宁波轨道交通1 号线一期工程通信组网方案

杨柏钟

0 引言

国内城市轨道交通已开通的传输系统主要采用了SDH、ATM、OTN、MSTP 等多种技术，部分国外城市轨道交通已开通的传输系统大多采用了MSTP（内嵌RPR）等技术。

MSTP（内嵌RPR）设备属于第三代MSTP 产品，它既能保证目前大量的TDM 业务对传输性能的要求，同时融合了RPR 技术对以太网数据业务高效、动态的处理功能，将不同业务最适合的承载方式集于一体。该技术既结合了SDH 和ATM 的优势，又实现了网络和业务的综合化，简化了网络层次，提高了带宽使用效率；同时RPR 技术符合当代技术发展潮流，为此，已开通的美国纽约市长岛城市铁路，日本东京JR 线路和国内在建的沈阳地铁1 号线、西安地铁2 号线等线路的传输系统都采用了MSTP（内嵌RPR）方式。本文就宁波市轨道交通1 号线一期工程通信传输系统组网方案进行探讨和介绍。

1 传输业务需求分析

根据宁波市轨道交通1 号线一期工程相关专业的要求及通信各子系统组网的需要，各种信息的类型及接口要求参见表1。

根据宁波市轨道交通1 号线一期工程各系统方案，传输系统容量分析如表2。

2 组网方案

2.1 3 种组网方案简介

（1）方案1，构建统一的MSTP（内嵌RPR）设备骨干网络传输平台，即构建一个骨干网络传输平台为专用系统提供传输通道。在控制中心、车站及车辆段/停车场分别设置2.5 Gb/s 带宽容量的MSTP（内嵌RPR）光传输节点设备，通过专用光缆的光纤构成四纤自愈保护环。该传输网络可通过MSTP 标准接口承载2M 业务，通过内嵌RPR 承载综合监控、闭路电视图像、AFC 系统等城市轨道交通所有的IP 业务。

根据目前各城市轨道交通线路的业务使用情况和宁波市1 号线一期工程的业务分析，TDM 业务占用的带宽比数据业务所占用的带宽要小许多。因此，可以把大部分带宽分配给用RPR 技术传送的IP 业务。利用RPR 技术的业务等级划分、数据流量管理等技术优势，满足信号ATC、闭路电视图像、AFC、OA 等业务系统和其他IP 业务对于带宽的需求，并确保数据业务传输的QoS。

（2）方案2，构建MSTP 设备传送平台＋纯RPR 设备骨干网络传输平台。根据前面业务、带宽需求分析可知，宁波轨道交通1 号线一期传输业务带宽在1 320 Mb/s 左右。根据承载业务特点及带宽需求，利用622 Mb/s 带宽容量的MSTP 设备和纯RPR 设备分别构建宁波市1 号线一期工程控制中心至各车站、车辆段、停车场之间2 个光传输平台，一个平台以MSTP 设备作为节点设备，通过新设光纤组成环形传输自愈网，该平台可承载所有TDM业务，为公务电话、专用电话、无线系统等业务提供通道；另一个平台以纯RPR 设备作为节点，通过设置的光纤组成RPR 环网，该平台承载所有实时和非实时数据业务，为信号系统、AFC 系统、闭路电视图像等业务提供承载平台。

表1 信息及接口类型分析表

表2 传输系统容量分析表

（3）方案3，构建OTN 设备综合业务传送平台。在控制中心、各车站、车辆段/停车场设置OTN节点机设备，通过光纤构成OTN 单环自愈网，利用该平台承载城市轨道交通各种低速数据业务、信号系统、闭路电视监视、信息网络、综合办公、AFC 等各种城市轨道交通综合业务。

2.2 3 种组网方案比选

方案1 中，通过一体化的传输平台承载了所需的各种业务并进行环路自愈保护，实现统一维护管理。MSTP（内嵌RPR）技术有灵活高效的多业务接入、高效的带宽利用率，引入公平机制，提供多等级的服务，可以满足不同用户的需求。主要特点是利用SDH-VC 通道构建环网，根据实际需要灵活配置环网带宽；构建跨接多个物理光纤环的虚拟RPR 环，提高光纤资源利用率；在1 个平台承载实时性业务和非实时性业务时，方案1 比方案2 组网简单；具有快速的业务提供能力，新增业务只需对源和宿节点做配置，不需逐节点和逐电路地做配置和进行电路调整，极大地简化了业务配置和业务升级过程。

方案2 中，根据业务类型和需求的明显不同，由2 个传输平台分担了城市轨道交通业务信息的传送，由MSTP 设备组建的自愈环承载TDM 业务，由RPR 设备组建的IP 数据网承载闭路电视监视、AFC 系统等宽带数据业务，RPR 技术的特性能够满足实时和非实时数据业务需求，并确保数据业务传输的QoS。但缺点是需要2 套传输设备及维护管理设备，设备投资与MSTP（内嵌RPR）相比，价格较贵，且纯RPR 设备供应商较少，不利于系统招标。

方案3 的优点是采用时分复用技术实现了实时性业务、非实时性业务在1 个传输平台上；能直接提供城市轨道交通业务所需的接口型式，网络结构简单，完全实现了网络和业务的综合化和网络管理一体化；该方案在城市轨道交通建设中采用较多，设备较成熟。但缺点是OTN 设备的节点机业务接口槽位少（一般只有8 个），当业务接口需求多时，需要通过多个节点机叠加方式扩展接口；与非OTN 网络连接能力较弱。

从城市轨道交通传输网互联互通、传输制式前瞻性、网络可靠性、技术先进性、可扩展性、系统制式生命周期长和经济技术比最优化等方面考虑，通信传输系统采用MSTP（内嵌RPR）技术有较多优势，而OTN 技术可作为一个比选方案。

3 系统组网

3.1 传输网络

为保证系统安全可靠，通信传输网络按2 个物理环结构组网，以控制中心为汇聚点，在控制中心、车辆段、停车场和20 个车站分别新设1 套2.5 Gb/s MSTP（内嵌RPR）设备，控制中心预留与上级轨道交通指挥中心连接的接口。

3.2 环路保护方式

采用4 纤复用段保护方式。对于复用段倒换环，业务量的保护是以复用段为基础，倒换与否由每一对节点之间的复用段信号质量的优劣来决定，当复用段有故障时，在故障范围内整个线路倒换到保护回路；其环回保护倒换时间在50 ms 以内。

3.3 网络管理

通信系统的网络管理由3 层组成：网络管理层、网元管理层和网络单元层。

在控制中心设网元管理中心设备，管理全线的传输设备，主要完成配置管理、故障管理、性能管理、安全管理。网络单元层含在传输设备内部。网元管理中心设备预留与网络管理层连接接口。

3.4 网络同步

采用主从同步方式。在控制中心设置GPS＋BITS 设备，在控制中心的MSTP 设备同步信号从BITS 上接引，沿线MSTP 设备从STM-2.5 Gb/s 线路码流中提取时钟信号。传输设备内部时钟为备用时钟源。

4 结束语

在城市轨道交通工程中，通信传输系统是全部信息的传输媒介和整个城市轨道交通信息传输的中枢神经系统。由于工程建设周期比较长，因此组网方案不仅要考虑技术的成熟性和可靠性，还要考虑传输制式的前瞻性和先进性，同时还需根据具体线路传输业务需求等实际情况，兼顾经济技术比最优化等方面进行综合选择和确定。

[1] 李伟章，徐幼铭，林瑜筠，等.城市轨道交通通信[M].北京：中国铁路出版社，2008.

[2] 孔文龙.地铁通信传输系统方案分析[J].科技资讯，2008，（11）.