傳輸技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用
郭祥壽
摘要介紹了城市軌道交通傳輸系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)類型。對(duì)適合城市軌道交通的各種傳輸技術(shù)及在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用作了比較。分析了城市軌道交通中現(xiàn)有通信業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。單一的傳輸技術(shù)已很難滿足軌道交通業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng),提出推薦采用MSTP(多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái))和RPR(3單性分組環(huán))兩種傳輸技術(shù),以充分發(fā)揮各自的優(yōu)越性,取長(zhǎng)補(bǔ)短。
關(guān)鍵詞城市軌道交通,傳輸技術(shù),通信業(yè)務(wù) 隨著城市軌道交通(以下簡(jiǎn)為“城軌”)的發(fā)展,傳輸技術(shù)在城軌領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其采用的技術(shù)體制各異,如何有效地利用傳輸技術(shù)體制,使其能有效地與城軌的業(yè)務(wù)特點(diǎn)相結(jié)合,已成為城軌通信技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。 目前城軌傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)主要有:程控中繼(G.703)、無(wú)線中繼(G.703)、調(diào)度中繼(G.703)、電力監(jiān)控視頻系統(tǒng)(G.703)、電視監(jiān)控(802.3)、廣播系統(tǒng)(15kHz、802.3)、時(shí)鐘系統(tǒng)(RS422、802.3)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(802.3)、列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(802.3)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(802.3)、門(mén)禁系統(tǒng)(802.3)等。 近幾年來(lái),新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)對(duì)傳輸帶寬提出了更高的要求,如數(shù)字化視頻信號(hào)、乘客信息顯示系統(tǒng)(PIDS)等。這些業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大,尤其是PIDS,存在突發(fā)性的數(shù)據(jù),通常需要在一定的時(shí)間內(nèi)完成大量的數(shù)據(jù)傳輸。 從以上這些業(yè)務(wù)可以看出,TDM(時(shí)分復(fù)用)業(yè)務(wù)以及以太網(wǎng)業(yè)務(wù)已成為城軌交通傳輸承載的主要業(yè)務(wù),而且兩者都占較大的比重。其中,TDM業(yè)務(wù)一直沿襲了傳統(tǒng)的業(yè)務(wù),主要是2M中繼業(yè)務(wù);但以太網(wǎng)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)迅猛,對(duì)傳輸系統(tǒng)的帶寬要求越來(lái)越高。因而從現(xiàn)在城軌業(yè)務(wù)來(lái)看,如何合理地選擇傳輸技術(shù),充分發(fā)揮各傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì),就顯得非常重要。 根據(jù)城軌業(yè)務(wù)的特點(diǎn),適合城軌各種業(yè)務(wù)傳輸?shù)募夹g(shù)主要有:基于SDH(同步數(shù)字傳輸序列)的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)(MSTP)、開(kāi)放式傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)系統(tǒng)、異步傳輸模式(ATM)以及RPR(彈性分組環(huán))技術(shù)。 1 基于SDH的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP MSTP技術(shù)源于SDH,經(jīng)過(guò)近幾年的不斷發(fā)展,已經(jīng)囊括PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸)、SDH、POS(基于SDH的數(shù)據(jù)包)、以太網(wǎng)、ATM、RPR、SHDSL(對(duì)稱高速數(shù)據(jù)用戶線)、DDN(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng))等技術(shù)于一體。現(xiàn)在的MSTP已經(jīng)發(fā)展到第三代產(chǎn)品,能為以太網(wǎng)業(yè)務(wù)提供QoS(業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量),能夠提供多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接、用戶隔離和帶寬共享等功能。 MSTP主要是通過(guò)通用成幀過(guò)程(GFP:GeneralFrameProcess)協(xié)議、VC虛級(jí)聯(lián)技術(shù)以及LACS(鏈路容量調(diào)整機(jī)制)對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)高效率的傳輸。 盡管MSTP能提供各種以太網(wǎng)接口以及L2(2層交換)功能,但其本質(zhì)上仍是基于TDM的技術(shù),不能動(dòng)態(tài)分配信道帶寬,不太適合具有“突發(fā)業(yè)務(wù)”特點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此,MSTP今后的主要用途仍然是提供TDM電路。其提供數(shù)據(jù)接口的功能應(yīng)該說(shuō)只是一種過(guò)渡措施,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的解決方案應(yīng)依賴基于分組交換的技術(shù)。因此,MSTP技術(shù)的市場(chǎng)定位應(yīng)該是以TDM業(yè)務(wù)為主、以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為輔。 MSTP技術(shù)在城軌中應(yīng)用較多,如廣州地鐵的3號(hào)線、5號(hào)線。 2 OTN系統(tǒng) OTN是德國(guó)Siemens公司開(kāi)發(fā)并在全球?qū)I(yè)網(wǎng)投入使用的光纖傳輸技術(shù)。它仍然采用了TDM技術(shù),屬于同步傳輸體系。OTN的自愈能力強(qiáng),可在網(wǎng)絡(luò)中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)管理機(jī),對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行管理;能夠通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)帶寬分配,對(duì)于視頻信道的傳輸可以做到按信道切換。主要不足是:OTN傳輸技術(shù)是獨(dú)家產(chǎn)品,技術(shù)支持受限。 近年來(lái),OTN系統(tǒng)在OTN-2500Mbit/s設(shè)備上開(kāi)發(fā)了視頻圖像接口(M-JPEG或MPEG-2),使其在軌道交通的應(yīng)用較多;另外,為OTN-2500Mbit/s開(kāi)發(fā)的622M光收發(fā)模塊與SDH相連,使OTN設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)通用傳輸設(shè)備的互連、互通技術(shù)有了新的進(jìn)展和提高,接口瓶頸取得了一定突破,未來(lái)的發(fā)展值得關(guān)注。 OTN這種獨(dú)家的專用技術(shù),使其在專用網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用很多,在城軌中的應(yīng)用案例也很多,如廣州地鐵、上海地鐵、深圳地鐵、重慶輕軌、天津輕軌等。 3 異步傳輸模式(ATM) ATM是ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟組織—通信)在20世紀(jì)80年代為B-ISDN(寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng))定義的傳輸技術(shù),是一種基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的面向接續(xù)的技術(shù)。 ATM的技術(shù)特點(diǎn)是能根據(jù)業(yè)務(wù)的需求分配網(wǎng)絡(luò)帶寬,使得網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率提高;具有嚴(yán)格的QoS保障,有良好的流量控制均衡能力及故障恢復(fù)能力,網(wǎng)絡(luò)可靠性高。