上海城市轨道交通通信传输网组网探讨

摘　要　上海计划要在30 年内建成17 条城市轨道交内要建成由17 条线路组成,全长780 km 的轨道交通线,规划通信传输网尤为重要。本文分析了上海城市轨通网络,所以对通信传输网应及早规划。本文仅对道交通的近、远期业务量,对上海城市轨道交通通信传输网上海城市轨道交通的近、远期业务量作一分析,并的规划原则和组网方案进行了探讨。对上海城市轨道交通通信传输网的规划原则和组。 关键词　城市轨道交通,通信传输网,组网 1 前言 轨道交通通信传输网是承载轨道交通各类信息的网络平台。目前上海已有3 条轨道交通投入运营,计划在30 年分为语音、数据、视频等3 类业务(见表1) 。 (1) 语音业务: 主要是指内部公务电话网和专用电话网的2 M 中继信息和部分64 kb/s 通道。内部公务电话网主要提供内部工作人员的行政联络并能与外部公网相连接。专用电话网提供调度电话(包括行车调度电话、电力调度电话和防灾报警电话) 、站间闭塞电话、站内集中电话和区间隧道内的轨旁电话(供列车司机和维修人员应急使用) 。语音业务占整个上海轨道交通业务量的90 % 以上。 (2) 数据业务: 是指为无线通信系统、广播系统、电视监控系统、防灾报警系统、信号(ATC) 系统、电力远动(SCADA) 系统和票务(AFC) 系统的控制信息及相关数据提供通道,主要是一些低速数据和10 M 以太网,低速数据的接口类型较多(主要是2/ 4 线音频接口,V. 24 、RS 232 、RS 485 、RS 422 等数据接口) 。虽然目前数据业务量不大且是低速,但随着轨道交通和各系统的技术发展,数据量将大量增加,传输速率和带宽要求也会大大提高。数据业务量在整个轨道交通业务量的比重也将随之提高。 (3) 视频业务:电视监控系统所提供的各站图像是为调度所调度员、车站行车人员和列车司机了解车站客运和行车情况服务的,而这些图像的传输目前是模拟视频传输和数字视频传输。但随着技术的发展,城市轨道交通中的视频信号的传送必将逐步实现模拟信号数字化。这就要求传输系统能支持数字视频的传输,传输网也要有更高的带宽和更高的传输质量。 2 　组网规划原则 (1) 轨道交通通信传输网的规划应符合当前通信技术发展的趋势特别是传输技术的发展方向,符合我国产业导向和相应行业标准、规范的要求。 (2) 轨道交通通信传输网应统一规划和统一管理。根据上海城市轨道交通30 年内要建成17 条线路的发展规划,其通信传输网应实现统筹安排、分线分期实施以及逐步全线联网的原则。单线应充分考虑本线的业务要求,还应根据总体规划的要求预留必要的光纤、电路及接口,以便与其它线互联互通,实现信息交换和进行统一的管理。无论以后的轨道交通运营模式如何,信息资源的共享和高效的管理都是必需的。 (3) 轨道交通通信传输网建立应立足满足近期多业务的需求,但还应考虑未来数据和数字视频业务的增长,系统容量应预留一定余量。当今通信传输技术迅速发展,系统还应具有可扩展性、可兼容性,以保护前期投资。 (4) 轨道交通通信传输网传输轨道交通的各类信息,直接影响轨道交通的运营安全和票务结算的资金安全,所以要求网络具有很高的安全性和可靠性。网络拓扑结构要有自愈功能,技术要求成熟和可靠。 (5) 轨道交通通信网络还应具有较好的经济性,不仅表现为在建设时降低建设成本,而且应考虑建成后的运营维护成本,包括运营维护的人员成本。制造商的良好售后服务和技术支持也是必需的。 3 　网络总体设计方案 目前上海投入运营的3 条城市轨道交通线,由于是分线分期建设且时间跨越10 年,所以这三线所采用的通信传输系统的制式不同(见表2) ,且这三线的传输网相互独立自成网络。根据规划,上海在30 年内要形成庞大的城市轨道交通网络,这就决定了传输网建设也是分线分期进行的。根据这个特点,可以将整个通信传输网划分成骨干网和支线网(见图1) 。 支线网:指单条轨道交通线的传输网,承载本线内的业务传输。 骨干网:由各支线网的一个或多个骨干节点组成,实现跨线的业务传输。随着轨道交通线的逐一完成,可以将该线的骨干节点并入骨干网。 图1 　城市轨道交通通信传输网总体示意图 1) 骨干网 骨干网传输技术有3 种。目前在通信界关于这3 种(SDH 、ATM 和宽带IP) 技术的争论比较激烈。随着Internet 的迅速普及和所有的业务都将基于IP( 即所谓的everything on IP) , 而承载IP 的有SDH 、ATM 和宽带IP 三种技术,从性能、价格和发展趋势综合考虑,宽带IP 是首选。但轨道交通通信网属于专用网的范畴,通过上述业务类型分析, 目前除票务计算机系统基于IP 外,其它业务为非IP 业务,并且总的业务量不大;加之宽带IP 路由器覆盖范围还十分有限,因而宽带IP 目前不适合在骨干网传输中使用。但随着将来信息系统、票务系统和数字视频的大量使用,宽带IP 不失为一种较佳的选择。 SDH 具有同步复用、标准光接口、强大网管和自愈功能、与现有网络兼容、能接纳各种新的电信业务等特点。ATM 是为宽带业务综合数字网而研制开发的技术。ATM 相比SDH 主要有以下劣势: 其一是价位偏高; 其二是网络体系结构复杂且重复,网络管理复杂。现在通信界人士普遍对其持观望态度,厂家基本上已不对其进行研发及生产。针对城市轨道交通多业务的特点,SDH 也较为适合: 对于2M 业务可直接进入SDH , 对于数据和多媒体业务可使用IP over SDH ,SDH 也能接纳ATM 信元。 OTN(Open Transport Network) ,是SIEMENS 公司为专用通信网开发的传输系统。该系统提供的业务接口丰富,符合轨道交通多业务的需求,但目前产品中最高速率为600M , 无后续产品,不利于骨干网不断扩容的需求。同时,OTN 没有一个相关的国际标准存在,不确定因素较多,不利于招投标。 综上所述, 从各方面要求和组网规划原则来看,目前的最佳选择应是SDH , 即在骨干网建设SDH 环路。 2) 支线网(单条轨道交通线的传输网) 从以上对轨道交通业务种类的分析可知,支线网要满足多业务接入和传输的需求,不仅要考虑目前的话音、数据、图像业务,还要为将来的IP 业务的接入考虑。 在支线网传输技术中,对于技术的考虑要做到先进性和成熟性的统一。SDH 对于电话语音业务是一个既先进又成熟的技术,对于数据业务,传输效率却不高。ATM 技术过于复杂、成本过高。IP 虽发展迅猛,但QoS 问题仍需改进。目前出现了一种全新的设备形态MSTP(多业务传输平台),国内已有多家设备制造商推出了该类设备。MSTP 具有以下特点: ① 可以兼容传统的网络体系,支持多种物理接口。MSTP 系统能提供各种物理接口来满足不同终端接入用户的设备要求,能够提供多业务灵活接入。② 支持多种协议。可以实现对新业务的灵活支持,避免对新业务的新设备投资。多业务主要有: IP 、ATM 、SONET/ SDH 、Ethernet/ Fast Ethernet/ Gigabit Ethernet 、TDM 、FDDI 、ESCON 、FibreChannel 。③ 传输的高可靠性和自动保护恢复功能。 用MSTP 设备构建网络可以接入TDM 业务、ATM 业务、IP 业务,且能高效传输,多种业务还可以进行交叉和交换。因此,MSTP 能较好满足支线网的要求(既能兼容目前大量的电话语音业务,又可满足将来快速增长的数据业务),且采用了成熟的SDH 组网和保护技术,又结合了ATM 和IP 自身所具有的保护属性。 综上所述,用MSTP 构建支线网较为合适。国内几大制造商如贝尔、华为、中兴、大唐都有该类设备,在建设新的支线网时,可以作比选。