轨道交通通信传输系统技术进展及设备选择

1、轨道交通通信传输系统技术进展及设备选择摘要：分析国内多个城市多条地铁通信传输系统技术应用及选用设备的现状，综合比较现有的各类传输技术的好坏，并为以后轨道交通通信新线建设传输制式的选择提出建议。关键词:轨道交通;通信;传输系统;制式选择;技术比较传输系统是一个基于光纤的宽带综合业务数字传输网络，能够为其他通信子系统和列车自动监控(ATS)、综合监控(ISCS)、自动售检票(AFC)、旅客信息(PIS)、防灾报警(FAS)、SCAnA等专业提供高靠得住性的、冗余的、利用灵活的多种宽、窄带传输通道(包括透明通道)，组成传送语音、数据和图像等各类信息的综合业务传输网，是保证地铁运行所必需的信息传送媒体

2、。通过对现有传输技术进行比较，对技术进展进行展望，对既有业务需求进行总结，寻觅适合轨道交通传输系统的建设方式。1轨道交通通信传输系统组网现状从1965年北京地铁一期工程动工，到目前全国多个城市多条线的同步建设，已开通城市轨道交通的有北京、上海、天津、广州、长春、大连等城市，除北京地铁一号线和环线外，其余都是九十年代后修建的。众多地铁线路，传输制式不尽相同，各有优缺点，表1列举一些地铁项目的传输系统现状。采纳OTN传输制式一样组成一个自愈环，采纳SDH传输制式组成单个或多个自愈环，采纳ATM传输制式组成单环或多个环，采纳MSTP传输制式组成单个或多个自愈环。一样SDH、MSTP组网方式，环网节点

3、最多14个。轨道交通传输网选择的爱惜方式均为自愈环爱惜方式。2传输技术比较业务承载能力承载能力包括可否保证业务传输质量要求，可否提供相应业务接口等方面。OTN是专为轨道交通开发的一种传输技术，具有独特的帧结构，可区分不同品级速度，并能在同一网络中综合不同的网络传输协议，对实时性业务及非实时性业务都能提供相应承载，实现了从窄带到宽带的综合业务传输。OTN传输设备能够直接提供工业标准的通信协议接口，如话音（具有2线/4线、模拟/数字、带信令/无信令）、El、RS-232/422/423/48五、高质量音频（15kHz带宽）、10/100Mb/5Ethernet>4/16fb/5TokenRi

4、ng>标准复合视频（M-JPEG紧缩算法）等接口，而不需借助接人设备。OTN设备简单、组网灵活、集中保护方便，国内外地铁工程中应用普遍。其不足是设备独家生产，售后效劳对原设备厂商依托大，兼容性差，与非OTN网络连接能力较弱。ATM尽管能够承载实时性业务中的TDM业务，但每一个节点的延时都要大于SDH传输制式，专门是故障时系统切换时刻较SDH传输制式长（有时乃至以秒计），因此ATM技术一样不用于TDM业务的承载。另外,ATM没有低速度接口，需增加接人设备，设备价钱高且协议复杂。关于视频业务，由于其具有很高的突发度，而ATM恰恰能够专门好地支持具有突发性的可变比特率业务，而且其固有的设计己经

5、充分考虑了业务QoS问题，因此能够实现承载。关于非实时性业务的传输，存在带宽利用率较低的问题，ATM没有音频等低速接口，需设接入设备。IP技术对数据业务的承载有必然的优势，关于传统TDM业务，IP技术能够承载，但传送时刻和业务恢复时刻要比SDH长，不是最好的承载技术。关于接口来讲，IP没有音频等低速接口，高端设备一样不提供ZMb/S接口，需增加辅助设备。及基于SDH的多业务传送平台（MSTP）SDH是最适合实时性业务中TDM业务的承载技术，但无法解决实时性业务中视频信号和实时性业务及非实时性业务中以太网的传输问题。SDH接口种类单一,仅具有PDH系列标准接口（E1/E3/STM一le）。传输窄

6、带业务（话音、数据、宽带音频）时，需增加接人设备（PCMD/1设备）；无直接的视频和LAN接口，需外部增加视频CODEC和Ethernet路由器;对Ethernet业务，一样只提供ZMb/s的传输带宽，存在性能瓶颈;对地铁/轻轨中的广播音频业务，仅提供3kHz的传输带宽，难以知足高保真的广播成效;一样只提供点对点的通信信道,难以知足地铁/轻轨环境下大量共线式通信信道的要求。同时SDH只能向用户提供固定速度的信道，不能动态分派带宽，不能进行统计复用，对总线型宽带数据业务及图像业务的支持困难。MSTP克服了SDH设备在地铁/轻轨应用中的一些不足，随着技术不断的进展成熟，愈来愈适合轨道交通业务的承载

7、，但仍需增加接入设备。关于实时性TDM业务，RPR技术尽管概念了协议，但需在实际中取得进一步验证。关于数据业务，RPR具有绝对的优势，可依照用户需求分派带宽，支持空间复用技术和统计复用技术，在网络正常运营的情形下，可使带宽利用率相对SDH网络提高3一4倍。RPR还可对数据业务进行优化,有效支持IP的突发特性。关于有实时性要求的数据业务，RPR能够提供不同品级的效劳和基于不同品级业务的环爱惜功能来保障数据业务的实时性，在保障实时性方而和故障倒换时刻(16ms-50ms)上可与SDH技术媲美,而在带宽利用率上比SDH传输数据业务大大提高。专门是它对视频业务的承载，目前数据视频监控市场的主流设备提供

8、商，都将其系统构建在基于IP的MPEGZ编码和紧缩技术，和基于IP的视频数据存储、检索和访问操纵技术上，这些系统所采纳的摄像头大体上都能够直接提供MPEGZ编码及以太网数据端口，因此，由RPR技术来承载视频监控系统，用户数据能继续维持以太网帧格式，省略复杂的映射进程，并对用户分组进行严格的效劳质量品级分类。提供严格的延时和抖动保障机制，视频图像清楚、画而流畅，完全达到高速铁路/公路监控图像的要求。业务接口同SDH、MSTP、ATM、IP一样，必需借助于接人设备来提供低速数据接口。承载能力关于实时性业务中的TDM业务，SDH、0T能提供超级好的解决方案。关于实时性业务中的数据业务，OTX.RPR

9、.ATM承载能力都比较强。关于非实时性业务，OTN、IP、RPR都比较适合。关于业务接口能力，OTX能力最正确，能够直接提供丰硕的通信协议接口，不需借助接人设备，其他技术均需借助辅助设备。带宽利用率OTN:开销带宽利用率较高。ATM:开销约为,带宽利用率低。IP:开销与所传数据包大小紧密相关，不是很固定，带宽利用率比较后j。SDH:开销占，但由于其需预留爱惜带宽，带宽利用率较低。RPR:开销占,同时采纳统计空间复用技术，使带宽利用率大大提高。环网爱惜能力、靠得住性OTN:采纳双环设计网络，具有自愈爱惜功能，而且爱惜倒换时刻小于50msoATM:要紧进行VC爱惜。IP：能够做路由爱惜，爱惜时刻与

10、网络结构及协议选择有关，一样以秒计。SDH及MSTP:网络具有壮大的爱惜恢复能力，而且爱惜倒换时刻小于50msoRPR:网络具有壮大的爱惜恢复能力，而且爱惜倒换时刻小于50mso成熟度及进展前景OTN:在轨道交通领域己取得较多运用，做为西门子的专利技术比较成熟，在专网需求方面能够予以专属研发和更新，进展速度较快。ATM:技术、设备复杂，随着IP技术的进展，IP质量保证问题的解决,对ATM技术应用带来较大冲击，其进展前景不行。IP：技术相对成熟，是目前通信业研究热点，有极好的进展前景。SDH及MSTP:SDH技术很成熟，有着普遍的应用基础;MSTP是在SDH基础上进展起来的，目前还在不断完善，功

11、能愈来愈强。RPR:目前还未取得较大规模的应用，需在实践中进行验证，但其技术先进，进展前景好。价钱OTN设备价钱相对较高，随着市场竞争在慢慢下降;ATM技术复杂，生产厂家不多，设备价钱偏高;IP、SDH生产厂家众多，应用普遍，价钱较低;基于二层互换的MSTP生产厂家多，技术成熟，价钱较低；内嵌RPR的MSTP由于是新技术，价钱较高，但应用前景较好;价钱可能在以后会有所下降。3小结OTN就技术角度比较适合轨道交通传输网，尽管互联互通能力相对较弱，但在业务接口层面互联的前提下能够知足互联需求，随着市场竞争价钱也趋于合理，能够作为轨道交通传输网组网的一种选择。IP技术在业务质量保证方面对轨道交通数据

12、业务的承载愈来愈适合，但对TDM业务的支持仍是弱项，因此应与其他技术联合组网。RPR技术的进展与标准化，对数据业务的承载提供了愈来愈完善的平台，但对TDM业务的支持成效不睬想，网络治理缺少SDH的端到端性能监视和配置手腕。与IP相似，可专门解决数据业务，适合与其他技术联合组网。MSTP对各类数据业务，尤其是带宽需求大、传送质量要求高的视频业务，能提供较佳的解决方案。最近几年来MSTP技术在轨道交通中得以普遍应用，成为主流解决方案之一。综上所述，传输网技术选择不该该是单一的，只要符合轨道交通传输技术进展方向都在可选择范围内，如此有利于降低本钱。轨道交通传输网制式上的选择能够是一个制式独立组网，也能够是多种制式混和组网，应依照具体线路、具体情形及那时的技术进展来确信。一个制式单独组网能够选择OTN,也能够选择MSTPo目前MSTP技术对数据业务解决还存在必然局限性，能够采纳MSTP与RPR或IP混合组网，由MSTP承载语音业务及低速数据业务，RPR或IP来承载视频和数据业务。不管选择什么制式组网，所选择的设备均应是在该制式下相对成熟的、靠得住的、先进的，冗余配置，而且便于