地鐵通信常用傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用分析

王建永

【摘要】 近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，當(dāng)下很多城市都擁有了高速地鐵交通，并且大多都從單條線路運(yùn)營進(jìn)入到線網(wǎng)化運(yùn)營模式。地鐵具有快捷、安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢特點(diǎn)，簡單一點(diǎn)也可以理解為是城際公交、小型汽車、客運(yùn)列車（火車）的優(yōu)勢集合體。地鐵得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為廣大的乘客提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，很大程度上得益于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的嵌入。本文基于地鐵通信常用傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用分析，結(jié)合著西安市地鐵軌道交通通信傳輸系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀予以分析。

【關(guān)鍵詞】 地鐵 通信 傳輸系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代社會與文明的不斷進(jìn)步，現(xiàn)階段我國在科技研發(fā)領(lǐng)域取得了十足的進(jìn)展，其被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)、產(chǎn)業(yè)部門。以交通為例，當(dāng)?shù)氐罔F作為一種現(xiàn)代社會公共交通工具，以其獨(dú)有的快捷、安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢特點(diǎn)被社會大眾所喜愛。本文就地鐵通信常用傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用，結(jié)合著實(shí)際發(fā)展需求，簡要表述以下看法和認(rèn)識。

一、地鐵車地?zé)o線通信技術(shù)

在新時期，我國城市地鐵軌道交通的建設(shè)又上升了一個臺階，發(fā)展到了一個新高度，在某些領(lǐng)域甚至處在世界領(lǐng)先水準(zhǔn)。關(guān)于地鐵車地?zé)o線通信技術(shù)，以西安市地鐵一號線和二號線為例，主要包括四個層面，分別是列車語音調(diào)度、列車運(yùn)行控制、列車乘客信息系統(tǒng)、車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中，列車運(yùn)行控制（Communication Based Train Control System ，簡稱CBTC）即通信列車控制技術(shù)，該技術(shù)是相對于傳統(tǒng)的城際軌道將電路控制類列車而言的，它們最大的不同，也是CBTC的優(yōu)勢所在，即運(yùn)行狀態(tài)上的差異。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)將無線通信技術(shù)完美的嵌入到了整個系統(tǒng)控制平臺內(nèi)部，最優(yōu)化地實(shí)現(xiàn)了列車與地面設(shè)備相互之間的通信狀態(tài)。

目前，從全國地鐵交通事業(yè)建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來看，包括西安在內(nèi)，地鐵CBTC業(yè)務(wù)主要是由TETRA網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)來承載，前者屬于一種專用的通信網(wǎng)絡(luò)，它在整個通信系統(tǒng)平臺內(nèi)的功用主要是負(fù)責(zé)提供語音調(diào)度，而后者則是一種達(dá)到世界水準(zhǔn)的成熟的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它在整個系統(tǒng)平臺內(nèi)的作用則是專門負(fù)責(zé)列車運(yùn)行控制操作及相關(guān)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理等。

本文在這里重點(diǎn)介紹的是西安一號交通地鐵線通信系統(tǒng)中的傳輸系統(tǒng)，前面提到的是四個總框架，而實(shí)際運(yùn)營中通信系統(tǒng)涉及的面就比較多，傳輸系統(tǒng)在整個框架內(nèi)，與無線通信系統(tǒng)、電源接地系統(tǒng)、時鐘同步系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、自動售票系統(tǒng)、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)以及乘客信息系統(tǒng)高度融為一體。傳輸系統(tǒng)在其中起到著不可或缺的作用。下面結(jié)合著移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的嵌入，結(jié)合著幾大通信應(yīng)用技術(shù)，重點(diǎn)圍繞著地鐵通信傳輸系統(tǒng)予以設(shè)計與分析。詳見下述圖1。

二、地鐵通信常用傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用分析

從現(xiàn)階段全國范圍內(nèi)來看，城市地鐵通信技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上取決于通信傳輸技術(shù)的研發(fā)和技術(shù)。包括西安市在內(nèi)，像在該領(lǐng)域比發(fā)展水平比較高，體系比較成熟的上海、北京、廣州和南京等城市，主要的傳輸技術(shù)應(yīng)用比較廣。包括有，多業(yè)務(wù)傳輸平臺，異步傳輸模式、準(zhǔn)同步數(shù)字系統(tǒng)、開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)等。其中，多業(yè)務(wù)傳輸平臺為千兆/萬兆以太網(wǎng)。

在實(shí)際實(shí)踐和應(yīng)用中，具體可根據(jù)地鐵通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求，或者是根據(jù)地鐵的業(yè)務(wù)拓展的需求，來采用上述提到的這幾種傳輸系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)（SDH 、SDH+ATM 、OTN 、MSTP）。多業(yè)務(wù)傳輸平臺是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種傳輸技術(shù)（MSTP），其技術(shù)的研發(fā)主要是建立在SDH基礎(chǔ)上來展開的，也可以看作是一種面向基礎(chǔ)電路連接的TDM技術(shù)。在此環(huán)節(jié)，它的功用是傳輸語音業(yè)務(wù)，同樣是系統(tǒng)內(nèi)部不可缺少的一個組成部分，業(yè)務(wù)平臺傳輸需求能夠得到滿足，很多程度上決定于傳輸語音業(yè)務(wù)這一子系統(tǒng)。此外，前面提到的異步傳輸技術(shù)，也同樣是建立在SDH技術(shù)基礎(chǔ)之上來展開的，異步傳輸技術(shù)包含了兩大核心功能，平臺依托于網(wǎng)絡(luò)寬帶，包括語音、文字、數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)傳輸，完全可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備接入、數(shù)據(jù)交叉、映射、傳輸?shù)燃苫δ苄б妗Ｔ诰唧w技術(shù)嵌入上，運(yùn)用到了通用成幀規(guī)程技術(shù)（Generic Framing Procedure）、虛容器級聯(lián)技術(shù)（Virtual Container）、鏈路容量調(diào)整技術(shù)（Link Capacity Adjustment Scheme）等。

除此之外，最新發(fā)展的一種彈性分組技術(shù)也逐漸被運(yùn)用，彈性分組技術(shù)（Media Access Control）是一種新的媒體訪問控制技術(shù)，也是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議機(jī)制，它的出現(xiàn)屬于一種創(chuàng)新技術(shù)，主要是為了優(yōu)化數(shù)據(jù)包的傳輸而提出的。彈性分組技術(shù)最大的優(yōu)勢就在于雙重優(yōu)越性。一，可以有效地支持環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部光纖線路斷開或者連接失敗之后，可以在第一時間實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)換，快速恢復(fù)，自動保護(hù)倒換的測試時間最快可達(dá) 50ms 。二，系統(tǒng)裝置操作簡單、傳輸高效、造價低廉，空間可復(fù)用，具備雙環(huán)工作和多點(diǎn)傳送的技術(shù)。

本文在這里結(jié)合著幾種傳輸技術(shù)的特點(diǎn)，來重新組合一種新的傳輸模式，重點(diǎn)將MSTP和RPR組合起來，在原有傳輸制式基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，以表現(xiàn)相對突出的MSTP和“ATM+SDH”為例，前者具有無阻塞或者非堵塞的功效，而后者則是無阻塞 + 非堵塞，倒換時間均低于 50ms，遠(yuǎn)優(yōu)于單一的TDM傳輸模式。但是，MSTP和“ATM+SDH”最大的一個缺陷就是無法直接提供數(shù)據(jù)接口，但TDM卻可以，因此，當(dāng)下唯一需要解決的就是增加相應(yīng)的通信和傳輸設(shè)備，來達(dá)到實(shí)現(xiàn)直接連接數(shù)據(jù)接口的理想效果。此外，在視頻接口端設(shè)置上，可外接視頻編解碼設(shè)備，這樣可以更好的支撐內(nèi)部各種壓縮方式，最終可充分帶動寬帶網(wǎng)絡(luò)，方便工作管理人員實(shí)時調(diào)整和優(yōu)化。第三項(xiàng)需要注意的是，在數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境自娛保護(hù)功能設(shè)置上，MSTP可與RPR優(yōu)劣互補(bǔ)，采用復(fù)用段、通道保護(hù)等多種自愈環(huán)技術(shù)，最終形成“雙纖環(huán)路路由保護(hù) + 系統(tǒng)故障后自動控制保護(hù)”雙重模式。

三、結(jié)語

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步，當(dāng)下很多城市都擁有了高速地鐵交通，并且大多都從單條線路運(yùn)營進(jìn)入到線網(wǎng)化運(yùn)營模式。綜上所述，雖然MSTP應(yīng)用比較普遍，且承載傳統(tǒng)TMD信息電路業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的功能也較強(qiáng)，但是在處理一些關(guān)鍵、復(fù)雜化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中，其能力還是比較有限，最大的問題就是不能動態(tài)的分配信道的寬帶。

最后提到的RPR傳輸技術(shù)，與前者功能特性進(jìn)行對比，在承載TMD業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及站內(nèi)視頻業(yè)務(wù)等多項(xiàng)功能管控層面，效果較強(qiáng)，但是它承載傳統(tǒng)TMD業(yè)務(wù)的能力相對較差。但是，本文在研究以及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)搭建設(shè)計過程中，充分利用了兩者的互補(bǔ)性，基于“SDH + ATM”通信傳輸系統(tǒng)予以延伸。

參 考 文 獻(xiàn)

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