地铁通信常用传输系统的应用分析

王建永

【摘要】 近年来，随着社会经济的发展、科学技术水平的进步，当下很多城市都拥有了高速地铁交通，并且大多都从单条线路运营进入到线网化运营模式。地铁具有快捷、安全、舒适、节能、环保等优势特点，简单一点也可以理解为是城际公交、小型汽车、客运列车（火车）的优势集合体。地铁得以正常运转，为广大的乘客提供优质的服务，很大程度上得益于通信网络技术的嵌入。本文基于地铁通信常用传输系统的应用分析，结合着西安市地铁轨道交通通信传输系统发展与应用现状予以分析。

【关键词】 地铁 通信 传输系统

随着现代社会与文明的不断进步，现阶段我国在科技研发领域取得了十足的进展，其被广泛应用于各行业、产业部门。以交通为例，当地地铁作为一种现代社会公共交通工具，以其独有的快捷、安全、舒适、节能、环保等优势特点被社会大众所喜爱。本文就地铁通信常用传输系统的应用，结合着实际发展需求，简要表述以下看法和认识。

一、地铁车地无线通信技术

在新时期，我国城市地铁轨道交通的建设又上升了一个台阶，发展到了一个新高度，在某些领域甚至处在世界领先水准。关于地铁车地无线通信技术，以西安市地铁一号线和二号线为例，主要包括四个层面，分别是列车语音调度、列车运行控制、列车乘客信息系统、车载视频监控系统。其中，列车运行控制（Communication Based Train Control System ，简称CBTC）即通信列车控制技术，该技术是相对于传统的城际轨道将电路控制类列车而言的，它们最大的不同，也是CBTC的优势所在，即运行状态上的差异。列车运行控制系统将无线通信技术完美的嵌入到了整个系统控制平台内部，最优化地实现了列车与地面设备相互之间的通信状态。

目前，从全国地铁交通事业建设与产业发展的角度来看，包括西安在内，地铁CBTC业务主要是由TETRA网络和WLAN网络来承载，前者属于一种专用的通信网络，它在整个通信系统平台内的功用主要是负责提供语音调度，而后者则是一种达到世界水准的成熟的无线局域网络技术，它在整个系统平台内的作用则是专门负责列车运行控制操作及相关数据业务的处理等。

本文在这里重点介绍的是西安一号交通地铁线通信系统中的传输系统，前面提到的是四个总框架，而实际运营中通信系统涉及的面就比较多，传输系统在整个框架内，与无线通信系统、电源接地系统、时钟同步系统、环境监控系统、自动售票系统、列车运行控制系统以及乘客信息系统高度融为一体。传输系统在其中起到着不可或缺的作用。下面结合着移动网络通信技术的嵌入，结合着几大通信应用技术，重点围绕着地铁通信传输系统予以设计与分析。详见下述图1。

二、地铁通信常用传输系统的应用分析

从现阶段全国范围内来看，城市地铁通信技术的发展，在很大程度上取决于通信传输技术的研发和技术。包括西安市在内，像在该领域比发展水平比较高，体系比较成熟的上海、北京、广州和南京等城市，主要的传输技术应用比较广。包括有，多业务传输平台，异步传输模式、准同步数字系统、开放式传输网络等。其中，多业务传输平台为千兆/万兆以太网。

在实际实践和应用中，具体可根据地铁通信系统的业务要求，或者是根据地铁的业务拓展的需求，来采用上述提到的这几种传输系统应用技术（SDH 、SDH+ATM 、OTN 、MSTP）。多业务传输平台是当前应用最为广泛的一种传输技术（MSTP），其技术的研发主要是建立在SDH基础上来展开的，也可以看作是一种面向基础电路连接的TDM技术。在此环节，它的功用是传输语音业务，同样是系统内部不可缺少的一个组成部分，业务平台传输需求能够得到满足，很多程度上决定于传输语音业务这一子系统。此外，前面提到的异步传输技术，也同样是建立在SDH技术基础之上来展开的，异步传输技术包含了两大核心功能，平台依托于网络宽带，包括语音、文字、数据、图像等多种业务传输，完全可以实现设备接入、数据交叉、映射、传输等集成化功能效益。在具体技术嵌入上，运用到了通用成帧规程技术（Generic Framing Procedure）、虚容器级联技术（Virtual Container）、链路容量调整技术（Link Capacity Adjustment Scheme）等。

除此之外，最新发展的一种弹性分组技术也逐渐被运用，弹性分组技术（Media Access Control）是一种新的媒体访问控制技术，也是一种网络协议机制，它的出现属于一种创新技术，主要是为了优化数据包的传输而提出的。弹性分组技术最大的优势就在于双重优越性。一，可以有效地支持环形拓扑结构，当系统内部光纤线路断开或者连接失败之后，可以在第一时间实现功能转换，快速恢复，自动保护倒换的测试时间最快可达 50ms 。二，系统装置操作简单、传输高效、造价低廉，空间可复用，具备双环工作和多点传送的技术。

本文在这里结合着几种传输技术的特点，来重新组合一种新的传输模式，重点将MSTP和RPR组合起来，在原有传输制式基础上加以改进，以表现相对突出的MSTP和“ATM+SDH”为例，前者具有无阻塞或者非堵塞的功效，而后者则是无阻塞 + 非堵塞，倒换时间均低于 50ms，远优于单一的TDM传输模式。但是，MSTP和“ATM+SDH”最大的一个缺陷就是无法直接提供数据接口，但TDM却可以，因此，当下唯一需要解决的就是增加相应的通信和传输设备，来达到实现直接连接数据接口的理想效果。此外，在视频接口端设置上，可外接视频编解码设备，这样可以更好的支撑内部各种压缩方式，最终可充分带动宽带网络，方便工作管理人员实时调整和优化。第三项需要注意的是，在数据传输环境自娱保护功能设置上，MSTP可与RPR优劣互补，采用复用段、通道保护等多种自愈环技术，最终形成“双纤环路路由保护 + 系统故障后自动控制保护”双重模式。

三、结语

近年来，随着社会经济的发展、科学技术水平的进步，当下很多城市都拥有了高速地铁交通，并且大多都从单条线路运营进入到线网化运营模式。综上所述，虽然MSTP应用比较普遍，且承载传统TMD信息电路业务和数据的功能也较强，但是在处理一些关键、复杂化的数据业务过程中，其能力还是比较有限，最大的问题就是不能动态的分配信道的宽带。

最后提到的RPR传输技术，与前者功能特性进行对比，在承载TMD业务、数据业务以及站内视频业务等多项功能管控层面，效果较强，但是它承载传统TMD业务的能力相对较差。但是，本文在研究以及系统网络搭建设计过程中，充分利用了两者的互补性，基于“SDH + ATM”通信传输系统予以延伸。

参 考 文 献

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