地鐵通信傳輸系統(tǒng)的探討

趙克河ZHAO Ke-he

（中鐵電氣化局集團(tuán)西安通信信號(hào)工程處，西安 710032）

（CREC Railway Electrification Bureau Group Xi'an Communication Signal Engineering Department，Xi'an 710032，China）

0 引言

在城市發(fā)展進(jìn)程之中，地鐵占據(jù)主要核心地位。在交通壓力大、需求量無法滿足的情況下，地鐵交通在最大程度上為城市交通提供便利。在快節(jié)奏的城市生活之中，地鐵能夠?qū)⒊鞘泄?jié)奏給予滿足。各大城市都在加快地鐵建設(shè)工程，將原本存在的城市交通問題得以解決。地鐵的輸送量大、安全性高、節(jié)能低碳，各種優(yōu)勢(shì)都在將城市朝著宜居方面發(fā)展。地鐵通信是整個(gè)地鐵運(yùn)行過程中，不可或缺的組成部分，傳輸系統(tǒng)也是地鐵通信的核心，將地鐵的現(xiàn)下運(yùn)行情況、安全問題等進(jìn)行及時(shí)傳輸，都必須要建立在傳輸系統(tǒng)完善的基礎(chǔ)之上，才能將信息進(jìn)行傳遞。針對(duì)現(xiàn)下情況，使用光纖技術(shù)勢(shì)在必行，對(duì)地鐵通信的安全性、可靠性進(jìn)行全面保障。

1 地鐵通信所需技術(shù)基礎(chǔ)

地鐵傳輸在整個(gè)地鐵通信之中是至關(guān)重要的一部分，需要滿足在運(yùn)營(yíng)過程中進(jìn)行管理、維修之時(shí)，可以通過設(shè)備進(jìn)行語音、圖像，以及數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，使得地鐵在運(yùn)行過程中，能夠加快速度，提升運(yùn)行可靠性的重要捷徑。由于地鐵在運(yùn)行過程中的所處環(huán)境問題，因此，傳輸系統(tǒng)必須要具備極高穩(wěn)定性，才能滿足在運(yùn)行過程的使用?？垢蓴_能力也必須要十分強(qiáng)大，與此同時(shí)，快速的傳輸速度也是必不可少的，在此基礎(chǔ)上，滿足地鐵傳輸過程中，對(duì)時(shí)效性的需求。

地鐵信息會(huì)在控制中心、車輛、車站等方面會(huì)隨時(shí)收取信息，傳輸需求各有不同，也可以根據(jù)需求，采用不同傳輸方式。光纖傳輸、數(shù)字傳輸、無線傳輸?shù)葞追N方式，都會(huì)在地鐵的運(yùn)轉(zhuǎn)之中，進(jìn)行信息傳輸，以此滿足地鐵運(yùn)營(yíng)的傳輸需求。目前城市地鐵發(fā)展速度快，現(xiàn)今能夠滿足地鐵通信要求的技術(shù)主要有ATM、SDH 幾種。還要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，將不同技術(shù)進(jìn)行整改，并且將技術(shù)進(jìn)行完美融合，實(shí)現(xiàn)在地鐵傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定性。目前為止，SDH、ATM 是最穩(wěn)定的技術(shù)，有許多經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，確?？梢越⒁粋€(gè)安全、可靠的地鐵運(yùn)行系統(tǒng)模式。

2 地鐵傳輸技術(shù)的對(duì)比分析

2.1 OTN 在目前的傳輸系統(tǒng)之中，OTN 是一種能夠支持多協(xié)議、面向?qū)＞W(wǎng)的開放式系統(tǒng)。時(shí)分復(fù)用的充分利用，此項(xiàng)技術(shù)可以讓不同級(jí)數(shù)的OTN 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備達(dá)到37Mb/s、165Mb/s、655Mb/s。在各項(xiàng)相關(guān)準(zhǔn)則基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)一款接口卡，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無限制連接。包括語音、視頻、數(shù)據(jù)等，都可以通過一個(gè)接口卡進(jìn)行傳遞，解決傳統(tǒng)傳輸中所存在的各種問題。為專網(wǎng)而開發(fā)的OTN，特別適合地鐵專網(wǎng)信息傳遞，在相對(duì)封閉式環(huán)境之中，依然可以將信息進(jìn)行飛速傳播；在較少開銷基礎(chǔ)上，將不同傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一，將接口統(tǒng)一化，實(shí)現(xiàn)一體化信息傳輸。為了方便管理、集中維護(hù)，提供工業(yè)專用通信結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不需要任何接入設(shè)備的情況下進(jìn)行使用。

2.2 SDH 在PDH 的基礎(chǔ)上，研發(fā)了SDH，將PDH 所存在的弊端進(jìn)行克服，其中包括網(wǎng)絡(luò)可靠性低、故障多等各種缺陷。在九十年代將光纖傳輸大量進(jìn)行運(yùn)用，在光纖基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息同步傳輸，信息復(fù)用、交叉的網(wǎng)絡(luò)模式。與此同時(shí)，165Mb/s、600Mb/s、11Gb/s 設(shè)備也相繼出現(xiàn)。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化傳輸，采用國(guó)際統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)接口，不同設(shè)備間也可以進(jìn)行兼容，并且互通，得以擁有一套標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)等級(jí)。多網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，靈活配置，實(shí)現(xiàn)在調(diào)度過程中，也可以便捷進(jìn)行，對(duì)不同數(shù)據(jù)分下、插入。SDH 的安全機(jī)制完善，對(duì)故障有自愈力；網(wǎng)絡(luò)管理能力強(qiáng)，并且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單操作、網(wǎng)絡(luò)兼容性好的特性。

2.3 ATM 實(shí)現(xiàn)綜合寬帶的核心就是ATM，電路仿真，并且將圖像、語音承載，進(jìn)行寬帶接入，進(jìn)行交換。設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)與其他通信設(shè)備的連接；復(fù)用統(tǒng)計(jì)，面向連接的工作模式，可以在寬帶使用過程中，進(jìn)行靈活支配，使用虛擬電路，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部連接，充分利用傳輸容量大的優(yōu)勢(shì)。各種業(yè)務(wù)傳輸都可承載，多媒體應(yīng)用，將接入技術(shù)深入，同時(shí)滿足在鐵路運(yùn)行過程中的各項(xiàng)需要。實(shí)施QoS 保障措施，控制帶寬上傳輸流，檢測(cè)延時(shí)、精準(zhǔn)度等各種信息，徹底將網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性從根源上得以提升。

2.4 MSTP 在SDH 多業(yè)務(wù)接入方面進(jìn)行發(fā)展延伸，產(chǎn)生了MSTP。以太網(wǎng)、ATM 等業(yè)務(wù)經(jīng)過之后，以不同格式封存于SDH 中進(jìn)行傳輸，這就是MSTP 的形成。SDH 是當(dāng)下技術(shù)最為成熟的組網(wǎng)，將其保留原本的諸多功能，并且也可以滿足在地鐵運(yùn)輸過程中所需要的語言、圖像、數(shù)據(jù)等功能。也可以提供IP 業(yè)務(wù)端口，ATM 業(yè)務(wù)接口等，將數(shù)據(jù)傳輸以多業(yè)務(wù)接入的形式進(jìn)行傳輸。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)概述

3.1 建立相應(yīng)的測(cè)評(píng)體系 測(cè)評(píng)體系的建立可為系統(tǒng)運(yùn)行把好安全關(guān)，沒有良好的評(píng)測(cè)系統(tǒng)難以保證日后地鐵的穩(wěn)定行駛。首先應(yīng)該做好分析調(diào)查，以開放性系統(tǒng)、擴(kuò)展性系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)等為參考，建立科學(xué)的體系評(píng)測(cè)法。在系統(tǒng)的功能上，參考圖片、資料、語音的快速傳送等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，保證系統(tǒng)功能的安全。在評(píng)測(cè)體系下，應(yīng)該做好系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)、功能要求與標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比工作，以管理促安全，以體系增利潤(rùn)。

3.2 地鐵通信技術(shù)方案的選擇 目前采用較為廣泛的技術(shù)有三類：SDH、ATM 與OTN。針對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)量少但業(yè)務(wù)范圍廣的地鐵系統(tǒng)來說，專網(wǎng)專用的OTN 技術(shù)被較多的采用。而SDH 通過數(shù)據(jù)的同步傳送使得系統(tǒng)更具安全性與廣泛的應(yīng)用性。通過寬帶連接的ATM 技術(shù)對(duì)系統(tǒng)要求較高。其實(shí)三者各有所長(zhǎng)，很難取舍。但因ATM 具有較高的安全性被大多數(shù)國(guó)家運(yùn)用于地鐵通信中。另外RPR 與MSTP 技術(shù)也在不斷的完善并被越來越多的地鐵企業(yè)所采用。隨著我國(guó)城市化建設(shè)的加快，地鐵作為一項(xiàng)重要的交通出行方式被廣為利用。在通信技術(shù)的選擇上，應(yīng)根據(jù)我國(guó)的國(guó)情做好評(píng)測(cè)方案的優(yōu)化并進(jìn)行合理的引進(jìn)。在可靠、安全、有效的原則下針對(duì)性的利用好信息的傳送技術(shù)。

3.3 方案的具體設(shè)計(jì) 地鐵是種特殊的交通工具，因其深埋地下，要求有可靠的技術(shù)方案以確保語音、圖像、數(shù)據(jù)等的高效傳送。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以進(jìn)行分散設(shè)計(jì)，即做好各個(gè)獨(dú)立部分的分析，并以此為主體，各個(gè)擊破。比如控制站與車站間的信息傳送、車站之間的信息傳送、車與車的信息傳送、各站內(nèi)部的傳送等。在分散設(shè)計(jì)方式下，系統(tǒng)構(gòu)建成本將會(huì)增加，特別是在線路布置方面難度陡然增大，但具有無可比擬的優(yōu)越性。另外，可把采集氣體數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻、站內(nèi)通信作為個(gè)體進(jìn)行站內(nèi)信息傳送的系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？傊?，為了有效的防止信息傳送過于集中，提高傳輸速度，系統(tǒng)建設(shè)走分散設(shè)計(jì)方向極其必要。

4 結(jié)語

在城市化進(jìn)程加快的今天，各大城市把建成地鐵作為城市發(fā)展質(zhì)量的參考。地鐵方便了人們的出行，對(duì)地面交通壓力有緩解作用。作為地鐵工作重要內(nèi)容，信息傳輸應(yīng)該被給予重視。要綜合考慮我國(guó)國(guó)情，以安全、有效、可靠為原則設(shè)計(jì)采用地鐵信息傳輸技術(shù)。以分散設(shè)計(jì)建設(shè)的思路為指導(dǎo)，通過各個(gè)擊破，穩(wěn)扎穩(wěn)打，保障通信效率，減少故障的發(fā)生?？傊?，地鐵建設(shè)利國(guó)利民，要認(rèn)真做好傳輸系統(tǒng)建設(shè)勢(shì)在必行。

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