关于轨道交通通信传输系统技术的分析与比较

【摘要】轨道交通通信传输系统作为轨道交通各类系统的信息承载网络，在轨道交通中起到至关重要的作用，是轨道交通通信系统的重要子系统，它将为其他通信子系统和信号ATS系统、自动售检票系统、综合监控系统以及旅客服务信息系统等专业提供可靠的、冗余的、可重构的、灵活的信道，并将成为保证地铁运行所必须信息的传输媒体。本文从轨道交通通信传输系统所承载的业务类型分析出发，选取目前主流的传输技术进行对比分析，最后给出相应结论，为今后轨道交通通信传输系统建设起到借鉴意义。

【关键字】轨道交通；通信传输技术；分析和比较

1、引言

传输系统作为轨道交通通信网络的基础设施，是通信系统的骨干，是最重要的通信子系统，它不仅为通信其他子系统提供信息传送服务，同时还为轨道交通中的各种控制系统提供信息传送平台，其安全可靠性将直接影响其承载的各种业务系统的稳定性和可用性；传输系统的容量及组网方式需考虑现有业务远期容量要求、新业务增加的要求和与其它各线路连接的要求。因此，传输系统技术必须具备可靠、冗余、可扩展、可重构和灵活的特性。

2、轨道交通通信传输业务类型分析

轨道交通通信传输系统需为通信其他子系统（如无线子系统、公务电话子系统、专用电话子系统、视频监控子系统、时钟子系统以及广播子系统等）和其他各类控制系统（如信号ATS系统、自动售检票系统、综合监控系统以及旅客服务信息系统等）提供控制中心至各车站、车场及车辆段之间的数据通道。

从上表可以看出，轨道交通中的业务类型呈现多样化的态势，既存在实时性要求高的语音业务、数据业务以及视频业务，也存在非实时性的语音业务、数据业务以及视频业务，其中，非实时性数据类业务占多数，实时性语音类业务占少数，而从笔者参与的建设项目来看，传输带宽需求占比最大的是数据类业务和视频类业务，且伴随着互联网技术的发展，数据类业务和视频类业务的带宽需求越来越大。

3、主流轨道交通通信传输系统技术分析

基于以上轨道交通传输系统业务类型的分析，轨道交通采用的通信传输系统技术需兼顾实时性和非实时性业务需求，同时也要满足大带宽的数据及视频业务需求，以下选取几种轨道交通主流的通信传输系统技术进行技术分析。

3.1基于SDH的多业务传送平台（MSTP）

MSTP对SDH、以太网及ATM等已有成熟技术的组合应用和优化，它是基于SDH，同时实现TDM、ATM、IP等多种业务的接入、处理、传送，具备宽带数据和图像的传输、汇聚和二层交换能力，并可提供统一的网络管理的多业务传送节点设备构成的传送平台。MSTP主要通过采用虚级联和通用成帧规程（GFP）技术對SDH进行改进，使其能够支持以太网业务，并提高带宽的利用率和灵活性。MSTP除具备传统SDH系统的所有优点外，还具备以E1为单位的子速率级联/捆绑功能以及以太网/ATM二层交换功能，支持以太环网、组播等功能，直接提供视频（属于宽带数据）所需的4Mb/s～10Mb/s的速率接口、10M/100M/1000M以太网接口以及ATM等的高速接口，基本上可以使用户业务得到端到端的透明传输，满足近期可以预见的多业务传送的需要。

同时，随着 MSTP技术的发展，MSTP（内嵌RPR）基于SDH平台，既能保证目前大量的TDM业务对传输性能的要求，也融合了RPR技术对以太网数据业务高效、动态的处理功能，将不同业务以最适合的承载方式集于一体。

3.2开放式传输网络（OTN）

OTN作为一种专利保护通信系统，综合了传输和接入的一体化光纤传输设备，它也采用时分复用技术，但帧结构和映射方式与SDH不同，目前可提供150Mb/s、622Mb/s（或600Mb/s）、2.5Gb/s和10Gb/s的传输容量，可实现语音、宽带音频、综合数据、计算机局域网和视频等多种业务的综合传输和接入。OTN已在国内多条城市轨道交通项目的传输系统中采用。它可综合不同的网络传输协议，满足目前所需的多种接口要求（如：RS232/RS422/RS485、2W/4W、E/M、2B+D、30B+D、E1、10M/100M以太网、视频及宽带广播等接口）；OTN将多种接口卡集成在一起，能实现集中维护管理，设备维护方便，可靠性高，尤其是其对以太网业务和视频（M-JPEG）业务的传输及交换体现得比较有特色。

3.3分组传送网（PTN）

PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成，可以实现传输级别的业务保护和恢复；继承了SDH技术的操作、 管理和维护机制，具有点对点连接的完整OAM，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力；完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心 IP业务；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA等优点。

4、技术比较

以上三种主流的传输技术因其自身的特点基本上都能在某种程度上解决目前轨道交通中各类业务需求，但也存在各自的不足之处，具体分析如下：

4.1MSTP技术

该技术在轨道交通中运用的案例很多，如如广州、北京、上海、武汉等城市轨道交通都有很好运用，且支持的厂家多，性价比高，其存在的缺点主要表现在MSTP只能实现TDM、ATM、IP业务的综合接入、传送，不具备IP业务的三层交换功能；无法完全满足各类信息系统网络互联服务涉及的大规模IP数据多点交换的要求，只能说MSTP可以实现IP数据的传输，但MSTP并不是实现IP数据传输的最好的方式。

4.2OTN技术

该技术在国内外广泛的应用案例，能很好的支持轨道交通内各种业务类型，而且不需要增加接入设备，同时设备简单、组网灵活、集中维护方便，但作为专利产品，系统开放程度低、兼容性差、价格昂贵且不易控制，售后服务对原厂依赖性高。

4.3PTN技术

该技术很好的解决了纯IP技术不能提供真正QOS的缺点，随着轨道交通内各类业务逐渐IP化的趋势，该技术应该会有很好的应用前景，目前在轨道交通行业内还缺少成熟应用案例。

5、结论

从以上对比分析可以看出，每种传输技术都有着自身的优点和缺点，具体选用哪种传输系统技术需要结合各地轨道交通建设具体情况从业务类型特点、技术兼容性以及建设维护成本等方面综合考量。轨道交通建设通常为线网化建设，建设初期就应该着手传输系统线网化建设的技术规划，只有提前考虑全面，在线网化的建设中才不会受制于技术，做到真正的互联互通。

参考文献

[1]翁奕民；MSTP技术在轨道交通的应用；大科技；2014年04期

[2]吴国球；OTN传输系统在轨道交道中的应用；华东科技：学术报；2013年03期

[3]侯辛；PTN技术特点与组网应用；中国通信学会第六届学术年会论文集（中）[C]；2009年

[4]李勤超；城市轨道交通通信传输系统应用；都市快轨交通；2012年02期

作者简介：吴忠坦（1983-），男，工程师，主要从事轨道交通通信设计、弱电系统技术管理工作。