浅谈地铁通信传输系统的技术选择

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　　[摘 要]通信传输系统是地铁通信系统的核心，传输系统的性能无论是对通信系统还是对整个地铁系统都有很大影响。本文主要介绍了几种应用比较广泛的传输系统技术，并对这几种技术做了技术上和经济上的比较，最后提出了提高地铁通信传输系统的技术安全的措施。 
　　[关键词]地铁通信；传输系统；数字化传输技术；ONT；安全 
　　中图分类号：U285 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0270-02 
　　一 通信传输系统概述 
　　它是一个以光纤和双绞线为传输介质的综合数字信号通信网络；它负责轨道通信系统中的各列车自行控制、售票检票、乘客信息、监控防灾等多项功能，能及时发现问题和通报问题，传输数字信号或者音频视频等信息，是保障轨道正常运行、安全行驶、乘客安全的重要保障。随着对轨道通信技术的要求越来越高，快速安全的数字技术（即ip 网络） 已经完全代替了传统的网络技术。随着文化科技的发展，列车不仅是数字信号的传输，还有对音频、图片及视频处理的数据越来越多，要求也越来越高，则对于发展更加快及大数据的通信传输技术成了必要。 
　　二 通信传输系统特点及组网 
　　（一）地铁通信传输系统特点 
　　1、适应性强 
　　地铁通信系统既符合通信系统的规范又有轨道的特殊性。也就是既能传输普通的通信信息又能有特殊的业务流量。 
　　2、具有可扩展性 
　　随着科技和生活的要求，地铁通信系统在不断扩展，地铁通信技术也要不断地扩大和完善，既要满足当前的网络通信现状又要满足以后轨道扩展，因此，具有可扩展性。 
　　3、具有可靠性 
　　为了保障列车正常运行及乘客安全或者站点及停车场安全等，则所传输的信息必须具有高可靠性、高速率等特点。 
　　（二）通信传输系统组网 
　　地铁通信系统的组网可以说和一般网络的组网大体相同，但由于地铁通信系统的特殊性，导致了地铁通信组网的特性。 
　　1、要考虑地铁线路的方向性，是贯穿南北的还是东西走向的。地铁线多长，有多少个站点，几个主控制站点，几个停车场等等这些线路问题。然后考虑购买哪些设备组网。 
　　2、目前多数通信系统基本上采用的是局域以太网，大多是带宽共享的方式。 
　　3、根据具体情况来构建网络是采用星型拓扑还是网状或者环型等等。 
　　三 当前我国地铁通信传输系统技术选择的现状 
　　地铁是城市交通的重要方式，具有运输量大、安全舒适和节能减排的优点，在交通运输行业发挥了重要的作用。作为地铁运行的重要环节之一的地铁通信系统，对地铁的发展发挥着至关重要的作用，为地铁通信传送信息，做到快速、精确和可靠，进而满足地铁通信的需要。在地铁的发展中，存在有线电话、闭路电视以及其他同步系统，这就需要借助信息的传输，在保证信息来源可靠性的基础上进行信息的传递。 
　　就我国地铁通信传输系统技术的应用发展而言，取得了很大进步和发展，主要是对光纤数字设备进行了有效的应用，提高了工作的效率和质量。然而，由于各个方面的限制，我国地铁的运行难以满足当代社会发展的需求，传统的传输方式相对来说比较落后，不符合现代地铁交通的要求。另外，在信息传输的流程方面还存在着很大的缺陷，一般而言在信息传输中，在调度员发出信息以后，由控制中心到集群站到各个车站的中继器，进而把信号放大，传送给接收信息的人员。这种传输方式虽然满足了工作人员之间的信息传递，但是对公众的需求无法满足，需要改进技术，不断进行技术的创新，满足日益提升的需求。 
　　四 地铁通信传输系统的技术选择 
　　（一） 常见地铁通信传输系统的技术 
　　1、数字化传输技术 
　　传统使用的数据同步技术（PDH）中存在很多弊端，如，系统结构比较复杂、冗余过程出现的故障点、安全可靠性较差等，达不到当前地铁通信传输的需求。而数字传输技术（SDH）却可以弥补这些缺陷，更好的实现地铁通信传输工作的有效性，并且，该技术是综合了精准与复用的交叉连接，以及凭借着光纤技术使信息达到同步，实现快速传输的效率，而且数字传输技术的兼容性也比较好，可以与地铁通信传输中的各个传输设施有着良好的互通作用，还可以建立科学的信息机构，是地铁通信传输中应用的主要技术。 
　　2、OTN传输系统技术 
　　OTN 传输技术是一种开放式网络传输系统，该系统主要应用在地铁领域，集成了系统所需的接口和功能，该传输技术具有网络统一化管理、对业务一步复用、信息传输和接受一体化系统、集成了多个专业的接口等特点。 
　　该系统主要由四部分组成，一是接口模块，顾名思义是系统之间相互联系的结构设备，是 OTN 传输系统中重要的组成部分；二是网络管理系统，是利用 windows 系统与 PC 机的结合，再通过 NT 平台来将通讯界面图形化，具有可移动性、操作便利性等，可在地铁通讯传输网的各个节点进行管理和联结；三是宽带光纤环适配器，主要起到信息传达的作用，将收取系统中各个模块的信息通过光信号传播，将其传达到各个接口模块；四是节点机箱，是利用相关的传输设备，对所有接口的信号进行传输和交换的作用。 
　　该技术在地铁通信传输中应用的也极为广泛，操作简单、运行快速、无需其他辅助设备等特征，但是，该技术系统却存在缺陷，售后过于复杂，而且售后对技术系统维护处理时，必须由出厂商来执行，相对于其他技术系统来说消耗的资金也比较高。 
　　3、多生成树协议传输技术 
　　多生成树协议传输技术又名 MSTP 传输技术，该技术是一种多项传输技术，是基于 SDH 技术基础上引用发展的。该技术在运行的过程中，可将传输的 SDH 复用器、WDM 终端、DXC 等地铁通信传输中应用多个独立的设备集成到统一的网络设备上，这便于多个设备的控制和管理，而且通过对设备的统一管理还能省去很多人力。该系统在局域网中使用具有较强的优势，是局域网中应用的主流技术，可实现对地铁通信传输中的多个网络节点的融合的作用。该技术具有对运行用户有着独立生成树协议的特点，而且，应用环境也很广，可以在自适应、全双工等模式下运行，可以对运行中对 MAC地址学习的功能。 　　第三代MSTP技术最明显的特点是引入了RPR over SDH，以及引入MPLS保证QoS并解决接入带宽公平性的问题，支持虚级联和链路容量自动调整（LCAS）机制，支持多点到多点的连接。MSTP技术可实现城市轨道交通系统通信网络和业务的综合化和一体化。既简化了网络层次，提高了带宽的使用效率，又降低了通信系统的运营维护成本，可供选择的厂家较多。MSTP技术已经成为轨道交通通信网传输系统制式的选择之一。 
　　4、ATM 传输技术应用系统 
　　该技术可以兼容和联通多种不同的设备，实现相互之间信息传输的作用，主要是以宽带为综合业务进行数字网络的传输方式，该传输技术具有全球网路节点的统一性，可以对宽带传输进行动态分配，有效的提高了地铁通信传输中的网络利用率。 
　　另外，ATM 传输技术具有异步复用的信息功能，可以支持多媒体以及更多业务的应用，在地铁通信传输中会涉及到一些图像的传输，而该传输技术具有的网络管理效能对图像的传输非常有利。可是，ATM 传输技术也存在一定的缺陷，该系统在自愈环中倒换的时间无法做到准确的控制，这也导致很难实现路由器的迂回保护的作用，而且，该技术在使用中需要不断的对 ATM 管网的起始点进行重新计算，在这种情况下的通信速率根本达不到地铁通信传输的要求。 
　　5、弹性分组环技术 
　　弹性分组环技术（RPR） 是一种新的及为IP 数据传输的光纤数据传输。为了优化数据分组或者数据包，来提高通信效率，采用的是基本的环形组网。RPR的优点为：一带宽利用率高，利用统计技术给用户分配带宽。二能支持突发数据及优化数据分组。三能保证数据实时性，通过不同等级及环保保护功能。四实时性和采用同步数字序列的异步传输网络技术的实时性性能相同。 
　　6、IP 网络技术 
　　目前网络数据的传输基本上都是基于地址的，无论是IP 地址还是端口地址或者MAC地址。它的传送时间和恢复时间比较长，则承载能力不如前面的网络技术。IP 技术一般设计在秒级，可以选择路由，可以保护网络结构。对于IP 技术的接口而言，不支持音频等低速率接口，如果是高速率接口还有配置辅助设备。 
　　（二） 对地铁通信传输技术的选择 
　　上述阐述的集中地铁通信传输技术中，每一项传输技术都有着各自的特征和一些缺陷，如，数字化传输系统（SDH）传输技术虽然能通过固定的宽带进行分配设置，但是，该传输技术在维护中特别复杂；而开放性网络传输技术（OTN）必须采用专用网络，才能实现信息传输的功能，而且该技术的造价也比较高；而 ATM 传输技术的建设中，为了满足传输速率需要建设多种网络来实现，但是，也导致网络的重复建设，直接增加了造价成本；随着IP 技术的发展，目前互联网基本上采用的是IP技术，IP技术在保证数据质量和可靠性等方面相比较而言是最合适轨道通信的；弹性分组环传输技术（RPR）虽然造价成本也高一点，但是从综合建设性能上来说要比前集中传输技术有着很多优势，如果条件允许的话可以考虑 RPR 传输技术在地铁通信传输技术中应用。而多生成树协议传输技术（MSTP）从整体功能、造价等方面都比较优异，是当今地铁通信传输技术中主要应用的传输技术。 
　　综合考虑，轨道通信系统不应该只考虑单一技术，应该考虑在符合情况的前提下，尽量降低成本。可以采用混合组网的方式，来构架最佳的、成熟的、可靠的网络。目前这些传输方式已经运用到实际轨道中，而且可以综合运行，都基本上符合轨道传输技术。当然还有很多其他技术，工作人员要根据轨道具体情况进行比较分析，关键是怎样构建合适的及最佳的轨道通信系统。随着现代人们生活质量的提高及科技的发展，单一的轨道通信技术基本上不能够满足需求。因此，应该综合考虑各种技术，取长补短及充分利用各个技术的特点来把几种技术结合使用。 
　　五 影响地铁通信传输系统技术安全的因素与措施 
　　（一） 影响地铁通信传输系统技术安全的因素 
　　1、硬件条件不过关 
　　硬件条件指的是地铁进行通信传输所需要的设备，如果设备的质量不过关，与系统其它环节不协调，再好的通信环境也是白费力气，容易造成通信传输安全上的问题。列车使用不同厂商提供的设备，需要提前做好实验准备，因为使用不配套的设备容易造成重大安全隐患。而设备的不成熟也会造成通信系统的障碍的发生，导致地铁通信传输不正常。 
　　2、人为因素 
　　地铁工作人员在工作时没有遵守相应的规章制度，操作违规，造成通信设备硬件上的损坏，影响通信的正常传输。一些地铁工作人员在工作岗位上缺少责任意识，在面对出现的地铁通信问题时，不能快速有效地找到问题原因，积极解决问题，导致事故情况严峻，处理起来变得复杂，影响列车的运输指挥，造成地铁通信传输安全性受到威胁，导致地铁运输崩溃。 
　　（二） 加强地铁通信传输系统技术安全的有效措施 
　　1、提高设备硬件条件，减少故障发生率 
　　上面有说过通信传输设备的硬件条件会影响传输的安全性，对此，要加强对设备的保护及保养，确保设备的质量，令各个设备之间安全配套。在对通信设备进行改进时，要不断融入科学技术含量，促进通信系统的安全、快速发展。此外，铁道部也要加强对设备来源的监督管理，确保设备质量合格。列车在使用设备前，管理人员应仔细观察设备出产商的成长、诚信资质，保证设备的安全、合格。此外，生产设备的厂商应该符合国家的管理规定，生产高质量设备，确保设备在使用中的安全性。通信设备质量的提高，有助于营造安全的通信传输环境，降低通信事故发生的概率，提高地铁通信传输的安全性。 
　　2、加强工作人员的责任安全意识 
　　工作人员的责任安全意识有助于加强解决问题的能力，提高通信传输的安全性。铁道部应制定相应的规章制度，完善责任安全体系，深入贯彻安全责任教育，提高铁道部工作人员的安全意识，加强面临安全问题的灵活处理能力。如今，科学技术的飞速发展促进了通信技术的不断改进，随之而来的则是通信设备的不断完善与健全。面对通信设备的快速更替，仅仅只依靠以前固有的知识是不能完全应对通信技术的快速发展的。地铁部门的高层管理人员需要不时地组织工作人员参加通信技术学习研讨会或岗位培训，培养工作人员的安全责任意识，提高通信技术知识，做到对通信设备维护的熟练操作。 
　　结语 
　　综上，对于地铁的正常运行而言，地铁通信传输系统具有非常深刻的意义。当今，在大家对地铁要求日益增高的背景下，加强对地铁通信传输系统的研究十分必要。文中笔者着重论述了几种地铁通信传输技术。在日后工作中，研究人员应该结合实际条件选择科学合理的传输系统技术，并积极做好地铁通信传输系统的技术安全工作。 
　　参考文献 
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　　[3] 卢山.浅谈地铁通信传输系统的技术选择[J].内蒙古科技与经济，2009（19）