淺談地鐵通信傳輸系統(tǒng)

鄧軍敏?江云箭

摘 要：地鐵通信系統(tǒng)是整個(gè)地鐵的中心環(huán)節(jié)，是保障地鐵能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，本文對(duì)于地鐵通信傳輸系統(tǒng)的常見系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：地鐵通信系統(tǒng)；運(yùn)行；分析

1 背景

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的迅速發(fā)展，地鐵通信傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案逐漸優(yōu)化，突破傳統(tǒng)的通信傳輸系統(tǒng)的局限性，具有更加突出的便捷性和高速性。地鐵的通信傳輸系統(tǒng)直接關(guān)系到整個(gè)地鐵是否能夠正常運(yùn)行，隨著地鐵在全國(guó)范圍內(nèi)大中型城市的普及，對(duì)于地鐵傳輸系統(tǒng)的要求也逐漸提高，作為一種便捷高速的城市通信工具，地鐵的通信傳輸系統(tǒng)需要更加符合其運(yùn)行特征的設(shè)計(jì)方案，充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，帶來廣泛的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

地鐵通信系統(tǒng)的任務(wù)是建立一個(gè)試聽鏈路網(wǎng)，確保提供傳輸服務(wù)，給旅客提供信息，并且保證對(duì)車站及車上旅客進(jìn)行高層次控制。通信系統(tǒng)允許運(yùn)營(yíng)、管理及維修人員或其他系統(tǒng)設(shè)備通過傳輸諸如語音、數(shù)據(jù)、圖像等電信號(hào)，在一定的距離進(jìn)行通信，這些通信的服務(wù)范圍包括運(yùn)營(yíng)控制中心、車站、車輛段、站內(nèi)及沿線。通信系統(tǒng)不是單一個(gè)子系統(tǒng)，而是多個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)的組合。這些子系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上能協(xié)調(diào)工作，在不同的運(yùn)營(yíng)環(huán)境下正確地相互作用；應(yīng)能對(duì)各自子系統(tǒng)內(nèi)的故障進(jìn)行檢測(cè)和報(bào)警，從而確保整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性。通信系統(tǒng)主要包括傳輸、無線、電話、閉路電視、有線電視等子系統(tǒng)。

2 傳輸技術(shù)的介紹

傳輸系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)中的骨干系統(tǒng)，是組建地鐵通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。傳輸系統(tǒng)是一個(gè)基于光纖的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)，為各種業(yè)務(wù)信息提供各種窄帶、寬帶傳輸通道，構(gòu)成傳輸語言、文字、數(shù)據(jù)、圖像的各種信息的綜合業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)，是保證地鐵運(yùn)行所必須的信息傳送媒體。

根據(jù)當(dāng)前通信技術(shù)的發(fā)展情況，比較適合地鐵的通信傳輸技術(shù)有OTN（開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)）、SDH（同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)）及ATM（異步傳輸模式）三種制式，并在軌道交通建設(shè)中均有已經(jīng)應(yīng)用的先例。下面就這三種制式進(jìn)行一些比較。

2.1 OTN（開放式傳輸系統(tǒng)）

OTN是德國(guó)西門子公司開發(fā)，是一種面向?qū)＞W(wǎng)和支持多協(xié)議開放式傳輸系統(tǒng)，它采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，各級(jí)OTN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的傳輸帶寬為36Mb/s、150Mb/s、600 Mb/s及2500 Mb/s。它根據(jù)語音、數(shù)據(jù)、LAN以及視頻等業(yè)務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了接口就按，從而使這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以通過OTN節(jié)點(diǎn)機(jī)毫無限制的直接互聯(lián)。

OTN的優(yōu)點(diǎn)：（1）在國(guó)內(nèi)外城市軌道交通工程中有較為成熟的應(yīng)用；（2）傳輸容量能滿足單線通信的要求；（3）各種語音、2.4-19.2Kbit/s低速數(shù)據(jù)靈活傳輸；（4）設(shè)備簡(jiǎn)單、方便，系統(tǒng)配置、調(diào)試快速且簡(jiǎn)單，且具有完善的網(wǎng)管功能；（5）可以直接提供工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議接口，而不需借助接入設(shè)備；

OTN的不足：（1）售后服務(wù)對(duì)原設(shè)備廠商依賴大；（2）兼容性差，與非OTN網(wǎng)絡(luò)連接能力較弱；（3）由于OTN設(shè)備節(jié)點(diǎn)機(jī)業(yè)務(wù)接口有限，在業(yè)務(wù)接口多的站點(diǎn)需配置多個(gè)OTN節(jié)點(diǎn)機(jī)疊加實(shí)現(xiàn)；（4）獨(dú)家供應(yīng)，設(shè)備價(jià)格較貴；（5）產(chǎn)品選擇范圍單一，應(yīng)用環(huán)境相對(duì)固定，適用于城市軌道交通或企業(yè)小專網(wǎng)系統(tǒng)；（6）適合新建線，對(duì)既有線改造或多條線連網(wǎng)時(shí)有一定難度。

2.2 SDH（同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)）

SDH是在克服了PDH網(wǎng)絡(luò)可靠性低，設(shè)備冗余和故障點(diǎn)多等缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是20世紀(jì)90年代大規(guī)模運(yùn)用的光纖傳輸技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)是由SDH網(wǎng)元組成，在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)古和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。具有155 Mb/s、622 Mb/s、2.5 Gb/s、10 Gb/s等系列設(shè)備。

SDH的優(yōu)點(diǎn)：（1）它是傳輸系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，可在不同傳輸設(shè)備間進(jìn)行兼容和互通，有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)；（2）可實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)備簡(jiǎn)單，配置靈活，調(diào)度方便；（3）傳輸系統(tǒng)的安全保護(hù)機(jī)制完善，故障倒換時(shí)間短；（4）具有豐富的開銷，網(wǎng)絡(luò)管理能力較強(qiáng)；（5）具有簡(jiǎn)單的復(fù)用過程，能對(duì)既有的pdh網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容，降低聯(lián)網(wǎng)成本。（6）可提供SDH產(chǎn)品的廠家較多，設(shè)備價(jià)格不會(huì)太貴。

SDH的不足：（1）傳統(tǒng)的SDH只有標(biāo)準(zhǔn)的電、光接口，接口種類單一；（2）傳輸窄帶業(yè)務(wù)（話音、數(shù)據(jù)、寬帶音頻）時(shí)，需增加接入設(shè)備（PCM、D/I設(shè)備）。（3）無直接的視頻和LAN接口，需外部增加視頻接口設(shè)備和以太網(wǎng)路由器；（4）需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)SDH設(shè)備、接入設(shè)備、視頻接口設(shè)備和以太網(wǎng)路由器等進(jìn)行管理，給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)帶來很多不便；（5）一般只提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信通道，難以滿足地鐵通信系統(tǒng)中大量共線式通信信道的需求；（6）SDH只能向用戶提供固定數(shù)率的信道，不能動(dòng)態(tài)分配帶寬，不能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用。

2.3 ATM（異步傳輸模式）

ATM是ITU-T提出的實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的核心技術(shù)，它是在總結(jié)、分析傳統(tǒng)電話網(wǎng)的電路交換和數(shù)據(jù)網(wǎng)的分組交換的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是兼具面向連接和數(shù)據(jù)包交換特點(diǎn)的一種比較成熟的技術(shù)，能夠進(jìn)行各類電路仿真，承載語音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)寬帶接入及交換。

ATM的優(yōu)點(diǎn)：（1）信元長(zhǎng)度固定，只有53字節(jié)，信元頭得功能也非常簡(jiǎn)單；（2）采用異步時(shí)分復(fù)用方式；（3）動(dòng)態(tài)分配帶寬，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高；（4）支持多業(yè)務(wù)、多媒體應(yīng)用，提供端到端得接入解決方案，支持高速交換；（5）窄帶和寬帶業(yè)務(wù)基于同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，具有寬帶音頻接口和窄、寬帶視頻接口，尤其適用于圖像的傳送；（6）系統(tǒng)具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)管理能力，可靠性較高。

ATM的不足：（1）處理故障和實(shí)現(xiàn)保護(hù)時(shí)用的時(shí)間較長(zhǎng)，而且，實(shí)時(shí)性差，對(duì)語音業(yè)務(wù)支持不佳；（2）沒有低速速率接口，需增加接入設(shè)備；（3）網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程緩慢，設(shè)備價(jià)格昂貴。

3 結(jié)語

OTN、SDH、ATM三種傳輸制式均比較適合構(gòu)建城市軌道交通的通信傳輸網(wǎng)，基本上都能滿足目前城市軌道交通通信業(yè)務(wù)的要求，在一定時(shí)間內(nèi)都將使城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的首選技術(shù)方案。綜上所述，傳輸網(wǎng)技術(shù)選擇不應(yīng)該是單一的，應(yīng)該根據(jù)地鐵傳輸網(wǎng)所需承載業(yè)務(wù)的系統(tǒng)功能要求和特點(diǎn)，考慮為不同的業(yè)務(wù)分別提供最適合的承載方式，并將這些承載方式合理的集成一體，最大程度地滿足所承載業(yè)務(wù)的需求及最大限度的節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)

1.OTN-開放式傳輸網(wǎng)絡(luò) 李琦 地鐵與輕軌 2001年

2.網(wǎng)絡(luò)在地鐵通信傳輸中的應(yīng)用 金大成 電氣化鐵道 2001年

3.光同步數(shù)字傳輸網(wǎng) 韋樂平 人民郵電出版社 1993年