轨道交通通信传输系统的技术与方案选择

摘要：轨道交通通信传输系统是一种以光纤宽带为基础的数字传输网络，它的作用是多方面的，不仅能为轨道交通各种业务信息提供传输通道，还可以让工作人员及时收集信息、掌握情况，根据所反馈的信息进行合理决策，提升工作效率。现从轨道交通通信传输系统的技术要点出发，浅析传输系统在不同需求时的不同方案选择。

关键词：轨道交通;通信传输系统;方案选择

0    引言

本文先对传输系统的概念进行简单阐述，分析轨道交通通信传输系统现状，进而进行技术比对，说明综合业务传输在轨道交通通信中的优势，可为以后轨道交通通信技术的发展提供有价值的参考。

1    轨道交通通信传输系统现状

1.1    传输系统概述

轨道交通通信网络关乎整个轨道交通事业的安全，在轨道交通通信网络中，最为重要的子系統就是传输系统，作为轨道交通通信系统的核心骨干，其安全可靠性直接影响各种业务系统的稳定性和可用性。传输系统的技术发展是通信专业发展的标志，安全可靠、经济适用是通信传输系统的衡量准则。传输系统能够将接收到的数据、图像等信息通过自身调试，变成信号传输出去，并且运维简便，提高了工作效率。

1.2    传输系统的业务需求

通信传输系统作为轨道交通各种业务信息的基础承载平台，其功能是为通信系统的各子系统及其他自动控制管理系统提供控制中心、车站、车辆段/停车场之间的信息传输通道。传输的信息有语音、数据、图像三种类型。（1）语音信息包括公务电话、专用电话、无线通信等。（2）数据信息包括时钟、OA、PIS、AFC、ATS及网管信息等。（3）图像信息包括CCTV、PIS等。

为了适应多变的轨道交通情况，传输系统需要具备可维护性和自我保护机制，以此来保证系统正常运行。除此之外，还要保证系统具有多业务接口，满足运营的不同需求。

1.3    传输系统的建设诉求

面对智慧地铁时代的到来，需要引入新的技术，才能迎接地铁传送网面临的挑战。当前传送网的主要诉求为：

（1）超大带宽。随着安防要求的提高、云化带来的数据存储位置上移以及线网融合、NOCC等概念的出现，当前通信系统带宽需求大大增加，部分传输技术最大传输速率仅为10 Gb/s，已不满足当前轨道交通发展需求。

（2）高可靠、高安全。在信息传输的过程中能够有效解决干扰，出现故障时系统倒换时间小于50 ms，从而保证信息能够实时传递。同时，随着云平台的普及，网络云化、开放、智能化，对骨干网的安全性也有了更高要求。

（3）易运维。随着线路的不断增加，改善维护手段、具备智能运维手段，运维可视化、降低运维成本成了运营的主要诉求。

（4）可扩展。网络应具备弹性，适应轨道交通业务快速发展和轨道交通网络远期发展需求。

2    常用传输技术分析

根据传输技术在轨道交通领域的应用以及传输技术自身发展的情况，当前适用于轨道交通的传输技术体制主要有以下几种：

2.1    MSTP（多业务传送平台）

作为一项综合很多优点的技术，MSTP被广泛应用于传输系统。MSTP技术的依托是SDH技术，通过虚级联和通用成帧规程等技术，达到高速传播信息的要求。经过不断创新和发展，科研人员已经研发出了以MSTP为基础的MSTP+技术，通俗地来说，这项技术是MSTP+PTN这两项技术的重组和融合。如果从硬件的组装上来看，MSTP+就是将交叉板进行了重组和改造，实现了MSTP和PTN这两项技术的相融，也就达到了高效处理信息的目的。与此同时，它既保证了TDM的性质，又节约了成本。

与以往的MSTP技术相比，科研人员新研发的MSTP+技术满足了宽带增长的实际需求，但是作为传输技术之一，MSTP+并不是IP数据传输的最佳方式。

2.2    PTN（分组传送网）

PTN是多种技术的融合，因为这项技术支持双向对点连接通道，实现了传输和数据的有机融合。它的主要承载对象是以太网，传送的单位是分组，PTN还将TDM和ATM等技术进行了融合，其结合MSTP的理念和优点、分组架构的基础，完成了多种方式的互联互通。以太网业务完成对QoS的引入，是PTN的重要功劳。以互联网为依托，采用分组环和PBT技术，能够保证信息的传送，确保了保护倒换。PTN的发展前景极其广阔，因为这项技术是时代发展的必然，并且由于应用的广泛性，其必将逐渐成为轨道交通通信传输的核心解决方案。

2.3    OTN（光传送网）

区别于以上两项技术，OTN又名光传送网，是轨道交通通信系统中下一代骨干型传送网技术。作为新兴的技术，它的基础是波分复用技术，所依附的网络形式是光层组织网络。从轨道交通通信的整体使用情况上来看，OTN已经得到了较大规模的应用。OTN所涵盖的技术分支非常多，如分层、保护恢复和串联连接监视等。相比于轨道交通通信的其他传统技术，OTN的带宽更大，信息的安全性也更高，并且时延也较小。

就目前的状况来看，轨道交通通信技术的数据业务呈现出急剧增长的态势，IP业务的数量增长速度极快，特别是核心节点的增长量。要想使IP网络资源利用率最高，就必须保证通信传输网络运行的高质量，这就需要加强对中继电路的使用，通过利用OTN技术来确保大颗粒业务的安全，保障信息的可靠传输，完成调度任务、专线任务及其他业务的传送。

3    轨道交通通信传输系统的方案选择

在前述分析的基础上，对OTN、PTN、MSTP+的主要优缺点进行比较，如表1所示。由表1可知，PTN方案仅在武汉11号线东段一期工程使用。MSTP+产品在轨道交通行业处于快速发展期，为市场主流技术。OTN产品在国内轨道交通领域已有不少案例，包括北京17、19号线，上海14、18号线，广州1～5号线公安系统上层网改造，深圳6、10号线等。

基于上述对各项技术的业务承载能力、带宽利用率、成熟度和发展前景以及价格的比较可知，轨道交通通信传输技术的选择，要符合技术的发展方向，这种选择并不是单一的，要结合实际所需和技术的优缺点进行优化整合。由于目前城市轨道交通基于云平台技术和全自动驾驶技术的发展对带宽和扩展性的要求越来越高，OTN或将成为未来轨道交通传输系统的主流技术。

4    结语

如今，人们出行时对于轨道交通的选择日益增加，所以必须做好轨道交通的后勤安全保障。而在轨道交通中，良好的通信系统是列车安全运行和乘客生命安全的一道保护屏，所以一定要对轨道通信系统进行整合优化，结合发展需求，综合运用多种技术，采取合理、经济、安全的技术，保障轨道交通通信传输系统运行的安全和高效。

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[4] 谢俊.浅谈光传输网（OTN）技术[J].中国新通信，2014（21）：38.

收稿日期：2020-05-13

作者简介：耿君毅（1991—），男，湖北武汉人，助理工程师，从事轨道交通通信系统设计工作。