关键词:城市轨道交通 通信传输子系统 分析比选 MSTP
目前我国城市轨道交通事业正飞速发展，城市轨道交通以其先进、可靠、实用的特点日益成为市民出行的首选交通工具。截至2018年12月31日，我国内地累计有35个城市建成投运城市轨道交通线路5766.6公里。城轨交通通信系统主要是用来为轨道交通的运营与管理提供服务，直接关系到各条轨道线路是否能正常运行，同时对整个城市轨道交通起着排除障碍、防灾救险的作用，通信系统中的传输子系统是其它各子系统信息数据的传输媒介，传送的信息数据具体内容如下：
1.语音信息：主要包括公务电话信息；行调、电调、环调、维调等调度所涉及的专用电话信息；列车司机室、车站车控室所涉及的专用电话信息；各种宽带广播信息等；
2.数据信息：是指传输子系统所传送的各类监控信息、时钟及网络同步信号、运行中列车的自动控制信息、电力监控信息、自动售检票信息、办公自动化信息等；
3.图像信息：是指车站视频监控图像信息，如司机两画面信息、车控室多画面信息及乘客信息导向系统（PIS）的LCD屏、LED屏显示的视频监控图像信息等。
根据目前通信技术发展现状，以及参考国内其他城市轨道交通通信传输子系统的使用情况，主要有OTN、SDH+GE、ASON、MSTP及PTN技术可供选择分析。分析如下：
1.OTN
OTN（Open Transport Network，开放式传输网络）是一种以时分复用技术为基础的数字传输体系，其数据帧长为31.25μs，速率为32000帧/秒，帧结构不同于传统数据帧结构。其主要特性如下：（1）能够提供丰富的接口模块类型。（2）网络的可靠性高，结构简单，自愈恢复能力强。（3）具有准确的故障定位诊断能力和强大的网络管理功能。（4）可平滑升级更新。（5）可实现环间互联及不同制式设备对接。OTN技术在多个城市的城轨交通通信系统中已有应用，但由于其技术由德国西门子公司独家开发拥有且设备国产化程度低、造价高等原因，故在今后的发展中有一定的制约性。
2.SDH+GE
SDH+GE（Synchronous Digital Hyrarch+Gigabit Ethernet 基于千兆以太网的同步数字体系）。SDH传输技术是标准化程度最高、最成熟和应用最广泛的技术之一，能够提供统一的网络节点接口及光接口标准，使SDH设备可以互通，具有灵活的分插/复用能力，上下话路简单，设备可靠性高。SDH拥有强大的OAM网络管理功能，但是也存在着带宽浪费严重、频带利用率低、指针调整过程复杂及网络管理占用开销大影响系统安全运行的缺点。
以太网技术是以IP协议为基础结合计算机互联形式发展起来的一种包交换技术，标准化程度高，应用成熟且比SDH技术对频带的利用率高，但是由于是采用“尽力传送”方式，无法避免的存在延时、抖动及丢包情况。因此单独采用SDH技术或以太网技术都不是最好的选择，可考虑将两种技术结合应用，即SDH+GE方式，需要敷设两套设备，占用更多的光纤，投资及后期维护工作量增加了，也不利于故障处理判断定位。
3.ASON
ASON（Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络）目前是下一代光网络NGN中的主流技术，具有以下优势：（1）引入了控制平面的概念，对传统传输网络来说，更加智能化。（2）拥有丰富的标准化协议和接口，方便互联。（3）具有不同的业务保护恢复方式。（4）设备容量大、端口丰富，可以实现网络的高性能连通和业务多向扩展。（5）支持新业务。（6）后期可完成网络平滑升级。（7）可实现业务的自动保护和拓扑发现等，提高业务的生存性。但是ASON仍有一些不足之处：作为一种新型技术其成熟性以及标准化程度尚待提高，技术设备目前并未普遍使用，设备生产厂家少，投资建设风险大。
4.MSTP
城轨交通通信系统的传输网主要使用的是以SDH技术为基础的传送平台，它能够承载语音业务的传输，提供面向电路的交换，可以对全网进行保护切换、具有智能化的性能监控操作及强大的网络管理性能。但是随着近几年数据业务的飞速增长及通信技术的迅猛发展，SDH平台已不太能够满足日常所需，新一代数据业务传输平台MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH 的多业务传输平台）根据需要产生了，它能够同时支持语音业务与数据业务，是对传统SDH平台的改进，除具有SDH技术的优点外，还能够为不同颗粒的多种业务、各类协议提供快速接入、汇聚及传送的功能，是目前通信传输网络的最主要实现方式。其特点包括：（1）能够提供10/100/1000Mbit/s速率等级的所有接口，依靠VC绑定来实现用户的各种需求。（2）工作方式分为端口组方式和VLAN方式两种，适合于点对点业务和多个方向的业务。（3）可以工作在多种模式下，如半双工、全双工等。（4）具有QoS业务优先级划分的功能。（5）每个用户都具有独立运行的生成树协议。综上，MSTP技术所具有的特点较为适合传输地铁用户相关业务。
5.PTN
PTN（Packet Transport Network，分组传送网）主要应用于物理层光传输媒介和上层IP业务之间，满足分组数据业务流量的突发性实现统计复用的传送要求。在性能上除具有传统光传输技术的各种优势之外，还具有可实现光传输网络的高稳定性、高可靠性及高利用率的带宽管理机制和流量统计复用功能，智能化的人机操作界面及灵活强大的OAM网络管理功能可以方便的使用户对网络进行配置、查询、升级等操作。但是PTN技术标准化程度仍需完善，设备生产供应商较少，成本造价较高。下表是对城轨通信系统的传输子系统各技术制式从多个方面进行横向对比。
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从上述表格内容可以看出，MSTP技术作为目前最为成熟的光传输网络技术能够为TDM业务，如话音业务及数据业务如以太网业务、IP化语音、广播、视频业务等提供成熟的多业务传送处理平台，完全符合城轨通信系统的传输子系统对多种业务的需求，设备生产厂家多，兼容性好，经济性好、性价比高、国产化程度普及，在业内领先的设备生产厂商如中兴、华为等生产的MSTP设备在全球范围内均处于领先水平，城轨交通通信传输子系统采用MSTP技术来实现是最为合适的选择。
今后，基于国内轨道交通事业的蓬勃发展，对于城轨列车通信系统的要求也越来越高，尤其是随着无线局域网在城轨列车通信系统中的不断应用，涉及到的信号干扰问题也将是我们今后研究工作的重点。
参考文献
[1] 通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展[J]. 钦臻文.??城市轨道交通研究.?2009(03)
[2] 确保城市轨道交通通信传输系统稳定运行的几个关键环节[J]. 杨柏钟.??城市轨道交通研究.?2011(05)
[3] 轨道交通中通信传输系统技术研究[J]. 卓金盈.??技术与市场.?2016(08)
基金项目：陕西交通职业技术学院2019年校级课题；项目编号：YJ190011
作者简介：武凝（1984-），女，高级工程师，硕士；研究方向：铁道通信信号。
论文作者:武凝
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
标签：技术论文; 业务论文; 信息论文; 轨道交通论文; 子系统论文; 设备论文; 通信论文; 《科学与技术》2019年17期论文;