地鐵通信傳輸系統(tǒng)

蔡寶勇

中鐵十九局電務(wù)公司，北京 100000

城市化水平的提升帶來(lái)了城市人口的急劇增加，人們的出行需求提高，私家車的行駛對(duì)城市交通了造成了極大的負(fù)擔(dān)，城市急需一種有效的交通運(yùn)輸方式來(lái)改變目前的交通現(xiàn)狀。而地鐵作為一種安全、方便、快捷的交通方式，就正好滿足了城市的需求。然而，地鐵的建設(shè)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作，要想保證地鐵建設(shè)的順利開(kāi)展以及地鐵建成以后的良好運(yùn)行就必須加強(qiáng)對(duì)于地鐵的研究。本文主要通過(guò)對(duì)地鐵通信系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一傳輸系統(tǒng)的分析，談?wù)摿说罔F運(yùn)行的一個(gè)方面的問(wèn)題。

1 地鐵傳輸系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題分析

地鐵是目前城市交通運(yùn)行中一種較為高速便捷的運(yùn)輸方式，它不僅運(yùn)輸量大、安全舒適，還能夠有效的降低能耗，減輕交通污染。而地鐵通信系統(tǒng)作為地鐵運(yùn)行中的一個(gè)重要組成部分，在連接地鐵運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮著不可替代的作用。地鐵傳輸系統(tǒng)作為地鐵通信系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)于地鐵通信系統(tǒng)作用的正常發(fā)揮是必不可少的。因此，對(duì)于地鐵傳輸系統(tǒng)的研究是尤為必要的。本文接下來(lái)就通過(guò)對(duì)地鐵傳輸系統(tǒng)的一些相關(guān)問(wèn)題的分析，簡(jiǎn)單介紹一下目前我國(guó)地鐵傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀。

地鐵傳輸系統(tǒng)作為地鐵通信系統(tǒng)的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，在地鐵通信中構(gòu)成了一個(gè)龐大的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于地鐵的正常運(yùn)行起著極大的作用。它主要是為地鐵通信傳送一些快速、精確、可靠的信息，以滿足地鐵通信對(duì)于圖像、文字、語(yǔ)言、數(shù)據(jù)等相關(guān)信息的需求。地鐵通信過(guò)程中的許多環(huán)節(jié)都需要用到傳輸系統(tǒng)，比如地鐵內(nèi)的無(wú)線通信、有線電話、閉路電視、地鐵時(shí)鐘以及其他同步系統(tǒng)等，均需要傳輸系統(tǒng)信息的提供。由于地鐵通信系統(tǒng)對(duì)于信息來(lái)源的可靠性以及信息傳遞的及時(shí)有效性要求非常高，傳輸系統(tǒng)需要具備的條件非常之多。

首先地鐵傳輸系統(tǒng)必須有光纖數(shù)字設(shè)備作為信息傳送的支撐，同時(shí)使用通道自愈的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以滿足通信系統(tǒng)對(duì)于主備用通道信息傳遞的50m/s的要求，提高信息傳遞的可靠性。其次，地鐵傳輸系統(tǒng)還必須具備各種接口，能夠接入不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，及時(shí)接受傳遞相關(guān)信息。再者，地鐵傳輸系統(tǒng)在建設(shè)伊始就已經(jīng)確定了系統(tǒng)用戶的種類以及用戶數(shù)量，這兩者一般不會(huì)再有太大的變更。除此之外，一個(gè)完善的地鐵傳輸系統(tǒng)還必須同時(shí)滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)以及非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的工作需求。

就我國(guó)已經(jīng)建成地鐵交通的城市地鐵運(yùn)行狀況來(lái)看，地鐵傳輸系統(tǒng)的傳統(tǒng)運(yùn)輸方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代地鐵交通的需求。目前，我國(guó)現(xiàn)有的地鐵傳輸系統(tǒng)多是由光纖傳輸、無(wú)線集群通信、泄漏電纜傳輸、路站監(jiān)控、路控電話等的子系統(tǒng)以及中繼器構(gòu)成，它們共同作用在地鐵的信息傳輸中發(fā)揮著作用。這個(gè)通信過(guò)程一般通過(guò)以下幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的：首先是調(diào)度員發(fā)出信息，經(jīng)由控制中心及無(wú)線移動(dòng)傳遞信號(hào)到集群基站，再由基站將信息通過(guò)電纜傳送給各車站中繼器，隨后中繼器把信號(hào)放大，再反饋給泄漏電纜，最終由相關(guān)人員接收信息。這樣的傳輸方式只能滿足工作人員信息的互相傳遞，無(wú)法滿足公眾的需求。因此，必須加強(qiáng)改進(jìn)原有技術(shù)、不斷探索新技術(shù)，以滿足現(xiàn)代地鐵通信系統(tǒng)對(duì)于信息傳輸系統(tǒng)的日益提升的需求。

2 地鐵傳輸系統(tǒng)的相關(guān)傳輸方案

當(dāng)今時(shí)代，人們對(duì)于地鐵建設(shè)提出了越來(lái)越高的要求，地鐵通信傳輸系統(tǒng)面臨著技術(shù)改革的局面。因此，必須對(duì)現(xiàn)有的通信傳輸方式做一定的了解，以便于針對(duì)這些傳輸方案存在的優(yōu)勢(shì)及不足，對(duì)以后的傳輸方案做出優(yōu)化的設(shè)計(jì)。接下來(lái)本文就分別介紹一下目前地鐵傳輸系統(tǒng)應(yīng)用的幾個(gè)方案。

2.1 OTN——開(kāi)放式的傳輸網(wǎng)絡(luò)

OTN是針對(duì)專網(wǎng)研發(fā)設(shè)計(jì)的一種信息傳輸方案，它更適合在那些業(yè)務(wù)種類比較齊全但是數(shù)量較少的專用地鐵網(wǎng)絡(luò)中使用。這種傳輸網(wǎng)絡(luò)還能夠有效地滿足用戶開(kāi)發(fā)專用電路接口的需求，但是，它的功能決定了它不能有效地實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。為此，西門子公司又研發(fā)出了一種基于SDH的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)接口，即E1、E3和STM-1接口，這樣以來(lái)就大大的滿足了互聯(lián)的需求。OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)又進(jìn)一步采用了復(fù)用方式將電信號(hào)調(diào)整為光信號(hào)，這樣就可以對(duì)TDM發(fā)出的信息做出良好的反應(yīng)。但是，這種復(fù)用方式具有極高的光信號(hào)收發(fā)板需求。除此之外，OTN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)是通過(guò)光纖鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種光纖鏈路組成相互反向循環(huán)的一個(gè)環(huán)路，將各種節(jié)點(diǎn)都包含在內(nèi)。這兩個(gè)反方向的循環(huán)線路組成一個(gè)相互補(bǔ)充的工作模式，一旦其中之一損壞，另一個(gè)就可以及時(shí)地維持工作，從而達(dá)到環(huán)路功能自愈的效果。但是，這種系統(tǒng)的完善必須通過(guò)節(jié)點(diǎn)的疊加來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就產(chǎn)生了極高的成本造價(jià)。

2.2 SDH——綜合業(yè)務(wù)的傳輸方案

SDH是在上個(gè)世紀(jì)的90年代初實(shí)現(xiàn)商用的一種同步數(shù)字傳輸模式，這種模式安全可靠、可行性高，能夠滿足通用的需求，目前廣泛應(yīng)用于高鐵、鐵路以及電力、石油工程等方面，是現(xiàn)代的電信傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。SDH采用了全球統(tǒng)一的接口，能夠保證各種設(shè)備的兼容，可以在整個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)工作。這種傳輸方式還具備了網(wǎng)路自愈的功能，能夠有效地提高網(wǎng)絡(luò)資源使用效率。但是，SDH支持的方式是一種簡(jiǎn)單的點(diǎn)到多點(diǎn)之間的電路交換的方式，在網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始啟動(dòng)后就要建立固定的傳輸鏈路，寬帶利用率依舊是處于較低的水平。而且，這種傳輸方式也沒(méi)有為寬帶廣播以及視頻傳輸?shù)劝惭b直接的接口，在使用的時(shí)候必須同時(shí)配合其他的許多設(shè)備來(lái)使用，比較難以管理。

2.3 ATM——異步傳輸?shù)哪Ｊ?/h3>

ATM作為一種異步傳輸模式，是為寬帶綜合業(yè)務(wù)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳播而設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)信息傳輸方式。這種傳輸方式具有統(tǒng)一的全球網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同設(shè)備的兼容及聯(lián)通，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)寬帶的動(dòng)態(tài)分配，從而提高了網(wǎng)絡(luò)利用率。除此之外，ATM使用了異步的時(shí)分復(fù)用傳輸方式，還能夠支持多業(yè)務(wù)及多媒體的應(yīng)用，尤其利于圖像的傳輸，具備高端的網(wǎng)絡(luò)管理效能。但是，ATM系統(tǒng)的自愈環(huán)在倒換時(shí)間的時(shí)候比較難以控制，很難通過(guò)路由器實(shí)現(xiàn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的迂回保護(hù)。與此同時(shí)，ATM管網(wǎng)需要不斷地重新計(jì)算起終點(diǎn)的路由通道，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)50m/s的通信要求。

2.4 RPR——彈性分組環(huán)的傳輸技術(shù)

RPR是一種新型的傳輸模式，它以IP業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，技術(shù)先進(jìn)，而且能夠有效地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，其網(wǎng)絡(luò)管理可靠、可行，并且能夠支持傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)。這種傳輸模式對(duì)地鐵所涉及的視頻、語(yǔ)音以及各種數(shù)據(jù)等，都能夠提供很好的網(wǎng)絡(luò)組合方案。RPR采用的是環(huán)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是能夠涵蓋所有的節(jié)點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的順利交換。它還使用了最優(yōu)化的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)布方式，能夠隨時(shí)保持與網(wǎng)絡(luò)的同步。但是，目前RPR研發(fā)還存在著廠家之間兼容互通的一些問(wèn)題，沒(méi)能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，這樣以來(lái)它的造價(jià)就相當(dāng)高了。

3 各種傳輸模式的比較分析

通過(guò)對(duì)以上幾種傳輸方式的分析，可以說(shuō)，目前我國(guó)的地鐵通信建設(shè)還沒(méi)能找到一個(gè)切實(shí)有效的信息傳輸方式。OTN以及RPR的造價(jià)都相當(dāng)高，而且OTN還只能應(yīng)用于專網(wǎng)的信息傳輸，這樣以來(lái)，這兩種傳輸模式都無(wú)法在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效的應(yīng)用。而SDH又是為固定的寬帶分配而設(shè)置的，不能良好地應(yīng)對(duì)現(xiàn)代復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，如果想要應(yīng)用也必須先對(duì)其進(jìn)行一定的改革。再說(shuō)ATM，這種傳輸模式不能夠有效地滿足通信信息傳遞的速度需求，而且還需要多種網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)建設(shè)，造價(jià)也是非常高的。

由此可見(jiàn)，目前比較適用的便是新興的RPR傳輸模式。但是，地鐵設(shè)施作為一個(gè)原本就造價(jià)昂貴的交通設(shè)備，對(duì)于其建設(shè)已經(jīng)不是普通的城市能夠負(fù)荷的，它只能在某些大型城市實(shí)現(xiàn)。PRP價(jià)格之高，更是使得目前各個(gè)想要建設(shè)地鐵交通的城市望而卻步。所以，作為一個(gè)交通效果良好將來(lái)一定會(huì)大范圍建設(shè)的地鐵設(shè)施來(lái)講，降低目前適用的信息傳輸設(shè)備的造價(jià)是一項(xiàng)非常緊急的任務(wù)。各個(gè)相關(guān)研究部門必須不斷地研發(fā)新技術(shù)，以便于城市人群能夠早天擺脫擁擠的交通狀況。

4 結(jié)論

地鐵作為一種新興的城市交通方式，對(duì)于城市人群出行的交通需求是一種極大的滿足。但是，由于其工程造價(jià)的高昂以及施工建設(shè)的復(fù)雜，目前在我國(guó)只有幾個(gè)城市擁有地鐵。因此，相關(guān)人員必須加大地鐵技術(shù)的研發(fā)，使我國(guó)更多的城市居民能夠享受到地鐵帶來(lái)的便利。而作為地鐵建設(shè)最為重要的一個(gè)部分的通信建設(shè)，更是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。不僅其他城市對(duì)于地鐵通信系統(tǒng)有較高的需求，那些已建成地鐵交通設(shè)備的城市也已經(jīng)不能滿足于舊有的通信系統(tǒng)。所以，必須加快對(duì)于地鐵通信系統(tǒng)的完善。通信系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)信息傳輸子系統(tǒng)更是不可避免的成為研發(fā)和改進(jìn)的重點(diǎn)，通過(guò)以上對(duì)于傳輸模式的分析，可見(jiàn)我國(guó)的地鐵通信傳輸還存在著許多重大的問(wèn)題，必須將這些問(wèn)題切實(shí)地解決好，才能夠?qū)⒏鱾€(gè)環(huán)節(jié)連接起來(lái)以進(jìn)行更好的地鐵建設(shè)。

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