地鐵通信傳輸系統(tǒng)方案研究

章 達(dá)，楊 勇

南京地下鐵道有限責(zé)任公司建設(shè)分公司，江蘇南京 210017

地鐵通信傳輸系統(tǒng)方案研究

章 達(dá)，楊 勇

南京地下鐵道有限責(zé)任公司建設(shè)分公司，江蘇南京 210017

地鐵通信傳輸系統(tǒng)是地鐵的中樞系統(tǒng)，對(duì)地鐵正常運(yùn)行具有重要意義。本文將對(duì)OTN、SDH等幾種地鐵常用的通信系統(tǒng)方案進(jìn)行分析與闡述，以選擇適合地鐵通信運(yùn)輸?shù)淖罴逊桨浮?/p>

地鐵；通信傳輸；方案

1 地鐵通信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的地鐵通信系統(tǒng)由光纖傳輸子系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)集群通信子系統(tǒng)、泄露電纜傳輸子系統(tǒng)、中繼器、路站監(jiān)控子系統(tǒng)、程控電話(huà)子系統(tǒng)等構(gòu)成，應(yīng)用于地鐵的運(yùn)營(yíng)與指揮管理。首先，由調(diào)度員發(fā)布信息，經(jīng)過(guò)控制中心和無(wú)線(xiàn)移動(dòng)交換機(jī)將信號(hào)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(chē)站的中繼器，中繼器將信號(hào)放大，反饋到全線(xiàn)泄漏電纜輻射，最后讓手持臺(tái)持有者、車(chē)站值班員及列車(chē)司機(jī)收到來(lái)自調(diào)度員的高質(zhì)量信號(hào)。當(dāng)手持臺(tái)持有者、車(chē)站值班員、列車(chē)司機(jī)回饋信息時(shí)，其發(fā)出的信息通過(guò)泄露電纜接收并傳到中繼器，中繼器將信息信號(hào)放大，經(jīng)過(guò)光合路器、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備與光纜連接，通過(guò)光纜將信息傳回基站，基站控制中心將信息轉(zhuǎn)達(dá)給調(diào)度員。在這種傳輸配置下，可滿(mǎn)足地鐵工作人員之間的“兩兩相互通信”需求，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)公眾無(wú)線(xiàn)及蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的認(rèn)知，將其納入支持中。因此，傳統(tǒng)的傳輸方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代地鐵運(yùn)營(yíng)的需求，需要探索全新通信傳輸方式，提高信息傳遞的穩(wěn)定性、快捷性。

2 地鐵通信傳輸系統(tǒng)方案分析

2.1 開(kāi)放式傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)

開(kāi)放式傳輸網(wǎng)絡(luò)（OTN）是西門(mén)子公司推出的時(shí)分復(fù)用技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是雙光纖、雙向通道環(huán)路，其網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是以光纖鏈路實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，這些光纖組成兩個(gè)互為反向循環(huán)的環(huán)路。這種傳輸方式的數(shù)據(jù)幀在同一個(gè)環(huán)網(wǎng)上不停傳遞，其中包含了各節(jié)點(diǎn)間的通訊數(shù)據(jù)。從邏輯角度出發(fā)，順時(shí)針?lè)较騻魉偷臄?shù)據(jù)環(huán)稱(chēng)作主環(huán)，逆時(shí)針?lè)较騻魉偷臄?shù)據(jù)環(huán)則成為次環(huán)或者副環(huán)。在正常情況下，所有的數(shù)據(jù)都沿著順時(shí)針?lè)较蛟谥鳝h(huán)上傳送，此時(shí)次環(huán)則處于備份狀態(tài)。次環(huán)的工作與主環(huán)相一致，同時(shí)對(duì)主環(huán)工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)監(jiān)督。在必要情況下，根據(jù)實(shí)際情況可部分甚至全部代替主環(huán)的傳輸任務(wù)。這種雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可以確保在網(wǎng)絡(luò)配置產(chǎn)生變化或者發(fā)生故障的情況下自動(dòng)恢復(fù)正常，這種自愈功能也就是環(huán)路的保護(hù)功能，如果某一段光纖不同，可以開(kāi)始在另一段中傳輸，確保每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以正常收發(fā)信息。

2.2 綜合業(yè)務(wù)傳輸方案（SDH）

SDH傳輸技術(shù)是上世紀(jì)90年代初開(kāi)始實(shí)現(xiàn)商用的同步數(shù)字傳輸，具備較強(qiáng)的可靠性、可用性及通用性，是現(xiàn)代化電信傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)，目前在鐵路、高速公路、公用電信網(wǎng)、電力、石油等方面應(yīng)用廣泛。選用SDH組建的通信傳輸系統(tǒng)，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、智能化的網(wǎng)絡(luò)體系，選用全球統(tǒng)一接口，可實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備之間的兼容，在全程、全網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理與操作，實(shí)現(xiàn)靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度與組網(wǎng)，同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)自愈功能，有效提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。根據(jù)電時(shí)分復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)光纖通信，一般傳輸速率不斷提高。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展中，其速率由8 Mbit/s增加為10Gbit/s。而目前40Gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于商業(yè)中，甚至更高速率的傳輸系統(tǒng)試驗(yàn)也已經(jīng)成功。隨著高速系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn)，為諸多新業(yè)務(wù)如多媒體業(yè)務(wù)、寬帶業(yè)務(wù)等提供了實(shí)現(xiàn)的可能性。

2.3 異步傳輸模式（ATM）

1988年，ITU-T提出了ATM技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的核心技術(shù)，對(duì)未來(lái)寬帶綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展具有一定意義。ATM包括傳輸與交換，是一種接續(xù)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)各種電路仿真、承載數(shù)據(jù)、圖像和語(yǔ)音，滿(mǎn)足寬帶的接入與交換。ATM的主要特點(diǎn)為：采取異步時(shí)分復(fù)用方式；標(biāo)準(zhǔn)化的連接方式，更便于與其他通信系統(tǒng)的連接；通過(guò)統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，實(shí)現(xiàn)面向連接，可以靈活、動(dòng)態(tài)地分配用戶(hù)帶寬，并以虛擬電路形式加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)間連接。另外，ATM可承載不同的業(yè)務(wù)，同時(shí)支持多媒體的應(yīng)用，具有QOS保障，網(wǎng)絡(luò)的可靠性較高。

2.4 彈性分組環(huán)技術(shù)(RPR)

RPR技術(shù)以IP業(yè)務(wù)為核心，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，具有方便互聯(lián)、技術(shù)可靠等特點(diǎn)，具備可管理性、支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)等諸多優(yōu)勢(shì)。RPR技術(shù)以環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主，其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成較為簡(jiǎn)單，在RPR分組環(huán)中將所有的節(jié)點(diǎn)分配到同一邏輯地址中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)快速2層轉(zhuǎn)換。RPR的最高優(yōu)先級(jí)別分組方式發(fā)布時(shí)鐘分組信號(hào)、晶振時(shí)鐘信號(hào)，并對(duì)冗余部分實(shí)現(xiàn)備份，確保任何情況下都可與網(wǎng)絡(luò)保持同步。另外，RPR技術(shù)還支持空間復(fù)用技術(shù)（SRP），在分組環(huán)路中，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)節(jié)點(diǎn)或者多個(gè)揭短同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，且相互之間沒(méi)有影響。與SDH分配固定的時(shí)隙有所區(qū)別，RPR技術(shù)可以根據(jù)用戶(hù)實(shí)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(duì)不同等級(jí)的業(yè)務(wù)進(jìn)行不同保護(hù)。但是目前開(kāi)發(fā)RPR技術(shù)的各廠家之間很難形成兼容，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法國(guó)產(chǎn)化，且開(kāi)發(fā)成本較高。

由上可見(jiàn)，適合于構(gòu)建城市軌道交通的通信傳輸系統(tǒng)有很多，基本可以滿(mǎn)足當(dāng)前城市地鐵交通的傳輸業(yè)務(wù)需求，在一定時(shí)間內(nèi)將成為地鐵傳輸系統(tǒng)的首選方案。但是隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求也有所增長(zhǎng)，更多傳輸網(wǎng)絡(luò)方案將被不斷研究并應(yīng)用。通信技術(shù)的快速發(fā)展，帶來(lái)了更多的可應(yīng)用技術(shù)與可選擇產(chǎn)品，各地鐵公司可根據(jù)自身實(shí)際情況、結(jié)合投資預(yù)算資金，選擇適合自身需求的方案與產(chǎn)品。

[1]于榮新.地鐵通信系統(tǒng)傳輸中易出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)方案研究[J].中國(guó)科技財(cái)富，2010(8).

[2]尤三偉，耿高鵬.上海地鐵11號(hào)線(xiàn)通信傳輸系統(tǒng)分析[J].鐵道通信信號(hào)，2009(8).

[3]張亦然.地鐵光傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究[J].南京理工大學(xué)：電子與通信工程，2008.

[4]陳康.南京地鐵1號(hào)線(xiàn)通信傳輸系統(tǒng)的構(gòu)造與優(yōu)化[J].都市快軌交通，2009(3).

[5]林非.淺析地鐵通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀與未來(lái)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010(10).

U449

A

1674-6708（2011）51-0153-01