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        軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)與方案選擇

        2020-10-21 03:57:24耿君毅
        機(jī)電信息 2020年21期
        關(guān)鍵詞:軌道交通

        摘要:軌道交通通信傳輸系統(tǒng)是一種以光纖寬帶為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò),它的作用是多方面的,不僅能為軌道交通各種業(yè)務(wù)信息提供傳輸通道,還可以讓工作人員及時收集信息、掌握情況,根據(jù)所反饋的信息進(jìn)行合理決策,提升工作效率?,F(xiàn)從軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)出發(fā),淺析傳輸系統(tǒng)在不同需求時的不同方案選擇。

        關(guān)鍵詞:軌道交通;通信傳輸系統(tǒng);方案選擇

        0? ? 引言

        本文先對傳輸系統(tǒng)的概念進(jìn)行簡單闡述,分析軌道交通通信傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀,進(jìn)而進(jìn)行技術(shù)比對,說明綜合業(yè)務(wù)傳輸在軌道交通通信中的優(yōu)勢,可為以后軌道交通通信技術(shù)的發(fā)展提供有價值的參考。

        1? ? 軌道交通通信傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀

        1.1? ? 傳輸系統(tǒng)概述

        軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)乎整個軌道交通事業(yè)的安全,在軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)中,最為重要的子系統(tǒng)就是傳輸系統(tǒng),作為軌道交通通信系統(tǒng)的核心骨干,其安全可靠性直接影響各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。傳輸系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展是通信專業(yè)發(fā)展的標(biāo)志,安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用是通信傳輸系統(tǒng)的衡量準(zhǔn)則。傳輸系統(tǒng)能夠?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)、圖像等信息通過自身調(diào)試,變成信號傳輸出去,并且運(yùn)維簡便,提高了工作效率。

        1.2? ? 傳輸系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求

        通信傳輸系統(tǒng)作為軌道交通各種業(yè)務(wù)信息的基礎(chǔ)承載平臺,其功能是為通信系統(tǒng)的各子系統(tǒng)及其他自動控制管理系統(tǒng)提供控制中心、車站、車輛段/停車場之間的信息傳輸通道。傳輸?shù)男畔⒂姓Z音、數(shù)據(jù)、圖像三種類型。(1)語音信息包括公務(wù)電話、專用電話、無線通信等。(2)數(shù)據(jù)信息包括時鐘、OA、PIS、AFC、ATS及網(wǎng)管信息等。(3)圖像信息包括CCTV、PIS等。

        為了適應(yīng)多變的軌道交通情況,傳輸系統(tǒng)需要具備可維護(hù)性和自我保護(hù)機(jī)制,以此來保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。除此之外,還要保證系統(tǒng)具有多業(yè)務(wù)接口,滿足運(yùn)營的不同需求。

        1.3? ? 傳輸系統(tǒng)的建設(shè)訴求

        面對智慧地鐵時代的到來,需要引入新的技術(shù),才能迎接地鐵傳送網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)。當(dāng)前傳送網(wǎng)的主要訴求為:

        (1)超大帶寬。隨著安防要求的提高、云化帶來的數(shù)據(jù)存儲位置上移以及線網(wǎng)融合、NOCC等概念的出現(xiàn),當(dāng)前通信系統(tǒng)帶寬需求大大增加,部分傳輸技術(shù)最大傳輸速率僅為10 Gb/s,已不滿足當(dāng)前軌道交通發(fā)展需求。

        (2)高可靠、高安全。在信息傳輸?shù)倪^程中能夠有效解決干擾,出現(xiàn)故障時系統(tǒng)倒換時間小于50 ms,從而保證信息能夠?qū)崟r傳遞。同時,隨著云平臺的普及,網(wǎng)絡(luò)云化、開放、智能化,對骨干網(wǎng)的安全性也有了更高要求。

        (3)易運(yùn)維。隨著線路的不斷增加,改善維護(hù)手段、具備智能運(yùn)維手段,運(yùn)維可視化、降低運(yùn)維成本成了運(yùn)營的主要訴求。

        (4)可擴(kuò)展。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備彈性,適應(yīng)軌道交通業(yè)務(wù)快速發(fā)展和軌道交通網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)期發(fā)展需求。

        2? ? 常用傳輸技術(shù)分析

        根據(jù)傳輸技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用以及傳輸技術(shù)自身發(fā)展的情況,當(dāng)前適用于軌道交通的傳輸技術(shù)體制主要有以下幾種:

        2.1? ? MSTP(多業(yè)務(wù)傳送平臺)

        作為一項(xiàng)綜合很多優(yōu)點(diǎn)的技術(shù),MSTP被廣泛應(yīng)用于傳輸系統(tǒng)。MSTP技術(shù)的依托是SDH技術(shù),通過虛級聯(lián)和通用成幀規(guī)程等技術(shù),達(dá)到高速傳播信息的要求。經(jīng)過不斷創(chuàng)新和發(fā)展,科研人員已經(jīng)研發(fā)出了以MSTP為基礎(chǔ)的MSTP+技術(shù),通俗地來說,這項(xiàng)技術(shù)是MSTP+PTN這兩項(xiàng)技術(shù)的重組和融合。如果從硬件的組裝上來看,MSTP+就是將交叉板進(jìn)行了重組和改造,實(shí)現(xiàn)了MSTP和PTN這兩項(xiàng)技術(shù)的相融,也就達(dá)到了高效處理信息的目的。與此同時,它既保證了TDM的性質(zhì),又節(jié)約了成本。

        與以往的MSTP技術(shù)相比,科研人員新研發(fā)的MSTP+技術(shù)滿足了寬帶增長的實(shí)際需求,但是作為傳輸技術(shù)之一,MSTP+并不是IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴逊绞健?/p>

        2.2? ? PTN(分組傳送網(wǎng))

        PTN是多種技術(shù)的融合,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)支持雙向?qū)c(diǎn)連接通道,實(shí)現(xiàn)了傳輸和數(shù)據(jù)的有機(jī)融合。它的主要承載對象是以太網(wǎng),傳送的單位是分組,PTN還將TDM和ATM等技術(shù)進(jìn)行了融合,其結(jié)合MSTP的理念和優(yōu)點(diǎn)、分組架構(gòu)的基礎(chǔ),完成了多種方式的互聯(lián)互通。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)完成對QoS的引入,是PTN的重要功勞。以互聯(lián)網(wǎng)為依托,采用分組環(huán)和PBT技術(shù),能夠保證信息的傳送,確保了保護(hù)倒換。PTN的發(fā)展前景極其廣闊,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)是時代發(fā)展的必然,并且由于應(yīng)用的廣泛性,其必將逐漸成為軌道交通通信傳輸?shù)暮诵慕鉀Q方案。

        2.3? ? OTN(光傳送網(wǎng))

        區(qū)別于以上兩項(xiàng)技術(shù),OTN又名光傳送網(wǎng),是軌道交通通信系統(tǒng)中下一代骨干型傳送網(wǎng)技術(shù)。作為新興的技術(shù),它的基礎(chǔ)是波分復(fù)用技術(shù),所依附的網(wǎng)絡(luò)形式是光層組織網(wǎng)絡(luò)。從軌道交通通信的整體使用情況上來看,OTN已經(jīng)得到了較大規(guī)模的應(yīng)用。OTN所涵蓋的技術(shù)分支非常多,如分層、保護(hù)恢復(fù)和串聯(lián)連接監(jiān)視等。相比于軌道交通通信的其他傳統(tǒng)技術(shù),OTN的帶寬更大,信息的安全性也更高,并且時延也較小。

        就目前的狀況來看,軌道交通通信技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出急劇增長的態(tài)勢,IP業(yè)務(wù)的數(shù)量增長速度極快,特別是核心節(jié)點(diǎn)的增長量。要想使IP網(wǎng)絡(luò)資源利用率最高,就必須保證通信傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的高質(zhì)量,這就需要加強(qiáng)對中繼電路的使用,通過利用OTN技術(shù)來確保大顆粒業(yè)務(wù)的安全,保障信息的可靠傳輸,完成調(diào)度任務(wù)、專線任務(wù)及其他業(yè)務(wù)的傳送。

        3? ? 軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的方案選擇

        在前述分析的基礎(chǔ)上,對OTN、PTN、MSTP+的主要優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較,如表1所示。由表1可知,PTN方案僅在武漢11號線東段一期工程使用。MSTP+產(chǎn)品在軌道交通行業(yè)處于快速發(fā)展期,為市場主流技術(shù)。OTN產(chǎn)品在國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域已有不少案例,包括北京17、19號線,上海14、18號線,廣州1~5號線公安系統(tǒng)上層網(wǎng)改造,深圳6、10號線等。

        基于上述對各項(xiàng)技術(shù)的業(yè)務(wù)承載能力、帶寬利用率、成熟度和發(fā)展前景以及價格的比較可知,軌道交通通信傳輸技術(shù)的選擇,要符合技術(shù)的發(fā)展方向,這種選擇并不是單一的,要結(jié)合實(shí)際所需和技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化整合。由于目前城市軌道交通基于云平臺技術(shù)和全自動駕駛技術(shù)的發(fā)展對帶寬和擴(kuò)展性的要求越來越高,OTN或?qū)⒊蔀槲磥碥壍澜煌▊鬏斚到y(tǒng)的主流技術(shù)。

        4? ? 結(jié)語

        如今,人們出行時對于軌道交通的選擇日益增加,所以必須做好軌道交通的后勤安全保障。而在軌道交通中,良好的通信系統(tǒng)是列車安全運(yùn)行和乘客生命安全的一道保護(hù)屏,所以一定要對軌道通信系統(tǒng)進(jìn)行整合優(yōu)化,結(jié)合發(fā)展需求,綜合運(yùn)用多種技術(shù),采取合理、經(jīng)濟(jì)、安全的技術(shù),保障軌道交通通信傳輸系統(tǒng)運(yùn)行的安全和高效。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 蔣肖鋒.鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用[D].杭州:浙江工業(yè)大學(xué),2012.

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        [3] 牛暉萍.PTN技術(shù)在城市軌道交通的應(yīng)用分析[J].廣東通信技術(shù),2011(5):6-10.

        [4] 謝俊.淺談光傳輸網(wǎng)(OTN)技術(shù)[J].中國新通信,2014(21):38.

        收稿日期:2020-05-13

        作者簡介:耿君毅(1991—),男,湖北武漢人,助理工程師,從事軌道交通通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

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