楊柏鐘

0 引言

國內(nèi)城市軌道交通已開通的傳輸系統(tǒng)主要采用了SDH、ATM、OTN、MSTP 等多種技術(shù)，部分國外城市軌道交通已開通的傳輸系統(tǒng)大多采用了MSTP（內(nèi)嵌RPR）等技術(shù)。

MSTP（內(nèi)嵌RPR）設(shè)備屬于第三代MSTP 產(chǎn)品，它既能保證目前大量的TDM 業(yè)務(wù)對傳輸性能的要求，同時(shí)融合了RPR 技術(shù)對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高效、動態(tài)的處理功能，將不同業(yè)務(wù)最適合的承載方式集于一體。該技術(shù)既結(jié)合了SDH 和ATM 的優(yōu)勢，又實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的綜合化，簡化了網(wǎng)絡(luò)層次，提高了帶寬使用效率；同時(shí)RPR 技術(shù)符合當(dāng)代技術(shù)發(fā)展潮流，為此，已開通的美國紐約市長島城市鐵路，日本東京JR 線路和國內(nèi)在建的沈陽地鐵1 號線、西安地鐵2 號線等線路的傳輸系統(tǒng)都采用了MSTP（內(nèi)嵌RPR）方式。本文就寧波市軌道交通1 號線一期工程通信傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)方案進(jìn)行探討和介紹。

1 傳輸業(yè)務(wù)需求分析

根據(jù)寧波市軌道交通1 號線一期工程相關(guān)專業(yè)的要求及通信各子系統(tǒng)組網(wǎng)的需要，各種信息的類型及接口要求參見表1。

根據(jù)寧波市軌道交通1 號線一期工程各系統(tǒng)方案，傳輸系統(tǒng)容量分析如表2。

2 組網(wǎng)方案

2.1 3 種組網(wǎng)方案簡介

（1）方案1，構(gòu)建統(tǒng)一的MSTP（內(nèi)嵌RPR）設(shè)備骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺，即構(gòu)建一個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺為專用系統(tǒng)提供傳輸通道。在控制中心、車站及車輛段/停車場分別設(shè)置2.5 Gb/s 帶寬容量的MSTP（內(nèi)嵌RPR）光傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備，通過專用光纜的光纖構(gòu)成四纖自愈保護(hù)環(huán)。該傳輸網(wǎng)絡(luò)可通過MSTP 標(biāo)準(zhǔn)接口承載2M 業(yè)務(wù)，通過內(nèi)嵌RPR 承載綜合監(jiān)控、閉路電視圖像、AFC 系統(tǒng)等城市軌道交通所有的IP 業(yè)務(wù)。

根據(jù)目前各城市軌道交通線路的業(yè)務(wù)使用情況和寧波市1 號線一期工程的業(yè)務(wù)分析，TDM 業(yè)務(wù)占用的帶寬比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所占用的帶寬要小許多。因此，可以把大部分帶寬分配給用RPR 技術(shù)傳送的IP 業(yè)務(wù)。利用RPR 技術(shù)的業(yè)務(wù)等級劃分、數(shù)據(jù)流量管理等技術(shù)優(yōu)勢，滿足信號ATC、閉路電視圖像、AFC、OA 等業(yè)務(wù)系統(tǒng)和其他IP 業(yè)務(wù)對于帶寬的需求，并確保數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)腝oS。

（2）方案2，構(gòu)建MSTP 設(shè)備傳送平臺＋純RPR 設(shè)備骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺。根據(jù)前面業(yè)務(wù)、帶寬需求分析可知，寧波軌道交通1 號線一期傳輸業(yè)務(wù)帶寬在1 320 Mb/s 左右。根據(jù)承載業(yè)務(wù)特點(diǎn)及帶寬需求，利用622 Mb/s 帶寬容量的MSTP 設(shè)備和純RPR 設(shè)備分別構(gòu)建寧波市1 號線一期工程控制中心至各車站、車輛段、停車場之間2 個(gè)光傳輸平臺，一個(gè)平臺以MSTP 設(shè)備作為節(jié)點(diǎn)設(shè)備，通過新設(shè)光纖組成環(huán)形傳輸自愈網(wǎng)，該平臺可承載所有TDM業(yè)務(wù)，為公務(wù)電話、專用電話、無線系統(tǒng)等業(yè)務(wù)提供通道；另一個(gè)平臺以純RPR 設(shè)備作為節(jié)點(diǎn)，通過設(shè)置的光纖組成RPR 環(huán)網(wǎng)，該平臺承載所有實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為信號系統(tǒng)、AFC 系統(tǒng)、閉路電視圖像等業(yè)務(wù)提供承載平臺。

表1 信息及接口類型分析表

表2 傳輸系統(tǒng)容量分析表

（3）方案3，構(gòu)建OTN 設(shè)備綜合業(yè)務(wù)傳送平臺。在控制中心、各車站、車輛段/停車場設(shè)置OTN節(jié)點(diǎn)機(jī)設(shè)備，通過光纖構(gòu)成OTN 單環(huán)自愈網(wǎng)，利用該平臺承載城市軌道交通各種低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、信號系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視、信息網(wǎng)絡(luò)、綜合辦公、AFC 等各種城市軌道交通綜合業(yè)務(wù)。

2.2 3 種組網(wǎng)方案比選

方案1 中，通過一體化的傳輸平臺承載了所需的各種業(yè)務(wù)并進(jìn)行環(huán)路自愈保護(hù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一維護(hù)管理。MSTP（內(nèi)嵌RPR）技術(shù)有靈活高效的多業(yè)務(wù)接入、高效的帶寬利用率，引入公平機(jī)制，提供多等級的服務(wù)，可以滿足不同用戶的需求。主要特點(diǎn)是利用SDH-VC 通道構(gòu)建環(huán)網(wǎng)，根據(jù)實(shí)際需要靈活配置環(huán)網(wǎng)帶寬；構(gòu)建跨接多個(gè)物理光纖環(huán)的虛擬RPR 環(huán)，提高光纖資源利用率；在1 個(gè)平臺承載實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)時(shí)，方案1 比方案2 組網(wǎng)簡單；具有快速的業(yè)務(wù)提供能力，新增業(yè)務(wù)只需對源和宿節(jié)點(diǎn)做配置，不需逐節(jié)點(diǎn)和逐電路地做配置和進(jìn)行電路調(diào)整，極大地簡化了業(yè)務(wù)配置和業(yè)務(wù)升級過程。

方案2 中，根據(jù)業(yè)務(wù)類型和需求的明顯不同，由2 個(gè)傳輸平臺分擔(dān)了城市軌道交通業(yè)務(wù)信息的傳送，由MSTP 設(shè)備組建的自愈環(huán)承載TDM 業(yè)務(wù)，由RPR 設(shè)備組建的IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)承載閉路電視監(jiān)視、AFC 系統(tǒng)等寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，RPR 技術(shù)的特性能夠滿足實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，并確保數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)腝oS。但缺點(diǎn)是需要2 套傳輸設(shè)備及維護(hù)管理設(shè)備，設(shè)備投資與MSTP（內(nèi)嵌RPR）相比，價(jià)格較貴，且純RPR 設(shè)備供應(yīng)商較少，不利于系統(tǒng)招標(biāo)。

方案3 的優(yōu)點(diǎn)是采用時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)、非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)在1 個(gè)傳輸平臺上；能直接提供城市軌道交通業(yè)務(wù)所需的接口型式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，完全實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的綜合化和網(wǎng)絡(luò)管理一體化；該方案在城市軌道交通建設(shè)中采用較多，設(shè)備較成熟。但缺點(diǎn)是OTN 設(shè)備的節(jié)點(diǎn)機(jī)業(yè)務(wù)接口槽位少（一般只有8 個(gè)），當(dāng)業(yè)務(wù)接口需求多時(shí)，需要通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)疊加方式擴(kuò)展接口；與非OTN 網(wǎng)絡(luò)連接能力較弱。

從城市軌道交通傳輸網(wǎng)互聯(lián)互通、傳輸制式前瞻性、網(wǎng)絡(luò)可靠性、技術(shù)先進(jìn)性、可擴(kuò)展性、系統(tǒng)制式生命周期長和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比最優(yōu)化等方面考慮，通信傳輸系統(tǒng)采用MSTP（內(nèi)嵌RPR）技術(shù)有較多優(yōu)勢，而OTN 技術(shù)可作為一個(gè)比選方案。

3 系統(tǒng)組網(wǎng)

3.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)

為保證系統(tǒng)安全可靠，通信傳輸網(wǎng)絡(luò)按2 個(gè)物理環(huán)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，以控制中心為匯聚點(diǎn)，在控制中心、車輛段、停車場和20 個(gè)車站分別新設(shè)1 套2.5 Gb/s MSTP（內(nèi)嵌RPR）設(shè)備，控制中心預(yù)留與上級軌道交通指揮中心連接的接口。

3.2 環(huán)路保護(hù)方式

采用4 纖復(fù)用段保護(hù)方式。對于復(fù)用段倒換環(huán)，業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)，倒換與否由每一對節(jié)點(diǎn)之間的復(fù)用段信號質(zhì)量的優(yōu)劣來決定，當(dāng)復(fù)用段有故障時(shí)，在故障范圍內(nèi)整個(gè)線路倒換到保護(hù)回路；其環(huán)回保護(hù)倒換時(shí)間在50 ms 以內(nèi)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)管理

通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理由3 層組成：網(wǎng)絡(luò)管理層、網(wǎng)元管理層和網(wǎng)絡(luò)單元層。

在控制中心設(shè)網(wǎng)元管理中心設(shè)備，管理全線的傳輸設(shè)備，主要完成配置管理、故障管理、性能管理、安全管理。網(wǎng)絡(luò)單元層含在傳輸設(shè)備內(nèi)部。網(wǎng)元管理中心設(shè)備預(yù)留與網(wǎng)絡(luò)管理層連接接口。

3.4 網(wǎng)絡(luò)同步

采用主從同步方式。在控制中心設(shè)置GPS＋BITS 設(shè)備，在控制中心的MSTP 設(shè)備同步信號從BITS 上接引，沿線MSTP 設(shè)備從STM-2.5 Gb/s 線路碼流中提取時(shí)鐘信號。傳輸設(shè)備內(nèi)部時(shí)鐘為備用時(shí)鐘源。

4 結(jié)束語

在城市軌道交通工程中，通信傳輸系統(tǒng)是全部信息的傳輸媒介和整個(gè)城市軌道交通信息傳輸?shù)闹袠猩窠?jīng)系統(tǒng)。由于工程建設(shè)周期比較長，因此組網(wǎng)方案不僅要考慮技術(shù)的成熟性和可靠性，還要考慮傳輸制式的前瞻性和先進(jìn)性，同時(shí)還需根據(jù)具體線路傳輸業(yè)務(wù)需求等實(shí)際情況，兼顧經(jīng)濟(jì)技術(shù)比最優(yōu)化等方面進(jìn)行綜合選擇和確定。

[1] 李偉章，徐幼銘，林瑜筠，等.城市軌道交通通信[M].北京：中國鐵路出版社，2008.

[2] 孔文龍.地鐵通信傳輸系統(tǒng)方案分析[J].科技資訊，2008，（11）.