地铁通信传输系统

蔡宝勇

中铁十九局电务公司，北京 100000

城市化水平的提升带来了城市人口的急剧增加，人们的出行需求提高，私家车的行驶对城市交通了造成了极大的负担，城市急需一种有效的交通运输方式来改变目前的交通现状。而地铁作为一种安全、方便、快捷的交通方式，就正好满足了城市的需求。然而，地铁的建设是一项极其复杂的工作，要想保证地铁建设的顺利开展以及地铁建成以后的良好运行就必须加强对于地铁的研究。本文主要通过对地铁通信系统的子系统之一传输系统的分析，谈论了地铁运行的一个方面的问题。

1 地铁传输系统的相关问题分析

地铁是目前城市交通运行中一种较为高速便捷的运输方式，它不仅运输量大、安全舒适，还能够有效的降低能耗，减轻交通污染。而地铁通信系统作为地铁运行中的一个重要组成部分，在连接地铁运行的各个环节中发挥着不可替代的作用。地铁传输系统作为地铁通信系统的一个子系统，对于地铁通信系统作用的正常发挥是必不可少的。因此，对于地铁传输系统的研究是尤为必要的。本文接下来就通过对地铁传输系统的一些相关问题的分析，简单介绍一下目前我国地铁传输系统的现状。

地铁传输系统作为地铁通信系统的一个必不可少的环节，在地铁通信中构成了一个庞大的通信传输网络，对于地铁的正常运行起着极大的作用。它主要是为地铁通信传送一些快速、精确、可靠的信息，以满足地铁通信对于图像、文字、语言、数据等相关信息的需求。地铁通信过程中的许多环节都需要用到传输系统，比如地铁内的无线通信、有线电话、闭路电视、地铁时钟以及其他同步系统等，均需要传输系统信息的提供。由于地铁通信系统对于信息来源的可靠性以及信息传递的及时有效性要求非常高，传输系统需要具备的条件非常之多。

首先地铁传输系统必须有光纤数字设备作为信息传送的支撑，同时使用通道自愈的环网结构，以满足通信系统对于主备用通道信息传递的50m/s的要求，提高信息传递的可靠性。其次，地铁传输系统还必须具备各种接口，能够接入不同网络设备，及时接受传递相关信息。再者，地铁传输系统在建设伊始就已经确定了系统用户的种类以及用户数量，这两者一般不会再有太大的变更。除此之外，一个完善的地铁传输系统还必须同时满足实时业务以及非实时业务的工作需求。

就我国已经建成地铁交通的城市地铁运行状况来看，地铁传输系统的传统运输方式已经难以满足现代地铁交通的需求。目前，我国现有的地铁传输系统多是由光纤传输、无线集群通信、泄漏电缆传输、路站监控、路控电话等的子系统以及中继器构成，它们共同作用在地铁的信息传输中发挥着作用。这个通信过程一般通过以下几个步骤实现的：首先是调度员发出信息，经由控制中心及无线移动传递信号到集群基站，再由基站将信息通过电缆传送给各车站中继器，随后中继器把信号放大，再反馈给泄漏电缆，最终由相关人员接收信息。这样的传输方式只能满足工作人员信息的互相传递，无法满足公众的需求。因此，必须加强改进原有技术、不断探索新技术，以满足现代地铁通信系统对于信息传输系统的日益提升的需求。

2 地铁传输系统的相关传输方案

当今时代，人们对于地铁建设提出了越来越高的要求，地铁通信传输系统面临着技术改革的局面。因此，必须对现有的通信传输方式做一定的了解，以便于针对这些传输方案存在的优势及不足，对以后的传输方案做出优化的设计。接下来本文就分别介绍一下目前地铁传输系统应用的几个方案。

2.1 OTN——开放式的传输网络

OTN是针对专网研发设计的一种信息传输方案，它更适合在那些业务种类比较齐全但是数量较少的专用地铁网络中使用。这种传输网络还能够有效地满足用户开发专用电路接口的需求，但是，它的功能决定了它不能有效地实现联网。为此，西门子公司又研发出了一种基于SDH的互联标准接口，即E1、E3和STM-1接口，这样以来就大大的满足了互联的需求。OTN传输网络又进一步采用了复用方式将电信号调整为光信号，这样就可以对TDM发出的信息做出良好的反应。但是，这种复用方式具有极高的光信号收发板需求。除此之外，OTN网络节点的互联是通过光纤链路来实现的，这种光纤链路组成相互反向循环的一个环路，将各种节点都包含在内。这两个反方向的循环线路组成一个相互补充的工作模式，一旦其中之一损坏，另一个就可以及时地维持工作，从而达到环路功能自愈的效果。但是，这种系统的完善必须通过节点的叠加来实现，这就产生了极高的成本造价。

2.2 SDH——综合业务的传输方案

SDH是在上个世纪的90年代初实现商用的一种同步数字传输模式，这种模式安全可靠、可行性高，能够满足通用的需求，目前广泛应用于高铁、铁路以及电力、石油工程等方面，是现代的电信传输网络基础。SDH采用了全球统一的接口，能够保证各种设备的兼容，可以在整个过程中实现协调工作。这种传输方式还具备了网路自愈的功能，能够有效地提高网络资源使用效率。但是，SDH支持的方式是一种简单的点到多点之间的电路交换的方式，在网络开始启动后就要建立固定的传输链路，宽带利用率依旧是处于较低的水平。而且，这种传输方式也没有为宽带广播以及视频传输等安装直接的接口，在使用的时候必须同时配合其他的许多设备来使用，比较难以管理。

2.3 ATM——异步传输的模式

ATM作为一种异步传输模式，是为宽带综合业务的数字网络传播而设的标准信息传输方式。这种传输方式具有统一的全球网络节点，能够实现不同设备的兼容及联通，而且能够实现对宽带的动态分配，从而提高了网络利用率。除此之外，ATM使用了异步的时分复用传输方式，还能够支持多业务及多媒体的应用，尤其利于图像的传输，具备高端的网络管理效能。但是，ATM系统的自愈环在倒换时间的时候比较难以控制，很难通过路由器实现对于网络的迂回保护。与此同时，ATM管网需要不断地重新计算起终点的路由通道，根本无法实现50m/s的通信要求。

2.4 RPR——弹性分组环的传输技术

RPR是一种新型的传输模式，它以IP业务为基础，技术先进，而且能够有效地实现互联，其网络管理可靠、可行，并且能够支持传统的业务。这种传输模式对地铁所涉及的视频、语音以及各种数据等，都能够提供很好的网络组合方案。RPR采用的是环状的拓扑结构，结构简单，但是能够涵盖所有的节点、实现节点的顺利交换。它还使用了最优化的时钟信号发布方式，能够随时保持与网络的同步。但是，目前RPR研发还存在着厂家之间兼容互通的一些问题，没能够实现国产化，这样以来它的造价就相当高了。

3 各种传输模式的比较分析

通过对以上几种传输方式的分析，可以说，目前我国的地铁通信建设还没能找到一个切实有效的信息传输方式。OTN以及RPR的造价都相当高，而且OTN还只能应用于专网的信息传输，这样以来，这两种传输模式都无法在短时期内实现有效的应用。而SDH又是为固定的宽带分配而设置的，不能良好地应对现代复杂的业务需求，如果想要应用也必须先对其进行一定的改革。再说ATM，这种传输模式不能够有效地满足通信信息传递的速度需求，而且还需要多种网络的重复建设，造价也是非常高的。

由此可见，目前比较适用的便是新兴的RPR传输模式。但是，地铁设施作为一个原本就造价昂贵的交通设备，对于其建设已经不是普通的城市能够负荷的，它只能在某些大型城市实现。PRP价格之高，更是使得目前各个想要建设地铁交通的城市望而却步。所以，作为一个交通效果良好将来一定会大范围建设的地铁设施来讲，降低目前适用的信息传输设备的造价是一项非常紧急的任务。各个相关研究部门必须不断地研发新技术，以便于城市人群能够早天摆脱拥挤的交通状况。

4 结论

地铁作为一种新兴的城市交通方式，对于城市人群出行的交通需求是一种极大的满足。但是，由于其工程造价的高昂以及施工建设的复杂，目前在我国只有几个城市拥有地铁。因此，相关人员必须加大地铁技术的研发，使我国更多的城市居民能够享受到地铁带来的便利。而作为地铁建设最为重要的一个部分的通信建设，更是一项迫在眉睫的任务。不仅其他城市对于地铁通信系统有较高的需求，那些已建成地铁交通设备的城市也已经不能满足于旧有的通信系统。所以，必须加快对于地铁通信系统的完善。通信系统的关键环节信息传输子系统更是不可避免的成为研发和改进的重点，通过以上对于传输模式的分析，可见我国的地铁通信传输还存在着许多重大的问题，必须将这些问题切实地解决好，才能够将各个环节连接起来以进行更好的地铁建设。

[1]吴招锋，周俊，林必毅.地铁无线通信技术的探究[J].现代城市轨道交通，2010(3).

[2]胡昌桂.地铁 3G移动通信系统引入解决方案[J].铁道勘测与设计，2010(2).

[3]于荣新.地铁通信系统传输中易出现的问题及应对方案研究[J].中国科技财富，2010(8).

[4]张骞，张建辉，孙述桂，郭文龙，张小勇,潘福初.基于光通信技术的CPLD或FPGA ISP技术[J].光通信技术，2011(5).

[5]杜铮.中国移动集团大客户专线省际传送网的方案设计与实现[D].西安电子科技大学，2011.

[6]张育萍.城市轨道交通中通信系统传输技术比较与分析[J].现代城市轨道交通，2009(5).

[7]彭良勇，徐习博.基于MSTP平台的以太网技术在铁路客运专线中的应用[J].铁路技术创新，2010(5).

[8]第二届《信息安全与通信保密》杂志理事会暨第一届《通信技术》年会征文通知.信息安全与通信保密，2009(7).