隨著城市軌道交通(以下簡為(wei) “城軌”)的發展,傳(chuan) 輸技術在城軌領域得到了廣泛的應用。其采用的技術體(ti) 製各異,如何有效地利用傳(chuan) 輸技術體(ti) 製,使其能有效地與(yu) 城軌的業(ye) 務特點相結合,已成為(wei) 城軌通信技術的關(guan) 鍵點。

　　目前城軌傳(chuan) 輸係統承載的業(ye) 務主要有:程控中繼、無線中繼、調度中繼、電力監控視頻係統、電視監控、廣播係統、時鍾係統、計算機網絡、列車自動監控係統、自動售檢票係統、門禁係統等。

　　近幾年來,新業(ye) 務的出現對傳(chuan) 輸帶寬提出了更高的要求,如數字化視頻信號、乘客信息顯示係統(PIDS)等。這些業(ye) 務的特點是數據量大,尤其是PIDS,存在突發性的數據,通常需要在一定的時間內(nei) 完成大量的數據傳(chuan) 輸。

　　從(cong) 以上這些業(ye) 務可以看出,TDM(時分複用)業(ye) 務以及以太網業(ye) 務已成為(wei) 城軌交通傳(chuan) 輸承載的主要業(ye) 務,而且兩(liang) 者都占較大的比重。其中,TDM業(ye) 務一直沿襲了傳(chuan) 統的業(ye) 務,主要是2M中繼業(ye) 務;但以太網業(ye) 務增長迅猛,對傳(chuan) 輸係統的帶寬要求越來越高。因而從(cong) 現在城軌業(ye) 務來看,如何合理地選擇傳(chuan) 輸技術,充分發揮各傳(chuan) 輸技術的優(you) 勢,就顯得非常重要。

　　根據城軌業(ye) 務的特點,適合城軌各種業(ye) 務傳(chuan) 輸的技術主要有:基於(yu) SDH(同步數字傳(chuan) 輸序列)的多業(ye) 務傳(chuan) 輸平台(MSTP)、開放式傳(chuan) 輸網絡(OTN)係統、異步傳(chuan) 輸模式(ATM)以及RPR(彈性分組環)技術。

　　1 基於(yu) SDH的多業(ye) 務傳(chuan) 輸平台MSTP

　　MSTP技術源於(yu) SDH,經過近幾年的不斷發展,已經囊括PDH(準同步數字傳(chuan) 輸)、SDH、POS(基於(yu) SDH的數據包)、以太網、ATM、RPR、SHDSL(對稱高速數據用戶線)、DDN(數字數據網)等技術於(yu) 一體(ti) 。現在的MSTP已經發展到第三代產(chan) 品,能為(wei) 以太網業(ye) 務提供QoS(業(ye) 務服務質量),能夠提供多點到多點的連接、用戶隔離和帶寬共享等功能。

　　MSTP主要是通過通用成幀過程(GFP:GeneralFrameProcess)協議、VC虛級聯技術以及LACS(鏈路容量調整機製)對以太網業(ye) 務實現高效率的傳(chuan) 輸。

　　盡管MSTP能提供各種以太網接口以及L2(2層交換)功能,但其本質上仍是基於(yu) TDM的技術,不能動態分配信道帶寬,不太適合具有“突發業(ye) 務”特點的數據業(ye) 務。因此,MSTP今後的主要用途仍然是提供TDM電路。其提供數據接口的功能應該說隻是一種過渡措施,數據業(ye) 務的解決(jue) 方案應依賴基於(yu) 分組交換的技術。因此,MSTP技術的市場定位應該是以TDM業(ye) 務為(wei) 主、以數據業(ye) 務為(wei) 輔。

　　MSTP技術在城軌中應用較多,如廣州地鐵的3號線、5號線。

　　2 OTN係統

　　OTN是德國Siemens公司開發並在全球專(zhuan) 業(ye) 網投入使用的光纖傳(chuan) 輸技術。它仍然采用了TDM技術,屬於(yu) 同步傳(chuan) 輸體(ti) 係。OTN的自愈能力強,可在網絡中任何一個(ge) 節點接入網絡管理機,對全網進行管理;能夠通過軟件實現帶寬分配,對於(yu) 視頻信道的傳(chuan) 輸可以做到按信道切換。主要不足是:OTN傳(chuan) 輸技術是獨家產(chan) 品,技術支持受限。

　　近年來,OTN係統在OTN-2500Mbit/s設備上開發了視頻圖像接口(M-JPEG或MPEG-2),使其在軌道交通的應用較多;另外,為(wei) OTN-2500Mbit/s開發的622M光收發模塊與(yu) SDH相連,使OTN設備與(yu) 標準通用傳(chuan) 輸設備的互連、互通技術有了新的進展和提高,接口瓶頸取得了一定突破,未來的發展值得關(guan) 注。

　　OTN這種獨家的專(zhuan) 用技術,使其在專(zhuan) 用網絡中應用很多,在城軌中的應用案例也很多,如廣州地鐵、上海地鐵、深圳地鐵、重慶輕軌、天津輕軌等。

　　3 異步傳(chuan) 輸模式(ATM)

　　ATM是ITU-T(國際電信聯盟組織—通信)在20世紀80年代為(wei) B-ISDN(寬帶綜合業(ye) 務數據網)定義(yi) 的傳(chuan) 輸技術,是一種基於(yu) 統計複用的麵向接續的技術。

　　ATM的技術特點是能根據業(ye) 務的需求分配網絡帶寬,使得網絡帶寬的利用率提高;具有嚴(yan) 格的QoS保障,有良好的流量控製均衡能力及故障恢複能力,網絡可靠性高。

　　ATM技術的不足之處在於(yu) :對信息傳(chuan) 輸存在一定的時延、抖動及丟(diu) 包等現象;在話音通信方麵,主要采用電路仿真方式;在LAN(局域網)領域由於(yu) 千兆位以太網的崛起,ATM的優(you) 勢不複存在;在廣域網領域,ATM受到來自IP(網間互連協議)技術的競爭(zheng) 。總的來說,ATM已逐漸退出傳(chuan) 輸係統市場,僅(jin) 運用在運營商的接入層。

　　ATM在城軌中也有應用案例,在北京八通線中,傳(chuan) 輸係統采用SDH和ATM兩(liang) 種技術,SDH用於(yu) 傳(chuan) 統的2M電路業(ye) 務,ATM用於(yu) 承載以太網數據以及視頻圖像業(ye) 務。

4 RPR技術

　　為(wei) 使網絡有一個(ge) 基於(yu) 分組交換的網絡結構,而且能將SDH的恢複能力和有保證的性能與(yu) 以太網對數據的友好特性結合起來,RPR就在這種背景下應運而生。RPR綜合了SDH、以太網、MPLS(多協議標簽交換)、ATM、WDM(波分複用)等協議和技術的優(you) 點,為(wei) 數據業(ye) 務提供了一種優(you) 化的解決(jue) 方案。RPR組網方案可保證語音、數據、視頻等業(ye) 務在統一的平台上傳(chuan) 輸。

　　不同於(yu) 基於(yu) SDH技術的MSTP,RPR是基於(yu) 在2個(ge) (或更多個(ge) )反方向的環上傳(chuan) 輸分組數據而優(you) 化的一種二層技術。RPR的核心基礎是以太網技術,其處理的基本數據單元是分組數據包。

　　RPR的帶寬效率高。傳(chuan) 統的SONET(同步光網絡)需要環帶寬的50%作為(wei) 冗餘(yu) 。RPR則不然,它仍然保持類似於(yu) SDH中APS(導換協議)的保護機製,利用兩(liang) 個(ge) 反向旋轉的環來控製數據業(ye) 務量。RPR允許數據業(ye) 務流在源節點和目的節點之間的環上傳(chuan) 輸,以此來實現空間的重新利用。目的節點從(cong) 環中剝離數據分組,當一個(ge) 分組從(cong) 環中被剝離出來的時候,它就不再占用環的帶寬,而是釋放下遊段供其它分組使用。

　　由於(yu) RPR是一種較新的技術,目前在國內(nei) 城軌領域已有應用案例,如廣州地鐵公安通信傳(chuan) 輸係統一直采用RPR技術。由於(yu) RPR在支持數據及視頻(圖像)業(ye) 務方麵的優(you) 勢,使其在網絡及各種運營商領域運用更為(wei) 廣泛。

　　5 結語

　　單純從(cong) 應用來看,上述各種技術都能夠應用於(yu) 城軌傳(chuan) 輸,問題在於(yu) 如何選擇合理的傳(chuan) 輸技術。由前麵的分析可知,城軌傳(chuan) 輸承載業(ye) 務主要是傳(chuan) 統的TDM業(ye) 務(電話業(ye) 務)和以太網業(ye) 務。對以太網業(ye) 務又可細分為(wei) 對運營行車安全有直接影響的和沒有直接影響的。對運營行車有直接影響的以太網業(ye) 務有(以廣州地鐵為(wei) 例):列車自動監控係統(2×100M共享總線),自動售檢票係統(100M共享總線),門禁係統(10M共享總線),通信各係統的網管通道(10M共享總線);對於(yu) 運營行車無直接影響的業(ye) 務有:計算機網絡(100M共享總線),電視監控(2×100M共享總線),乘客信息顯示係統(2×100M共享總線)。在城軌中,對於(yu) 電路交換業(ye) 務來說,要求接續快、近乎零時延的傳(chuan) 輸技術最為(wei) 合適。對於(yu) 運營行車有直接影響的業(ye) 務都要求傳(chuan) 輸係統提供的通道為(wei) 獨立的帶寬獨享的通道,因而能提供獨立通道、帶寬保證的傳(chuan) 輸係統是非常適合的。但對於(yu) 計算機網絡、乘客信息顯示係統等來說,經常會(hui) 出現突發性的數據。因而對於(yu) 這些係統來說,能夠承載突發性數據的傳(chuan) 輸係統最為(wei) 合適。盡管這些係統對運營行車無直接影響,但還是為(wei) 運營服務的,因而還要求傳(chuan) 輸網絡時延小、網絡組網靈活。#p#分頁標題#e#

　　從(cong) 各種傳(chuan) 輸技術及以上業(ye) 務的分析來看,單一傳(chuan) 輸技術現在已很難滿足軌道交通業(ye) 務的快速增長,能取長補短、充分發揮各傳(chuan) 輸技術的優(you) 越性才是最合理的選擇。MSTP同時具有承載傳(chuan) 統TDM業(ye) 務和數據業(ye) 務的綜合能力,但承載數據業(ye) 務的能力一般,特別是不能動態分配信道帶寬,不太適合具有“突發業(ye) 務”特點的數據業(ye) 務。RPR也同時具有承載傳(chuan) 統TDM業(ye) 務、數據業(ye) 務和視頻業(ye) 務的綜合能力,但承載傳(chuan) 統TDM業(ye) 務的能力一般。MSTP技術和RPR技術相互之間具有很強的互補性。從(cong) 城軌業(ye) 務的具體(ti) 需求來看,傳(chuan) 統的TDM業(ye) 務仍然占一定的份額,且是保障列車運行、通信暢通的主要業(ye) 務;同時各種數據以及視頻業(ye) 務正在迅猛發展,為(wei) 了更好的融合語音、數據和視頻(圖像)業(ye) 務的需要,充分發揮各種傳(chuan) 輸技術的優(you) 勢,取長補短,將在未來軌道交通傳(chuan) 輸技術的應用中顯得尤為(wei) 重要。目前國內(nei) 城軌傳(chuan) 輸采用多種技術相結合也有案例。

　　根據筆者的設計經驗以及對傳(chuan) 輸技術的了解,建議采用MSTP+RPR方案作為(wei) 城軌傳(chuan) 輸技術,即采用兩(liang) 種傳(chuan) 輸技術相結合。SDH承載TDM業(ye) 務以及對運營行車有直接影響的、且通道要求獨立的係統業(ye) 務;RPR承載數據及視頻(圖像)業(ye) 務以及計算機網絡等業(ye) 務。