浅谈轨道交通通信系统中的传输系统

【摘要】下文主要结合笔者多年的工作实践经验，以城市轨道系统为着眼点，抓住其主要特点，解析了城市轨道交通在通信过程中传输系统的技术，希望为城市轨道交通通信的发展提供一些思路和建议。

【关键词】概述；功能分析；传输技术；轨道交通

中图分类号： U45 文献标识码： A 文章编号：

引言

伴随着我国现代化经济与科技的不断发展与进步，我国的城市轨道交通在人们的出行中占据着重要作用。然而城市轨道交通通信系统是一个庞大的系统性工程，它直接为轨道的运营管理服务，是轨道交通的信息传递器和神经系统。作为城市轨道交通的一个综合性系统结构，主要由以下几个方面组成：传输系统、电话系统、视频系统、广播系统等。本论文主要对传输系统做深入剖析。轨道交通通信系统主要完成三个方面的任务：一是【确保】（必须保证）轨道交通指挥和调度有效进行；二是为广大旅客传输各种信息服务；三是维护设备和运营管理的服务。通过这三种任务和能力的完成，才能确保整个轨道交通通信系统的正常运转。

【通信系统包括专用通信系统、公安通信系统和民用通信系统三部分。】

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。

传输的运营管理信息包括语音、数据及图像三类，各类信息的内容如下：

语音信息：专用无线系统、公务电话、专用电话、站间电话、宽带广播；

数据信息：通信系统各子系统的监控信息、时钟及网络同步信号、列车控制（ATS）信息、综合监控系统（ISCS）信息（含机电设备监控（BAS）、电力监控系统( SCADA)信息）、火灾报警系统( FAS)信息、自动售检票（AFC）信息、门禁系统( ACS)、计算机网络( EMIS)信息等；

图像信息：CCTV视频监控信息，乘客信息系统，视频会议

随着通信技术的不断发展，传统的 TDM ( time division multiplex) 业务逐渐被 IP( Internet 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。

2、通信传输系统的功能分析

作为整个城市轨道交通通信系统的“神经”，各种信息都会通过这个“神经”系统的传输。在日常工作中，各种调度信息、电话语音信息、视频信息、自动检票信息等数据的传递都通过传输系统进行。而这些信息都是轨道交通正常运行的必要条件，如果一些信息的传输出现中断就会影响到轨道交通的安全。

当前，国内外所采用的传输技术一般用 SDH、OTN 等技术，可以兼顾技术的安全稳定性和先进性。这种性能的传输网络还应当具备以下几个方面的特点。第一，先进性。构成该网络的 IP 技术和 SDH 技术以及综合端口技术都处于国内外领先水平；第二，容量大。要满足整个城市轨道交通的通信系统畅通无阻必须才有 SDH 光纤技术。第三，网络自愈。在传输过程中一旦某个环节出现故障，该系统必须能够通过自身自愈功能消除故障和安全隐患。

3、传输系统的关键技术分析

当前，国内外主要传输系统有六种：OTN、SDH、ATM、宽带 IP、IPoverSDH 与 IPoverWDM、以太网技术。这六种技术的特点分别介绍如下。

1）OTN 技术。该技术是开放、传输、网络英文首字母的缩写，意为开放的传输网络。因此 OTN 技术的特点主要为：首先，能够合理利用接口模块处理各种物理接口和各种复杂环境中的通信协议。采用光纤技术，传输距离没有限制；其次对于数据、语音和视频传输具有很多优势；再次，该系统的适应性非常强，能够不断扩展适应各种标准端口的发展。

OTN系统是西门子公司依照标准的通信协议自主开发的传输网络，其特点是设备简单，网络可靠、组网灵活、扩容升级方便等。但OTN是一种企业内部规范，是一种非标准的系统，传输制式非国际标准化，很难在公网中得以广泛应用，但特别适合专网的应用，特别是城市轨道交通这样封闭网络。

2）SDH 技术。该技术是同步、数字和体系的英文缩写，意为同步数字体系。该系统广受青睐，是目前世界各国普遍采用的技术。SDH 技术除了核心网应用以外，还可以灵活的提供需要的 2Mbit/s 通道。它有非常成熟的标准和产品，安全性、适用性和可用性都非常强，是世界各国电信传输的基础，其兼容 TM、REG、DXC 等技术模式，并可以在各种模式之间灵活转换。

3）ATM 技术。该技术是异步、传输和模式的英文缩写，意为异步传输模式，该模式可以实现不同信息系统之间的传递和转换，例如电话、视频、IP 数据等。该技术可以承载各种不同业务和流量之间的划分，并对其分析，实现数据的集成处理。

4）IP 技术。IP 技术是互联网迅速普及的后果，当前比较先进的 IP 承载系统有 SDH、ATM 和宽带 IP, 其中又以宽带 IP 为最优。由于轨道通信系网络并非专业地 IP 业务，其不适合在骨干网络中传输。但是宽带 IP 将成为未来传输系统的发展趋势。

5）IPoverSDH 与 IPoverWDM。以 IP 业务为主的数据业务是当前信息传输发展的主要技术标志。目前，ATM 和SDH 均能支持 IP，分别称为 IPoverATM 和 IPoverSDH，两者各有千秋。IPoverATM 利用 ATM 的速度快、多业务支持能力的优点以及 IP 的简单、灵活、易扩充和统一性的特点，可以达到优势互补的目的。

6）以太网技术。该技术也是一个重要承载技术，但是与媒体无关，可以透明地将电缆和各种光纤对接。该技术比较适宜处理突发的 IP 数据流，采用了异步工作方式，具有很好的扩展性能，其速率可以扩展至 10Gbit/s。其最大的特点是可以在光线上以最大速度传输，减少网管开支，提高网络结构。

4、传输技术应用及选择

传输系统是轨道交通通信系统的骨干网，它既要考虑通信发展的方向，又要考虑轨道交通的安全，还要考虑轨道交通通信业务的多样性、复杂性而对通信系统业务接口的要求。因此，传输系统选用 IPoverSDH 和综合业务接入相结合是最佳选择。IPoverSDH 的优点是：对 IP 路由的支持能力强，具有很高的 IP 传输效率；符合 Internet 业务的特点，如有利于实施多播方式；能利用 SDH 技术本身的环路和网络自愈合能力达到链路纠错的目的；同时又利用 OSPF 协议防止链路故障造成网络停顿，提高网络的稳定性；将 IP 网络技术建立在 SDH 传输平台上，可以很容易地跨越地区和国界，兼容不同技术标准实施全球联网；省略了 ATM 层，简化了网络结构，降低了运行成本。