地鐵通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)選擇

陳 華

（中鐵通信信號勘測設計院有限公司，北京 100000）

1 地鐵通信傳輸?shù)奶攸c分析

當前，為滿足地鐵通信傳輸系統(tǒng)的通信要求，在系統(tǒng)內(nèi)多采用的是光纖數(shù)字傳輸設備，這種設備具有功能優(yōu)勢，通過這些設備、相關(guān)技術(shù)的應用，能夠在整個地鐵網(wǎng)絡中構(gòu)建通道自愈環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，進而在該結(jié)構(gòu)中完成相應的信息傳輸與交換，但是，該種通信傳輸系統(tǒng)對接口數(shù)量、種類有著較高的要求。從當前地鐵通信傳輸系統(tǒng)的應用形式來看，主要包含了實時與非實時2 種，隨著技術(shù)的日益進步，在未來，地鐵通信傳輸系統(tǒng)將承擔更為艱巨的任務與功能。

2 我國地鐵通信傳輸系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國很多城市的規(guī)劃建設中地鐵工程都是重點。由于地鐵的特殊性，其多采用的是地下室隧道鋪設技術(shù)，鋼筋混凝土是主要的施工材料，由于鋼筋混凝土性質(zhì)的特殊性，其在地鐵工程中的應用可能會對電磁波起到一定的阻隔與吸收作用，進而影響整個地鐵系統(tǒng)中的信號接收與傳輸。而地鐵運行又對通信傳輸系統(tǒng)有著較大的依賴性，為保證地鐵系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行，在地鐵工程建設的過程中，需對通信傳輸技術(shù)進行科學地選擇與應用，保證通信傳輸系統(tǒng)具有較高的可靠性。

在當前各個城市的地鐵系統(tǒng)中，地鐵通信傳輸系統(tǒng)具有明顯的層次性，具體體現(xiàn)在3 個方面。1）運行數(shù)據(jù)方面。在地鐵運營的過程中，各類通信數(shù)據(jù)須始終保持同步性，只有這樣才能夠使地鐵始終保持正確的運行方向，提高地鐵運營的安全性，即使在地鐵出現(xiàn)運營方面的安全事故以后，通信傳輸系統(tǒng)也能夠及時啟動應急預案，最大程度地減小損失[1]。2）內(nèi)部人員方面。在地鐵運營的過程中，涉及了不同部門的地鐵運營管理人員，這些人員之間需加強配合與協(xié)調(diào)，這樣才能夠充分解決地鐵運營中的各種問題。不同類型的運營管理人員都將承擔相應的管理職責。3）通信傳輸方面。在地鐵通信傳輸系統(tǒng)內(nèi)，通信傳輸技術(shù)的使用頻率較高、應用范圍較廣，通過通信傳輸系統(tǒng)能夠進行各種控制與運營指令的層層傳輸，及時傳達相應的地鐵故障、行駛信息，對乘客進出站、乘車等起到了重要的引導作用。由于地鐵運營環(huán)境的特殊性，為達到實時、高效通信的目的，很多地鐵工程建設中都采用了各種先進的通信傳輸技術(shù)，發(fā)揮通信在地鐵控制與管理、引導方面的重要作用。

3 地鐵通信傳輸系統(tǒng)應用技術(shù)

3.1 開放式傳輸技術(shù)

開放式傳輸網(wǎng)絡的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在其可以支持多種協(xié)議。地鐵通信傳輸系統(tǒng)接口卡的設計能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)業(yè)務的標準化運行，比如系統(tǒng)數(shù)據(jù)、語音等，能夠通過整個通信傳輸系統(tǒng)中的各個節(jié)點機實現(xiàn)一體化的管理與控制[2]。在開放式傳輸網(wǎng)絡發(fā)展的最初階段主要采用的是專網(wǎng)開發(fā)形式，這種技術(shù)的應用使得其在地鐵通信傳輸系統(tǒng)中，能夠以各種網(wǎng)絡傳輸協(xié)議為基礎，進而實現(xiàn)各種用戶接口的統(tǒng)一整合與管理，保證地鐵通信傳輸系統(tǒng)的高效運營。相比而言，開放式傳輸技術(shù)的應用范圍較廣，在各類設備接入方面都有著良好的適用性，在后期的維護管理方面相對便捷，網(wǎng)管覆蓋面積相對較大，能夠?qū)崿F(xiàn)組網(wǎng)的優(yōu)化，其應用結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 開放式傳輸網(wǎng)絡

但是，開放式傳輸技術(shù)的實際應用過程中，同樣存在著一定的技術(shù)局限性，比如設備的互通性相對較差，接口數(shù)量有限[3]。如果采用開放式傳輸網(wǎng)絡設備，在設備的維護與更新方面，一些特殊的維護與更新工作往往需要由原廠家的專業(yè)人員來完成，且與其他線網(wǎng)傳輸設備之間的業(yè)務互通較難通過傳輸系統(tǒng)線路級接口實現(xiàn)。

3.2 同步數(shù)字傳輸技術(shù)

同步數(shù)字傳輸技術(shù)同樣是地鐵通信傳輸系統(tǒng)中最為常用的一種技術(shù)。通常情況下，在存在網(wǎng)絡運行風險、設備結(jié)構(gòu)相對復雜的情況下，這種通信傳輸技術(shù)更為適用。由于傳統(tǒng)的通信傳輸技術(shù)主要是光纖傳輸技術(shù)，而同步數(shù)字傳輸技術(shù)下具備信息交叉連接、傳輸?shù)男鹿δ?，再加上自身具有標準網(wǎng)絡節(jié)點接口結(jié)構(gòu)設計，這種特殊的結(jié)構(gòu)設計使得其在同步數(shù)字傳輸技術(shù)下的地鐵通信傳輸系統(tǒng)內(nèi)，不同的傳輸設備之間具有良好的兼容性，能夠最終形成網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)[4]。此外，同步數(shù)字傳輸技術(shù)下，相關(guān)設備設施的配置、結(jié)構(gòu)等都較為簡單，能夠采用多種結(jié)構(gòu)的組合形式，從而達到橫向、豎向數(shù)據(jù)流接入的效果。應用這種技術(shù)所構(gòu)建的通信傳輸系統(tǒng)，能夠降低和減小通信傳輸中的各種風險，為地鐵安全運營提供基礎保障。

同步數(shù)字傳輸技術(shù)具有多方面的技術(shù)優(yōu)勢，但也同樣存在著一定的技術(shù)局限性，而這些技術(shù)局限影響了地鐵通信傳輸在地鐵運營方面的業(yè)務靈活性。首先，同步數(shù)字傳輸技術(shù)條件下的接口數(shù)量有限，要滿足地鐵通信傳輸系統(tǒng)的接口數(shù)量需求，往往需要額外使用接入設備，比如，在同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，缺乏網(wǎng)絡與視頻類接口，在這種情況下需要另外使用路由等裝置。其次，在同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)下，只能夠達到點對點的通信傳輸需求，當通信通道較多時，這種同步數(shù)字傳輸技術(shù)并不適用。最后，不具備動態(tài)分配處理的功能，用戶無法通過該系統(tǒng)來獲得更加靈活的數(shù)據(jù)通信。

3.3 多業(yè)務傳送技術(shù)

多業(yè)務傳送技術(shù)是信息時代的產(chǎn)物，其在具體的應用過程中，需要構(gòu)建多業(yè)務傳送平臺，以此來開展相應的信息傳輸服務。具體來說，局域網(wǎng)技術(shù)、地鐵業(yè)務的IP 化發(fā)展是多業(yè)務傳輸技術(shù)出現(xiàn)和發(fā)展的基礎，通過這種技術(shù)的應用，使地鐵通信傳輸系統(tǒng)內(nèi)可以融合各種圖、文、像、聲等數(shù)據(jù)。從根本上看，多業(yè)務傳送模式下的地鐵通信傳輸系統(tǒng)具有更好的兼容性、更大的信息容量，在地鐵運營的過程中，不同業(yè)務之間能夠?qū)崿F(xiàn)良好的銜接與交流[5]。如果采用的是多業(yè)務傳送技術(shù)下的通信傳輸系統(tǒng)，能夠使地鐵通信傳輸系統(tǒng)具有更好的功能效益、實用價值。此外，多業(yè)務傳送技術(shù)的突出優(yōu)勢主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的運行過程中，具備支持不同業(yè)務的擴展功能，使系統(tǒng)能夠根據(jù)地鐵通信的要求，進行網(wǎng)絡寬帶的科學分配與調(diào)整，保證地鐵通信目標的實現(xiàn)。多業(yè)務傳送技術(shù)下，通信傳輸可以與信息管理保持同步性，這種特征使得在系統(tǒng)的運行過程中，后臺管理人員能夠及時通過對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的收集與處理，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的潛在威脅，達到故障預警的作用。與其他通信傳輸技術(shù)不同，多業(yè)務傳送技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)點到點、多點到多點的傳輸業(yè)務整合，其覆蓋面更廣。

多業(yè)務傳送技術(shù)屬于一種融合型的通信傳輸技術(shù)，在很多地鐵工程中應用非常廣泛，但是由于其對于多點交換的通信傳輸?shù)闹С帜芰^弱，大帶寬的產(chǎn)品缺乏，在當前的地鐵傳輸系統(tǒng)建設中受到一定的限制。

3.4 分組傳送技術(shù)

分組傳送網(wǎng)是順應IP業(yè)務流量高速增長而出現(xiàn)的一項技術(shù)，支持多種基于分組交換業(yè)務的雙向點對點連接通道，具有適合的各種粗細顆粒業(yè)務、端到端的組網(wǎng)能力，提供了更加適用于IP 業(yè)務特性的“柔性”傳輸管道。點對點連接通道的保護切換可以在50 ms 內(nèi)完成，可以實現(xiàn)傳輸級別的業(yè)務保護和恢復。繼承了SDH 技術(shù)的操作、管理和維護機制，具有點對點連接的完整OAM，保證網(wǎng)絡具備保護切換、錯誤檢測和通道監(jiān)控能力。完成了與IP/MPLS 多種方式的互連互通，無縫承載核心IP 業(yè)務。網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立和設置，實現(xiàn)了業(yè)務QoS 的區(qū)分和保證，靈活提供SLA 等特點。

3.5 基于IP的傳送網(wǎng)

基于靈活IP 通信的設計理念，以傳統(tǒng)的路由器架構(gòu)為基礎，增強OAM 機制，業(yè)務保護機制以及分組時鐘傳輸能力，采用動態(tài)控制平面的自動路由機制進行業(yè)務轉(zhuǎn)發(fā)。以路由器架構(gòu)為基礎的硬件結(jié)構(gòu)具備豐富的三層路由能力，更好地支持多業(yè)務承載和適應IP 業(yè)務，具備IP 業(yè)務的三層交換能力，通過相應的協(xié)議，可以實現(xiàn)業(yè)務間的隔離。目前在城市軌道交通中應用較少，但其理念與目前地鐵領域的業(yè)務IP 化發(fā)展趨勢是相吻合的。

4 結(jié)語

近年來，隨著地鐵工程建設項目的增多，在地鐵運營過程中需發(fā)揮通信傳輸系統(tǒng)的控制、傳輸作用。地鐵通信傳輸系統(tǒng)需具有完整的功能，才能夠充分接收、傳輸各種信息，保障地鐵的安全、高效運營。通信傳輸技術(shù)的選擇是地鐵通信傳輸系統(tǒng)構(gòu)建的關(guān)鍵，相關(guān)人員需結(jié)合業(yè)務演變的方向和通信傳輸?shù)囊?，保證技術(shù)選擇與應用的合理性。