浅谈城轨通信中信息传输系统的模式
时间：2022-05-20 06:40:23
摘要：下文主要根据作者近年来的工作实践经验，就对地铁通信的了解和对传输系统常出现的问题，进行了简单的概述分析。而地铁作为一种高效便捷的城市新型交通方式 ，对已建成城市正对人群的顺利出行发挥着极大的作用。因此，地铁交通方式正日益引起人们的高度关注，要保证地铁的高效建设以及良好运行，对于地铁的研究是必不可少的。
中图分类号：E965 文献标识码：A 文章编号：
1．前言
跨入新的世纪，经济科技不断发展，国民生活水平也不断提升，由于城市人口急剧增加，使得我国交通拥堵状况成为了国家不可忽视的重大问题。人口的急剧增加，出行的需求提高，对城市交通造成了极大的负担 ，城市急需一种有效的交通运输方式来改变目前的交通现状。而地铁的出现，恰好解决了人们大量出行时对交通工具的需求。然而 ，地铁的建设是一项极其复杂的工作 ，要想保证地铁建设的顺利开展以及地铁建成以后的良好运行就必须加强对于地铁建设的研究。
2．现状分析
地铁作为一种新型的城市交通运输工具，在我国的运行时间并不长。随着城市生活的质量提高，对交通运输的要求也提高，在先进的信息通信技术和科学技术的支持下，地铁具有非常广阔的发展和运用空间，因而对于地铁数据传输通信技术方案的研究也越来越重要。信息的传输需要能量，电子电路的种类依据能量的不同可分为两类：模拟电路和数字电路。模拟信号是指在时间和幅度变化上都是连续的信号，数字信号是指时间和幅度变化上都是离散的信号。通信网是由传输网络、交换设备和用户终端设备组成。他提供多种通信业务要求，并具有网络管理和维护功能。有线传输方式由架空明线、对称、同轴电缆和光缆等，目前我国通信网中，有线信道占据主要地位。从网络功能和性质来看，通信网是以电话为主的模拟网、数据模拟网、数据数字网的顺序来发展的，按地域分有LAN，城域网，WAN，以及全球互通的INTERNET网。现在的网络承载着语音、数据、视频等多种业务，依托于光传输系统实现区域覆盖。随着现代技术的不断发展，公众对地铁通信传输技术的要求越来越高，在安全意识逐渐提高的前提下，强化信息传输通信系统的认知是现代地铁通信技术需要加强的技术研究。现代地铁运营对于通信传输系统的建设有了更高的要求，对于信息的传递速度和稳定性提出了新的要求。
3．相关问题分析
地铁是目前城市交通运行中一种较为高速便捷的运输方式 ，它不仅运输量大、安全舒适 ，还能够有效的降低能耗 ，减轻交通污染。而地铁通信系统作为地铁运行中的一个重要组成部分，在连接地铁运行的各个环节中发挥着不可替代的作用。地铁传输系统作为地铁通信系统的一个子系统，对于地铁通信系统作用的正常发挥是必不可少的。因此，对于地铁传输系统的研究是尤为必要的。本文接下来就通过对地铁传输系统的一些相关问题的分析 ，简单介绍一下目前我国地铁传输系统的现状。
地铁传输系统作为地铁通信系统的一个必不可少的环节 ，在地铁通信中构成了一个庞大的通信传输网络 ，对于地铁的正常运行起着极大的作用。它主要是为地铁通信传送一些快速、精确、可靠的信息 ，以满足地铁通信对于图像、文字、语言、数据等相关信息的需求。地铁通信过程中的许多环节都需要用到传输系统 ，比如地铁内的无线通信、有线电话、闭路电视、地铁时钟以及其他同步系统等 ，均需要传输系统信息的提供。由于地铁通信系统对于信息来源的可靠性以及信息传递的及时有效性要求非常高 ，传输系统需要具备的条件非常之多。
首先地铁传输系统必须有光纤数字设备作为信息传送的支撑，同时使用通道自愈的环网结构 ，以满足通信系统对于主备用通道信息传递的 50m/s 的要求 ，提高信息传递的可靠性。其次 ，地铁传输系统还必须具备各种接口 ，能够接入不同网络设备 ，及时接受传递相关信息。再者 ，地铁传输系统在建设伊始就已经确定了系统用户的种类以及用户数量 ，这两者一般不会再有太大的变更。除此之外 ，一个完善的地铁传输系统还必须同时满足实时业务以及非实时业务的工作需求。
就我国已经建成地铁交通的城市地铁运行状况来看 ，地铁传输系统的传统运输方式已经难以满足现代地铁交通的需求。目前 ，我国现有的地铁传输系统多是由光纤传输、无线集群通信、泄漏电缆传输、路站监控、程控电话等子系统以及中继器构成 ，它们共同作用在地铁的信息传输中发挥着作用。拿无线系统的数据传输通信过程为例 ：首先是调度员发出信息 ，经由控制中心及无线移动传递信号到集群基站 ，再由基站将信息通过电缆传送给各车站中继器 ，随后中继器把信号放大 ，再反馈给泄漏电缆 ，最终由相关人员接收信息。这样的传输方式只能满足工作人员信息的互相传递 ，无法满足公众的需求。因此 ，必须加强改进原有技术、不断探索新技术 ，以满足现代地铁通信系统对于信息传输系统的日益提升的需求。
4．相关传输方案
当今时代 ，人们对于地铁建设提出了越来越高的要求 ，地铁通信传输系统面临着技术改革的局面。因此 ，必须对现有的通信传输方式做一定的了解 ，以便于针对这些传输方案存在的优势及不足 ，对以后的传输方案做出优化的设计。接下来本文就分别介绍一下目前地铁传输系统应用的几个方案。
4．1OTN——开放式的传输网络
OTN 是针对专网研发设计的一种信息传输方案 ，它更适合在那些业务种类比较齐全但是数量较少的专用地铁网络中使用。这种传输网络还能够有效地满足用户开发专用电路接口的需求 ，但是 ，它的功能决定了它不能有效地实现联网。为此 ，西门子公司又研发出了一种基于 SDH 的互联标准接口 ，即 E1、E3 和 STM-1接口 ，这样以来就大大的满足了互联的需求。OTN 传输网络又进一步采用了复用方式将电信号调整为光信号 ，这样就可以对 TDM发出的信息做出良好的反应。但是 ，这种复用方式具有极高的光信号收发板需求。除此之外 ，OTN 网络节点的互联是通过光纤链路来实现的 ，这种光纤链路组成相互反向循环的一个环路 ，将各种节点都包含在内。这两个反方向的循环线路组成一个相互补充的工作模式 ，一旦其中之一损坏 ，另一个就可以及时地维持工作 ，从而达到环路功能自愈的效果（如图1和图2）。但是 ，这种系统的完善必须通过节点的叠加来实现 ，这就产生了极高的成本造价。南京地铁目前的通信传输系统就是选用的西门子OTN设备。
图1活动环路故障
图 2节点间电缆开路
4．2SDH——综合业务的传输方案
SDH 是在上个世纪的 90 年代初实现商用的一种同步数字传输模式 ，这种模式安全可靠、可行性高 ，能够满足通用的需求 ，目前广泛应用于高铁、铁路以及电力、石油工程等方面 ，是现代的电信传输网络基础。SDH 采用了全球统一的接口 ，能够保证各种设备的兼容 ，可以在整个过程中实现协调工作。这种传输方式还具备了网路自愈的功能 ，能够有效地提高网络资源使用效率。但是 ，SDH 支持的方式是一种简单的点到多点之间的电路交换的方式 ，在网络开始启动后就要建立固定的传输链路 ，宽带利用率依旧是处于较低的水平。而且 ，这种传输方式也没有为宽带广播以及视频传输等安装直接的接口 ，在使用的时候必须同时配合其他的许多设备来使用 ，比较难以管理。
4．3ATM——异步传输的模式
ATM 作为一种异步传输模式 ，是为宽带综合业务的数字网络传播而设的标准信息传输方式。这种传输方式具有统一的全球网络节点 ，能够实现不同设备的兼容及联通 ，而且能够实现对宽带的动态分配 ，从而提高了网络利用率。除此之外 ，ATM 使用了异步的时分复用传输方式 ，还能够支持多业务及多媒体的应用 ，尤其利于图像的传输 ，具备高端的网络管理效能。但是 ，ATM 系统的自愈环在倒换时间的时候比较难以控制 ，很难通过路由器实现对于网络的迂回保护。与此同时 ，ATM 管网需要不断地重新计算起终点的路由通道 ，根本无法实现 50m/s 的通信要求。
4．4RPR——弹性分组环的传输技术
RPR 是一种新型的传输模式 ，它以 IP 业务为基础 ，技术先进 ，而且能够有效地实现互联 ，其网络管理可靠、可行 ，并且能够支持传统的业务。这种传输模式对地铁所涉及的视频、语音以及各种数据等 ，都能够提供很好的网络组合方案。RPR 采用的是环状的拓扑结构 ，结构简单 ，但是能够涵盖所有的节点、实现节点的顺利交换。它还使用了最优化的时钟信号方式 ，能够随时保持与网络的同步。但是 ，目前 RPR 研发还存在着厂家之间兼容互通的一些问题，没能够实现国产化，这样以来它的造价就相当高了。
5．传输模式的比较分析
通过对以上几种传输方式的分析 ，可以说 ，目前我国的地铁通信建设还没能找到一个切实有效的信息传输方式。OTN 以及RPR 的造价都相当高 ，而且 OTN 还只能应用于专网的信息传输 ，这样以来 ，这两种传输模式都无法在短时期内实现有效的应用。而 SDH 又是为固定的宽带分配而设置的 ，不能良好地应对现代复杂的业务需求 ，如果想要应用也必须先对其进行一定的改革。再说 ATM，这种传输模式不能够有效地满足通信信息传递的速度需求 ，而且还需要多种网络的重复建设 ，造价也是非常高的。
由此可见 ，目前比较适用的便是新兴的 RPR 传输模式。但是 ，地铁设施作为一个原本就造价昂贵的交通设备 ，对于其建设已经不是普通的城市能够负荷的 ，它只能在某些大型城市实现。PRP价格之高 ，更是使得目前各个想要建设地铁交通的城市望而却步。所以 ，作为一个交通效果良好将来一定会大范围建设的地铁设施来讲 ，降低目前适用的信息传输设备的造价是一项非常紧急的任务。各个相关研究部门必须不断地研发新技术 ，以便于城市人群能够早天摆脱拥挤的交通状况。
6．总结
综上所述，城轨交通作为一种新兴的城市交通方式 ，替代了人们原有的出行工具，满足了出行需求。截至2011年，我国已有北京、上海、天津、广州、南京、沈阳、大连、长春、武汉、重庆、佛山、深圳和成都等13个城市开通城市轨道交通运营线路51条，总运营里程1469公里。 “ 十二五 ”期间计划再建2500公里左右，总投资约为1.2万亿元。预计至2020年末，累计投运里程将达到7000公里左右。因此 ，相关人员必须加大地铁技术的研发，使我国更多的城市居民能够享受到地铁带来的便利。而作为地铁建设最为重要的一个部分的通信系统，更是一项迫在眉睫的任务。所以，必须加快对地铁通信系统的完善，必须将这些问题切实地解决好，才能够把信息传输系统的功能作用发挥到最大，更好的服务于地铁建设。
