通信传输系统在轨道交通中的应用

摘要：在城市轨道交通的通信系统中，传输系统是居于核心主导地位的系统。它不仅为公务、无线、电视监控、专用、广播和乘客信息等通信的其他子系统来提供数据、图像以及语音的传输渠道，而且也为列车的自动控制、电力监控、自动售检票以及设备和环境监控等系统来提供传输通道。本文主要比较了轨道交通的通信传输系统现有的应用状况和四种轨道交通通信传输的技术，并对未来轨道通信传输制式选择建设新线提出建议。

关键词：轨道交通；通信传输系统；技术

中图分类号：TE46 文献标识码：A

1通信传输系统概述与其在轨道交通中的重要性

1.1通信传输系统概述

通信系统的传输子系统作为城市轨道交通通信网络的重要组成部分和信息传输载体，主要用于承载数据、语音、图像等运营管理信息。数据类信息主要包括通信系统各子系统的监控信息、时钟及网络同步信号、列车自动监控(ATS)信息、门禁系统(ACS)信息、自动售检票系统(AFC)信息、计算机网络系统(EMIS)信息、电力监控系统(SCADA)信息、火灾报警系统(FAS)信息、环控信号(BAS)信息、综合监控信息、乘客信息显示系统(PIDS)信息等，语音类信息主要包括有线调度信息、无线调度信息、公务电话信息、站间行车电话信息、广播音频信息等，图像类信息主要包括视频监控信息、视频会议信息、乘客信息显示系统车载视频监视信息。

随着通信技术的不断发展，传统的TDM(timedivision multiplex)业务逐渐被IP(Intemet protocol)数据业务取代，语音信息向数字化方向发展。同时，随着人们对视频图像的要求越来越高，标清视频、高清视频技术得到快速发展，传统的模拟视频监控系统逐渐被数字视频监控系统取代，城市轨道交通通信网络也呈现数字化、IP化的发展趋势。通信业务的数字化，对通信网络提出了更高的要求，需要传输系统具有更强大、更灵活的数据处理能力，对传输带宽的要求更为迫切。

1.2轨道交通中通信传输系统的重要性

传输系统是轨道交通通信中最为重要的一个子系统。它作为独立完整轨道交通内部通信网，主要用于指挥列车运行、公务联络以及传递各种信息和进行运营管理等，并有机地联系轨道交通的各个部门，从而实现自动化的行车调度和列车运行，统一指挥运输，是提高各部门运行效率的有效手段及必备工具。

现今轨道交通通信传输的系统主要承载的业务包括:专用电话、公务电话和无线电话、电视监控系统、旅客和广播显示系统、计算机网络、自动售检票、时钟、楼宇自控、消防报警、综合布线、电源及接地、办公自动化、电力监控等系统。

2通信传输系统的种类比较和应用状况

从轨道业务的特点出发来看，比较适合轨道的各种业务传输的技术主要有开放式传输系统网络，基于同步数字序列的多业务传输型平台，弹性分组环技术和异步传输模式。

2.1开放式传输系统网络

开放式传输网络是西门子公司发明的一种开放式网络，具有灵活并支持多协议的特点。此系统网络本质上是基于时分复用体制的复用技术，因而也是具有时隙的概念，每路信号都具有固定时间的比特位组，通过位置对信道标志，并完全保证业务服务质量。但是两者有着根本区别是开放式传输网络系统的帧结构。开放式传输网络系统的特点主要有：此网络系统真正实现了传输接入一体化，语音图像和数据的一体化，窄宽带的一体化；这一网络系统按需分配带宽，加上带宽的粒度细，从而提高了网络资源的实际利用率；分布式的网络，灵活组网，扩容和升级较为方便；具有如宽带音频接口等各种丰富的接口；各种应用无需接入其他设备，直接接入开放式传输网络系统即可；支持多点广播，并带有语音和图像的信号；自愈能力强，具有可靠性；具有数字图像的压缩技术来提高监控图像的清晰度；有对独立的端口可以直接管理的集成管理系统；可自由混合所有的应用；其他种类信号的传输不会受到其中一种信号传输的影响；此网络系统有着较低的开销。同时开放式传输网络系统的成本较高，技术封闭，不开放的接口以及供货独家等缺点，而且在日后的国产化方面也存在这一些问题。

2.2基于同步数字序列的多业务传输型平台

此技术发展较快，问世以来已发展到三代，有着同步数字序列的所有优点，配合接入技术，较好的满足承载业务的要求，这种技术具有以下特点：

兼容网络体系中的准同步的数字序列，对各种物理接口都有支持；对网络结构的简化，对多协议支持性处理；对以二层汇聚和二层交换以及太网业务透传的支持，对以太网业务实现宽带共享，还具有统计复用、环路保护及宽带管理的功能；对VP-Ring 的保护支持，与同步数字序列通道保护及复用段的保护可以实现协同处理；具有自愈保护及恢复功能，传输有着高可靠性，同步数字序列的各种保护特性都被继承，实现通道保护恢复的时间要小于50ms，硬件的冗余和工作时间达到99.99%（这是提高服务质量的最重要因素）；具有多种扩容和平滑升级的能力，并结合波分复用技术，从而满足用户对宽带更大的要求；支持弹性分组环、MPLS（多协议的标志交换）等各种性技术应用；多网元功能的高度集成，实现宽带有效的按需分配和管理。

随着技术的发展，基于同步数字序列的多业务传输型平台技术在网络应用中更具优势，可实现轨道交通的通信网络系统及业务的一体化和综合化，这样就简化了复杂的网络层次，提高使用宽带的效率，降低轨道通信的运营成本。

2.3同步数字序列+异步传输模式

传统的同步数字序列传输技术对业务服务质量能够完全保证，对其他业务也有固定信道，不需复杂的协议进行控制，尤其对实时业务传输特别适合。轨道交通中需传输承载的业务，比如公务电话、广播宽带音频、无线音频、时钟信息、广播控制数据、闭路电视控制数据、无线监控数据、电源监控数据、闭路电视监控数据等，绝大部分都是对服务质量有100%保证的实时性较强的业务。

同步数字序列和异步传输技术结合，可以较好地摒除单独同步数字序列技术或者异步传输技术使用的不足，结合其两者的优势，提高地铁、轻轨中实时业务的服务质量，这一结合的优势是技术的开放成熟，而且有较高的标准化，这样使得网络有着灵活的组网和强大网络管理以及较高的升级扩容能力。但是这样结合技术也有缺点，这就是两套网络的使用使得网络管理不统一，投资较高，维护和管理及运营的成本较高，而且异步传输技术较大开销，效率却低。

2.4弹性分组环技术

弹性分组环技术的提出是为数据包的传输的优化，其有着如下的优点：弹性分组环技术可以按照用户需求来分配所需宽带，利用支持统计复用技术和空间复用技术来提高宽带的使用率；优化数据业务，有着对IP 突发特性的有效支持；提供不同等级服务和业务的环保护功能，保障数据业务的实时性要求。

弹性分组环技术有着视频监控的系统，并保持用着太网帧格式的用户数据，并简化分组到时分复用的映射过程，根据服务质量进行严格的用户分组等级分类。利用严格的抖动及延时保障机制，保障画面流畅和图像清晰，从而达到轨道交通监控对图像的要求，是在轨道交通系统中视频业务传输难点提供较好的承载。同样的，弹性分组环技术也存在着问题和不足，需要其他技术的支持。

结语

综上所述，在轨道交通通信传输系统的未来发展情况仍需多种传输技术共同作用。前三种传输技术已经有了较成功的应用，而弹性分组环技术也在不断完善。因而，只要同轨道交通通信传输技术有着相符合的发展方向，以上所述的技术都可在选择应用，这也利于降低成本。轨道交通通信传输在网制选择上可以使独立组网，也可多种制式组成的混合组网，这些的选择应该依据具体的情况和路线以及当时技术的发展情况确定。

参考文献

[1] 李勤超. 城市轨道交通通信传输系统应用[J].都市快轨交通，2012（4）.

[2] 卢滢. 轨道交通专用通信传输系统研究[J].铁路通信信号工程技术， 2011（8）.