1、軌道交通通信傳輸系統技術進展及設備選擇摘要：分析國內多個城市多條地鐵通信傳輸系統技術應用及選用設備的現狀，綜合比較現有的各類傳輸技術的好壞，并為以后軌道交通通信新線建設傳輸制式的選擇提出建議。關鍵詞:軌道交通;通信;傳輸系統;制式選擇;技術比較傳輸系統是一個基于光纖的寬帶綜合業務數字傳輸網絡，能夠為其他通信子系統和列車自動監控(ATS)、綜合監控(ISCS)、自動售檢票(AFC)、旅客信息(PIS)、防災報警(FAS)、SCAnA等專業提供高靠得住性的、冗余的、利用靈活的多種寬、窄帶傳輸通道(包括透明通道)，組成傳送語音、數據和圖像等各類信息的綜合業務傳輸網，是保證地鐵運行所必需的信息傳送媒體

2、。通過對現有傳輸技術進行比較，對技術進展進行展望，對既有業務需求進行總結，尋覓適合軌道交通傳輸系統的建設方式。1軌道交通通信傳輸系統組網現狀從1965年北京地鐵一期工程動工，到目前全國多個城市多條線的同步建設，已開通城市軌道交通的有北京、上海、天津、廣州、長春、大連等城市，除北京地鐵一號線和環線外，其余都是九十年代后修建的。眾多地鐵線路，傳輸制式不盡相同，各有優缺點，表1列舉一些地鐵項目的傳輸系統現狀。采納OTN傳輸制式一樣組成一個自愈環，采納SDH傳輸制式組成單個或多個自愈環，采納ATM傳輸制式組成單環或多個環，采納MSTP傳輸制式組成單個或多個自愈環。一樣SDH、MSTP組網方式，環網節點

3、最多14個。軌道交通傳輸網選擇的愛惜方式均為自愈環愛惜方式。2傳輸技術比較業務承載能力承載能力包括可否保證業務傳輸質量要求，可否提供相應業務接口等方面。OTN是專為軌道交通開發的一種傳輸技術，具有獨特的幀結構，可區分不同品級速度，并能在同一網絡中綜合不同的網絡傳輸協議，對實時性業務及非實時性業務都能提供相應承載，實現了從窄帶到寬帶的綜合業務傳輸。OTN傳輸設備能夠直接提供工業標準的通信協議接口，如話音（具有2線/4線、模擬/數字、帶信令/無信令）、El、RS-232/422/423/48五、高質量音頻（15kHz帶寬）、10/100Mb/5Ethernet>4/16fb/5TokenRi

4、ng>標準復合視頻（M-JPEG緊縮算法）等接口，而不需借助接人設備。OTN設備簡單、組網靈活、集中保護方便，國內外地鐵工程中應用普遍。其不足是設備獨家生產，售后效勞對原設備廠商依托大，兼容性差，與非OTN網絡連接能力較弱。ATM盡管能夠承載實時性業務中的TDM業務，但每一個節點的延時都要大于SDH傳輸制式，專門是故障時系統切換時刻較SDH傳輸制式長（有時乃至以秒計），因此ATM技術一樣不用于TDM業務的承載。另外,ATM沒有低速度接口，需增加接人設備，設備價錢高且協議復雜。關于視頻業務，由于其具有很高的突發度，而ATM恰恰能夠專門好地支持具有突發性的可變比特率業務，而且其固有的設計己經

5、充分考慮了業務QoS問題，因此能夠實現承載。關于非實時性業務的傳輸，存在帶寬利用率較低的問題，ATM沒有音頻等低速接口，需設接入設備。IP技術對數據業務的承載有必然的優勢，關于傳統TDM業務，IP技術能夠承載，但傳送時刻和業務恢復時刻要比SDH長，不是最好的承載技術。關于接口來講，IP沒有音頻等低速接口，高端設備一樣不提供ZMb/S接口，需增加輔助設備。及基于SDH的多業務傳送平臺（MSTP）SDH是最適合實時性業務中TDM業務的承載技術，但無法解決實時性業務中視頻信號和實時性業務及非實時性業務中以太網的傳輸問題。SDH接口種類單一,僅具有PDH系列標準接口（E1/E3/STM一le）。傳輸窄

6、帶業務（話音、數據、寬帶音頻）時，需增加接人設備（PCMD/1設備）；無直接的視頻和LAN接口，需外部增加視頻CODEC和Ethernet路由器;對Ethernet業務，一樣只提供ZMb/s的傳輸帶寬，存在性能瓶頸;對地鐵/輕軌中的廣播音頻業務，僅提供3kHz的傳輸帶寬，難以知足高保真的廣播成效;一樣只提供點對點的通信信道,難以知足地鐵/輕軌環境下大量共線式通信信道的要求。同時SDH只能向用戶提供固定速度的信道，不能動態分派帶寬，不能進行統計復用，對總線型寬帶數據業務及圖像業務的支持困難。MSTP克服了SDH設備在地鐵/輕軌應用中的一些不足，隨著技術不斷的進展成熟，愈來愈適合軌道交通業務的承載

7、，但仍需增加接入設備。關于實時性TDM業務，RPR技術盡管概念了協議，但需在實際中取得進一步驗證。關于數據業務，RPR具有絕對的優勢，可依照用戶需求分派帶寬，支持空間復用技術和統計復用技術，在網絡正常運營的情形下，可使帶寬利用率相對SDH網絡提高3一4倍。RPR還可對數據業務進行優化,有效支持IP的突發特性。關于有實時性要求的數據業務，RPR能夠提供不同品級的效勞和基于不同品級業務的環愛惜功能來保障數據業務的實時性，在保障實時性方而和故障倒換時刻(16ms-50ms)上可與SDH技術媲美,而在帶寬利用率上比SDH傳輸數據業務大大提高。專門是它對視頻業務的承載，目前數據視頻監控市場的主流設備提供

8、商，都將其系統構建在基于IP的MPEGZ編碼和緊縮技術，和基于IP的視頻數據存儲、檢索和訪問操縱技術上，這些系統所采納的攝像頭大體上都能夠直接提供MPEGZ編碼及以太網數據端口，因此，由RPR技術來承載視頻監控系統，用戶數據能繼續維持以太網幀格式，省略復雜的映射進程，并對用戶分組進行嚴格的效勞質量品級分類。提供嚴格的延時和抖動保障機制，視頻圖像清楚、畫而流暢，完全達到高速鐵路/公路監控圖像的要求。業務接口同SDH、MSTP、ATM、IP一樣，必需借助于接人設備來提供低速數據接口。承載能力關于實時性業務中的TDM業務，SDH、0T能提供超級好的解決方案。關于實時性業務中的數據業務，OTX.RPR

9、.ATM承載能力都比較強。關于非實時性業務，OTN、IP、RPR都比較適合。關于業務接口能力，OTX能力最正確，能夠直接提供豐碩的通信協議接口，不需借助接人設備，其他技術均需借助輔助設備。帶寬利用率OTN:開銷帶寬利用率較高。ATM:開銷約為,帶寬利用率低。IP:開銷與所傳數據包大小緊密相關，不是很固定，帶寬利用率比較后j。SDH:開銷占，但由于其需預留愛惜帶寬，帶寬利用率較低。RPR:開銷占,同時采納統計空間復用技術，使帶寬利用率大大提高。環網愛惜能力、靠得住性OTN:采納雙環設計網絡，具有自愈愛惜功能，而且愛惜倒換時刻小于50msoATM:要緊進行VC愛惜。IP：能夠做路由愛惜，愛惜時刻與

10、網絡結構及協議選擇有關，一樣以秒計。SDH及MSTP:網絡具有壯大的愛惜恢復能力，而且愛惜倒換時刻小于50msoRPR:網絡具有壯大的愛惜恢復能力，而且愛惜倒換時刻小于50mso成熟度及進展前景OTN:在軌道交通領域己取得較多運用，做為西門子的專利技術比較成熟，在專網需求方面能夠予以專屬研發和更新，進展速度較快。ATM:技術、設備復雜，隨著IP技術的進展，IP質量保證問題的解決,對ATM技術應用帶來較大沖擊，其進展前景不行。IP：技術相對成熟，是目前通信業研究熱點，有極好的進展前景。SDH及MSTP:SDH技術很成熟，有著普遍的應用基礎;MSTP是在SDH基礎上進展起來的，目前還在不斷完善，功

11、能愈來愈強。RPR:目前還未取得較大規模的應用，需在實踐中進行驗證，但其技術先進，進展前景好。價錢OTN設備價錢相對較高，隨著市場競爭在慢慢下降;ATM技術復雜，生產廠家不多，設備價錢偏高;IP、SDH生產廠家眾多，應用普遍，價錢較低;基于二層互換的MSTP生產廠家多，技術成熟，價錢較低；內嵌RPR的MSTP由于是新技術，價錢較高，但應用前景較好;價錢可能在以后會有所下降。3小結OTN就技術角度比較適合軌道交通傳輸網，盡管互聯互通能力相對較弱，但在業務接口層面互聯的前提下能夠知足互聯需求，隨著市場競爭價錢也趨于合理，能夠作為軌道交通傳輸網組網的一種選擇。IP技術在業務質量保證方面對軌道交通數據

12、業務的承載愈來愈適合，但對TDM業務的支持仍是弱項，因此應與其他技術聯合組網。RPR技術的進展與標準化，對數據業務的承載提供了愈來愈完善的平臺，但對TDM業務的支持成效不睬想，網絡治理缺少SDH的端到端性能監視和配置手腕。與IP相似，可專門解決數據業務，適合與其他技術聯合組網。MSTP對各類數據業務，尤其是帶寬需求大、傳送質量要求高的視頻業務，能提供較佳的解決方案。最近幾年來MSTP技術在軌道交通中得以普遍應用，成為主流解決方案之一。綜上所述，傳輸網技術選擇不該該是單一的，只要符合軌道交通傳輸技術進展方向都在可選擇范圍內，如此有利于降低本錢。軌道交通傳輸網制式上的選擇能夠是一個制式獨立組網，也能夠是多種制式混和組網，應依照具體線路、具體情形及那時的技術進展來確信。一個制式單獨組網能夠選擇OTN,也能夠選擇MSTPo目前MSTP技術對數據業務解決還存在必然局限性，能夠采納MSTP與RPR或IP混合組網，由MSTP承載語音業務及低速數據業務，RPR或IP來承載視頻和數據業務。不管選擇什么制式組網，所選擇的設備均應是在該制式下相對成熟的、靠得住的、先進的，冗余配置，而且便于