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摘要：軌道交通通信系统是直接为轨道交通运营、管理服务的，是保证列车及乘客安全、快速、高效运行的一种不可缺少的信息化、自动化、智能化的综合系统。通信系统的传输子系统作为城市轨道交通通信网络的重要组成部分和信息传输载体，主要用于承载数据、语音、图像等运营管理信息。其中绝大部分信息与行车和运营相关，因此，一般在设计过程中着重对传输网络进行方案比选，以确保整个通信系统的可靠、成熟、先进和经济合理。
关键词：城市轨道交通；通信传输系统；组网方案
1、城市轨道交通通信系统传输网络技术分析
1.1 ATM技术
ATM即异步传递模式，它采用基于定长信元的面向报文分组的异步传递模式，每个信元通过一条虚拟电路进行传输，路由的选择由信元头中的标号决定。传输的分组是固定53字节长度的信元，信元之间无间隔，每一信元的头5个字节包含网络信息，其余48个字节则是用户信息。它将信源中的各种网络业务流（语音、数据及图像）进行分段，加上虚通路识别符（VPI）、虚电路识别符（VCI）及少量的控制信息，形成统一的53字节定长信息包，在网络中进行传输和交换，信息到达目的地之后再进行重新装配，恢复与信源一致的业务流，这样就实现了业务信息的透明传送。
1.2 OTN技术
OTN传输技术的主要业务，是快速和高质量地进行音频、中低速数据、E1、10Mb/s/100Mb/s以太网、视频（M2JPEG、MPEG22/4、H1264）及宽带广播（15kHz）信号传输。由于采用了一次复用机制，在占用较少开销比特数（不到2%）的情况下，综合不同的网络传输协议，集成多种用户接口，一体化地实现低速和高速信息的接入和传输。该传输网的自愈能力强，网络管理机可在网络中任何一个节点接入，对全网进行管理；能够通过软件实现带宽分配，对于视频信道的传输可以做到按信道切换。近年来，OTN系统在OTN22500Mb/s设备上开发了622Mb/s光收发模块，能与SDH/MSTP相连，因此目前OTN网络设备与标准通用传输设备的互连、互通技术有了新的进展和提高，接口瓶颈取得了突破，OTN系统的发展动向值得进一步关注。
1.3 MSTP技术
MSTP技术源于SDH（同步数字分级系统），还支持PDH（准同步数字传输系统）、POS、以太网、ATM（异步传输模式）、DDN（数字数据网）等透传、二层交换的功能，通过多业务汇聚方式实现业务的综合传送，通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理，已在我国多条城市轨道交通线上得到应用。MSTP与RPR相结合的方式，既能保证大量的TDM业务对传输性能的要求，同时又融合了RPR技术对以太网数据业务高效的处理功能，被视为城市轨道交通传输系统的主流技术。
2、城市轨道交通通信传输系统网络化组网
2.1传输网组网方案
方案一：以若干个区域式控制中心，构成城市轨道交通线网传输网的骨干传输层（包括了A、B、L型车控制中心），总计4～5个区域式控制中心作为骨干传输交换节点。各线构成城市轨道交通线网传输网的汇聚接入层，各线的控制中心作为传输汇聚接入交换节点。方案二：以现在及今后拟建的各线和区域控制中心作为骨干传输交换节点，构成城市轨道交通线网传输网的骨干传输层。各线构成城市轨道交通线网传输网的汇聚接入层。方案三：如果是多个互不隶属的运营公司，每个运营公司各管一条或数条地铁线路，在这种情况下，各线可在各自线路的控制中心，构成本线接入层传输交换节点，并可根据需要在本运营公司所辖线路的接入层传输交换节点间组成环网实现互通。如果有需要，还可在若干个运营公司的环网中各选一个汇聚传输交换节点，组成城市轨道交通线网传输网的骨干传输层，其系统构成示意图见图1。
2.2业务的扩容方案
当骨干层需新增以太网业务时，可在现有的MSTP+RPR网络结构下，进行业务的扩容。当在汇聚（接入）层新增一个以太网业务终端时，利用现有的SDH接口，将新业务与SDH网络直接对接，不需要对SDH设备做任何改动。新的业务终端采用10M/100M以太网接口，利用RPR设备将以太网接口数据转换为155M数据流，通过光纤传输后，在骨干传输网的SDH设备端使用RPR设备将155M数据转换为若干E1接口数据，与SDH设备的E1接口对接。如果接入的是多个以太网业务节点，可利用双向光纤链接多个RPR板卡，组成一个155M的RPR环网，如图2所示。当系统带宽升级时，只需将两节点间的光接口断开，更换为更高速率的光接口板，就能实现两节点间的带宽升级。即使在更换光接口板时，系统也并不中断业务传递，会自动进行反方向链路的业务传递。若在两节点间增加新的节点，只需断开原两节点的链接，插入新的节点分别与原两节点链接即可。与采用分组交换体系的以太网交换机不同，RPR采用分组ADM体系，这使得环上的分组处理过程大大简化。对环中的每个节点，如果数据流的目的地不是本节点，这个数据流会向前传递，而不必进入交换队列进行等待。这种结构使得RPR可非常高效地对本地数据包进行上、下路传输，从而实现高速率的网络流量。另外，TDM业务可直接加载在其相应的VC（虚拟通道）上处理，对TDM类业务也不会带来影响。RPR占用的SDH通道带宽可根据需要灵活配置。随着未来数据业务的不断增长，可在SDH网络中逐步增加分配给RPR的带宽，无需更新设备就可实现网络的升级。
3、结束语
随着轨道交通的网络化，各条轨道交通线路间已有联网业务需求。建设一个统一的、高效的轨道交通传输网的骨干传输层，将使各条轨道交通线需联网的业务，可在这个公共的传输平台上实现互通，有效利用了网络资源和投资资金。因此，构建一个结合传统业务和未来业务的多业务网络，实现语音、数据和视频业务在同一个网络的综合传输，将是一个必然的趋势。
参考文献：
[1]PTN技术在本地传送网中组网探讨[J].刘江浩，牟春波，陈辉.现代电信科技.2012（06）.
[2]通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展[J].蒋建军.中国新通信.2016（09）.
（作者单位：成都地铁运营有限公司）
关键词：城市轨道交通；通信传输系统；组网方案
1、城市轨道交通通信系统传输网络技术分析
1.1 ATM技术
ATM即异步传递模式，它采用基于定长信元的面向报文分组的异步传递模式，每个信元通过一条虚拟电路进行传输，路由的选择由信元头中的标号决定。传输的分组是固定53字节长度的信元，信元之间无间隔，每一信元的头5个字节包含网络信息，其余48个字节则是用户信息。它将信源中的各种网络业务流（语音、数据及图像）进行分段，加上虚通路识别符（VPI）、虚电路识别符（VCI）及少量的控制信息，形成统一的53字节定长信息包，在网络中进行传输和交换，信息到达目的地之后再进行重新装配，恢复与信源一致的业务流，这样就实现了业务信息的透明传送。
1.2 OTN技术
OTN传输技术的主要业务，是快速和高质量地进行音频、中低速数据、E1、10Mb/s/100Mb/s以太网、视频（M2JPEG、MPEG22/4、H1264）及宽带广播（15kHz）信号传输。由于采用了一次复用机制，在占用较少开销比特数（不到2%）的情况下，综合不同的网络传输协议，集成多种用户接口，一体化地实现低速和高速信息的接入和传输。该传输网的自愈能力强，网络管理机可在网络中任何一个节点接入，对全网进行管理；能够通过软件实现带宽分配，对于视频信道的传输可以做到按信道切换。近年来，OTN系统在OTN22500Mb/s设备上开发了622Mb/s光收发模块，能与SDH/MSTP相连，因此目前OTN网络设备与标准通用传输设备的互连、互通技术有了新的进展和提高，接口瓶颈取得了突破，OTN系统的发展动向值得进一步关注。
1.3 MSTP技术
MSTP技术源于SDH（同步数字分级系统），还支持PDH（准同步数字传输系统）、POS、以太网、ATM（异步传输模式）、DDN（数字数据网）等透传、二层交换的功能，通过多业务汇聚方式实现业务的综合传送，通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理，已在我国多条城市轨道交通线上得到应用。MSTP与RPR相结合的方式，既能保证大量的TDM业务对传输性能的要求，同时又融合了RPR技术对以太网数据业务高效的处理功能，被视为城市轨道交通传输系统的主流技术。
2、城市轨道交通通信传输系统网络化组网
2.1传输网组网方案
方案一：以若干个区域式控制中心，构成城市轨道交通线网传输网的骨干传输层（包括了A、B、L型车控制中心），总计4～5个区域式控制中心作为骨干传输交换节点。各线构成城市轨道交通线网传输网的汇聚接入层，各线的控制中心作为传输汇聚接入交换节点。方案二：以现在及今后拟建的各线和区域控制中心作为骨干传输交换节点，构成城市轨道交通线网传输网的骨干传输层。各线构成城市轨道交通线网传输网的汇聚接入层。方案三：如果是多个互不隶属的运营公司，每个运营公司各管一条或数条地铁线路，在这种情况下，各线可在各自线路的控制中心，构成本线接入层传输交换节点，并可根据需要在本运营公司所辖线路的接入层传输交换节点间组成环网实现互通。如果有需要，还可在若干个运营公司的环网中各选一个汇聚传输交换节点，组成城市轨道交通线网传输网的骨干传输层，其系统构成示意图见图1。
2.2业务的扩容方案
当骨干层需新增以太网业务时，可在现有的MSTP+RPR网络结构下，进行业务的扩容。当在汇聚（接入）层新增一个以太网业务终端时，利用现有的SDH接口，将新业务与SDH网络直接对接，不需要对SDH设备做任何改动。新的业务终端采用10M/100M以太网接口，利用RPR设备将以太网接口数据转换为155M数据流，通过光纤传输后，在骨干传输网的SDH设备端使用RPR设备将155M数据转换为若干E1接口数据，与SDH设备的E1接口对接。如果接入的是多个以太网业务节点，可利用双向光纤链接多个RPR板卡，组成一个155M的RPR环网，如图2所示。当系统带宽升级时，只需将两节点间的光接口断开，更换为更高速率的光接口板，就能实现两节点间的带宽升级。即使在更换光接口板时，系统也并不中断业务传递，会自动进行反方向链路的业务传递。若在两节点间增加新的节点，只需断开原两节点的链接，插入新的节点分别与原两节点链接即可。与采用分组交换体系的以太网交换机不同，RPR采用分组ADM体系，这使得环上的分组处理过程大大简化。对环中的每个节点，如果数据流的目的地不是本节点，这个数据流会向前传递，而不必进入交换队列进行等待。这种结构使得RPR可非常高效地对本地数据包进行上、下路传输，从而实现高速率的网络流量。另外，TDM业务可直接加载在其相应的VC（虚拟通道）上处理，对TDM类业务也不会带来影响。RPR占用的SDH通道带宽可根据需要灵活配置。随着未来数据业务的不断增长，可在SDH网络中逐步增加分配给RPR的带宽，无需更新设备就可实现网络的升级。
3、结束语
随着轨道交通的网络化，各条轨道交通线路间已有联网业务需求。建设一个统一的、高效的轨道交通传输网的骨干传输层，将使各条轨道交通线需联网的业务，可在这个公共的传输平台上实现互通，有效利用了网络资源和投资资金。因此，构建一个结合传统业务和未来业务的多业务网络，实现语音、数据和视频业务在同一个网络的综合传输，将是一个必然的趋势。
参考文献：
[1]PTN技术在本地传送网中组网探讨[J].刘江浩，牟春波，陈辉.现代电信科技.2012（06）.
[2]通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展[J].蒋建军.中国新通信.2016（09）.
（作者单位：成都地铁运营有限公司）