对轨道交通通信传输系统的分析

【前言】对轨道交通通信传输系统的分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。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...

摘 要:分析城市轨道交通通信传输系统的功能需求和定位，以及通信网络数字化趋势下传输系统承载业务接口的发展趋势。简要介绍传统的OTN(开发式传输网络)技术、MSTP(多业务传输平台)技术，重点阐述以PTN(分组传输网络)技术作为城市轨道交通通信传输系统应用的可行性及优势，展望PTN技术在地铁中的应用前景。

关键词:轨道交通;通信;传输系统;分组传输网络

Abstract: Analysis of urban rail transport and communications transmission system functional requirements and positioning, as well as the trend of the communications network digital transmission system bearer service interface development trends. Brief introduction to the traditional OTN (the development of transmission network) technology, MSTP (Multi-Service Transport Platform) technology, focusing on the PTN (packet transmission network) technology as the feasibility and advantages of the urban rail transport and communications transmission systems applications, and looking forward to the PTN technology application prospects in the subway.

Keywords: rail transport; communication; transmission system; packet transmission network

中图分类号： U213 文献标识码： A 文章编号：

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。

2传输系统需求分析

2．1基本性能需求

基于城市轨道交通运营的实际情况，通信系统的传输子系统必须具有可靠性、可维护性、可扩展性以及防潮、防尘、防震等性能。

可靠性主要体现在适应连续24 h不间断运行的要求，平均无故障时间(MTBF)应达到行业先进水平并具有系统冗余保护。

可维护性主要体现在有适当的测试点、故障隔离和故障诊断功能，并尽量能减少维护成本和人工成本。

传输系统设备应具有扩展性，以满足远期地铁线路站点的增加，并且设备节点的增加不影响现有设备的运行，软件设置尽量保持不变。

传输系统具有防潮、防尘、防震性能，主要考虑到设备用房的特殊位置和设备调试时温度、湿度、粉尘等不利的环境因素。

2．2功能需求

2．2．1多业务接口

目前，城市轨道交通的传输系统与其他系统的接口类型主要有E1中继接口、以太接口(GE、FE)、视频接口、音频接口、RS422等。随着新技术的发展和应用，IP类以太接口将成为主流接口，但考虑到各城市的用户习惯和偏好，以及与既有设备的兼容性，在一段时间内将继续存在多业务接口的现象。系统接口类型和发展趋势见表1。

表1系统接口类型和发展趋势

2．2．2系统保护

通信传输系统在城市轨道交通运营中十分重要，必须具有系统保护功能。虽然各生产商的设计思路和采用的保护机制可能不同，但终归必须具有线路保护和核心板卡冗余保护两个方面。线路保护主要指必须具备主、备两个光纤环路，当其中一条光路某点出现故障时，设备会重新形成链路;当某一设备出现故障时，除故障节点设备外的其他设备能重新形成链路，确保业务不中断。核心板卡保护主要针对电源板、控制板、处理板等板块，可以设置1∶1/n的或者1+1的保护，并保证业务不中断，同时保证系统保护倒换的时间不大于50 ms。

2．2．3灵活组网

由于城市轨道交通控制中心、线内车站、车场、车辆段等的地点可能比较分散，线网内部分系统存在联络需求的情况，因此要求传输系统的组网方式必须灵活。地铁传输系统主要采用环形组网方式，环间采用相交环或者相切环来实现互联，也可以采用环行网与链性结合的方式实现线内设备与线网内个别远距离设备的链接。

2．2．4网络管理

网络管理功能主要体现在故障自诊断、系统性能管理、配置管理、安全管理等。故障自诊断包括故障定位、故障分析、故障记录等要求;性能管理指自动调整系统异常，设置和显示性能监控门限，存储系统性能数据，实时监控系统运行状况;配置管理包括对本地及远端设备进行参数设置、状态查询，最好能在不中断业务的情况下实现远程装载、配置改变;安全管理主要包括对用户的监控管理，用户的创建、删除、授权，用户的操作和登录鉴权、日志管理等。

2．3承载业务QoS需求和带宽需求

通信传输系统承载的业务主要包括语音、数据、视频三大类，传输系统只有满足其QoS(quality of service)需求，才能保证业务的正常传送。语音业务对延时、抖动非常敏感，需要在传输通道中设置最高的优先级;IP数据业务和IP视频业务都有流量突发的特性，但前者对延时、抖动、丢包不敏感，而后者对延时和抖动非常敏感。所以，传输设备的延时、抖动、漂移、误码率等指标都必须达到系统要求。在设计传输系统总带宽和设备选型时，也要考虑带宽和传输容量的问题(见图2)。

表2传输系统带宽需求

需要说明的是，表2中的N代表单线站点的个数，考虑到各系统的潜在需求和远期规划，给每个系统的带宽都赋予了足够的富余。根据表2所列，业务数字化趋势下要求城市轨道交通传输系统的最大传输容量大约为3．6 Gbit/s，建议实际中考虑采用10 Gbit/s的设备。

3两种传统的传输系统

就目前国内城市轨道交通通信传输系统而言，绝大部分使用的是OTN(open transmission network，开放式传输网络)技术和基于SDH(synchronous digitalhierarchy，同步数字体系)的MSTP(multi-service tran-smission platform，多业务传输平台)技术。

3．1 OTN开放式传输系统

OTN技术仍然采用时分复用技术，属于同步传输体系，但其帧结构与传统的SDH不同。OTN设备拥有多种符合国际标准的业务接口，具有较强的业务接入能力，由于业务的传输和接入设备融为一体，使系统得以简化。提供的接口类型有RS232/RS422/RS485、2W/4W、E/M、2B+D、30B+D、E1、100 MB/10 000 MB/1 000 MB以太网、视频及宽带广播(150 kHz)等。