兩個GE網絡互為獨立運行，不會互相影響，從而確保系統的可靠度。若其中一個GE網絡設備發生故障，另一套GE網絡設備仍然獨立運行，所以不需要任何的切換時間來保證網絡設備正常工作，同樣也不會干擾或影響整套系統的正常運作。

二、光纖骨干設備選用考慮

1、由于行車監控系統負責列車控制及行車指揮，充當著行車指揮調度的眼睛和耳朵，其重要性不言而喻。DCS光纖骨干傳輸系統負責傳輸行車監控系統的信號傳輸工作，所以光纖骨干系統是否安全、穩定，直接影響運營指揮工作。因此如何選用一個符合市場主流以及適合行車監控系統功能需求的光纖傳輸骨干網絡系統是一個相當復雜重要的課題。

2、在常用的光纖骨干傳輸系統的選用上，大致可以區分為同步數字階層（SDH）系統、異步傳輸模式（ATM）系統以及超高速以太網絡（GE）等，上述系統全部以光纖為傳輸介質，能夠整合大量的語音、數據信號于同一平臺之中，從而提供高效率的寬帶傳輸需求。

⑴、ATM（Asynchronous Transfer Mode）系統是一個傳統的傳輸系統。非常的成熟和穩定，它是針對高速、高容量與多媒體網絡傳輸所發簪出來的分封多任務（Multiplexing）及交換（Switching）的標準，曾經普遍適用于各大電信公司、工程界，在這方面他符合地鐵二號線的骨干環網建設需求。雖然ATM系統具有彈性設計及系統穩定等特點，但是由于購置成本、系統設定負責、維護成本較高于氣態同帶寬的產品，所以目前已退出主流市場，不在此次實際需求內。

（2）、SDH（Synchronous Digital Hierarchy）系統是指在光纖上傳輸光學信號的速率和格式標準之一，它屬于歐洲標準。SDH的傳輸速率可以分為不同的位階，SDH位階及比特率定義于ITUTG.707中。SDH最基本傳輸階層為STM-1，傳輸帶寬為155Mbps；其次為STM-4，傳輸帶寬為622Mbps；STM-16，其傳輸帶寬為2.5Gbps；STM-64，傳輸帶寬為10Gbps。SDH系統常用的介接設備通常有RS422、RS232、E&S;信號、語音通信道及E1接口等。

在SDH系統和GE系統之中如何選擇，可以由下幾點來進行分析：1、西安地鐵二號線由廠家提供的行車監控系統設備屬于IP化的以太網絡組建組成。而SDH是使用屬于語音應用服務技術的電路交換設計。由于SDH信號的本質是同步，屬于點對點架構的固定式網絡。而西安地鐵二號線的行車監控設備屬于以太網絡組件，如果本系統采用SDH系統，則需要經過外部或內部模塊將傳輸信息轉換為SDH虛擬電路，這個轉換意味著帶寬使用效率的降低，同時還將伴隨著安裝轉換模塊所需要的成本增加以及更多的設備后期維護工作。而以太網絡傳輸包具有隨時變動信息量的特點，所以從這點出發考慮的話，采用原生設備為IP接口的特性，本線路骨干網采用以太網設備較為合適。2、由于行車監控系統非常重要，所以任何傳輸系統上的單一故障點，都不能影響此系統的正常運行，為此需要將網絡系統進行備份配置，包括傳輸設備以及傳輸路徑都必須以此為依據。如果采用SDH系統，那么需要SDH的雙路徑以及雙設備架構設計，而這會加大此項工程的系統復雜度、建設成本以及后期維護成本。

三、結論

本文僅從現有網絡系統構架中進行比對，由于高速以太網絡具有設備共通化和IP化的特點，其后續的維修備品備件同樣資源豐富。基于此系統構架骨干網絡對于帶寬分析、后續維修、備品更換、延遲及恢復時間等因素考慮，二號線采用GE設備作為DCS的骨干網絡系統是較SDH系統更為優秀。

參 考 文 獻

[1]付兵，廖理明. 城市軌道交通CBTC信號系統.西南交通大學出版社，2016.01

[2]肖萍萍，吳健學.SDH原理與應用.中國勞動社會保障出版社，2008.