摘要：在城市轨道交通运输过程中，离不开通信系统对信息的传递，目前，主流的城市轨道交通通信传输制式包括OTN、PTN及MSTP等。而这些不同的传输制式具有不同的优点和不足，为此必须要加强对这些主流的通信传输制式进行分析和比较,选择最符合地铁通信传输系统要求的,从而有效的提高城市轨道交通通信系统的建设质量和水平。
关键词：城市轨道；交通通信；传输系统；网络化
引言
改革开放以来，我国的综合国力不断提升。20世纪90年代及21世纪初，北京、上海、广州、深圳等经济发达城市先后兴建城市轨道交通网络，“十二五”期间，我国城市轨道交通的建设规模适度、发展速度稳定，投运线路达2000余公里，“十三五”期间城市轨道交通投资额有望超过2万亿元，投运线路预计将达到2500公里以上，中国城市轨道交通建设将迎来新一轮的高潮期。
1. 城市轨道交通通信传输系统的组成
城市轨道交通通信传输系统由骨干通信网络、网络节点、用户接口和网络管理系统组成。骨干通信网络是通过传输介质，将各个网络节点即车站节点连接起来，构成城市轨道交通通信网络。随着通信技术的进步，传输介质经历了双绞线电缆、同轴电缆、光纤3个发展阶段，目前城市轨道交通通信网络基本都采用光纤传输介质。
光纤是一种利用光在玻璃或塑料材质制成的纤维中的全发射原理而达成的光传导工具。光纤有带宽大、损耗低、重量轻、抗干扰、失真率低、性能可靠及成本低的特点，十分符合城市轨道交通通信系统需要传输数据、音频、视频等多种业务的要求，光纤全光中继技术的成熟，使光纤城市轨道交通通信网络更加便捷。城市轨道交通通信传输系统的网络结构，一般采用环形网络结构，。环形网络结构是由两个环路连接，一个环路正常运行，另一个环路为备用环路。两个环路的功能相同，当主环路出现故障时，备用环路必须可以立即启用，这种结构需要的光缆少，数据传输方便快捷，两个环路之间切换自由。
2.城市轨道交通通信传输系统网络化传输技术
2.1OTN传输技术
OTN为开放式传输网络，是基于光纤技术实现综合业务的传输系统。可以利用双环路的方式提供多种类型的服务，与其他的传输系统相比较，OTN可以保证传输的可靠性和稳定性，所以在轨道交通系统中被广泛的运用。通常来说OTN最主要的传输需求包括LAN语音和数据的传输需求，目前网络体系构建包括4个部分,分别是OTN的节点机、网络管理系统、系统接入模块和光纤主干网等。
在一般的情况下，OTN主环可以对传输连接设备的全部数据进行处理，而复环则处于备用的状态，并且时刻判断主环的传输状况，在主环出现特殊状况下，就会在断点处与主环发生闭合连接，保证对全部的数据进行传输。OTN的环网自愈保护时间一般在50ms至120ms。
2.2MSTP传输技术
所谓的MSTP就是多业务传送平台。由于传统的SDH仅仅支持电路交换和接入，所以只能够传送TDM业务，而无法传送宽带分组业务，为了能够解决这一问题，研究人员在SDH的基础上，利用增加数据业务的支持来保证SDH技术得到完善，基于SDH的多业务传送平台技术也被不断的应用。通过对传统的SDH设备进行改进，能够成功的接入到不同的协议之中，为更多的用户提供不同的业务。
为了解决以IP业务为主体的传输需求，对MSTP技术进行改进，升级为具有MSTP与分组交换双平面功能的技术方案，即为增强型MSTP，它可实现TDM业务和分组业务的分平面传送，既保留了TDM的交差能力，满足话音业务的需求，又满足了不断增加的IP业务需求，实现网络多业务的传输。
2.3PTN传输技术
PTN网络是基于包交换、端到端连接、多业务支持、低成本的网络。近年来作为IPoverWDM解决方案的PTN和OTN逐渐成为光通信领域的两个技术热点，其应用场景分别针对不同的传送层面。PTN针对分组业务流量特征优化传送带宽，同时秉承SDH技术的高可靠性、可用性和可管理性优势，适用于FE/GE/10GE以太网接口传输，兼容TDM。[1]与IP技术相比，PTN技术在环网保护、组网能力上都具有一定的优势。
3.传统传输技术的应用
轨道交通通信系统传输技术是承载各种信息的网络平台，随着城市轨道交通体系的发展，通信传输技术的应用也有长足的发展。根据我国各城市城市轨道交通网络的业务情况，应用比较广泛的传输技术有：OTN技术、PTN技术、MSTP技术，各技术主要对比如下表：
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增强型MSTP在网络管理上较MSTP技术更有优势，后续轨道交通线路建设中更倾向于使用功能更完善的增强型MSTP技术。
4.传输网络总体设计
4.1传输网络的总体特点
轨道现网中心或者TCC的数据均来源于线路各专业，且分布在城市轨道交通线网各站点及控制中心的各个专业系统均是一个统一的整体，各专业各站点间的信息交互多依赖传输系统。因此，各条轨道线路必须构建独立的传输网络来满足站点与中心的信息及业务传输需求。随着轨道线网规模的增大及智能化应用对带宽的需求增加，各业务的数据也随之增长，因此需要建设一个统一、高效的传输网络，使各条轨道线路的信息在这个网络中快速、安全、可靠的传输。[2]
4.2设计方案
城市轨道交通中，有许多不同的业务和功能，所以在选用传输技术的时候，需要根据实际情况选择合适的传输系统。OTN技术本身具有各种适用的接口，可实现通道的共享和动态分配，具有网络可靠，维护方便等优点。OTN技术在广州、上海和深圳轨道交通工程中都得到了应用，但技术存在独有性、厂商的唯一性、国产化率低及价格高等不利因素。PTN技术在运营商业务中使用较多，但PTN通过仿真电路模拟TDM业务传送，无法兼顾分组业务及TDM业务的不通网络特性，所以在TDM业务传送上会出现分组包乱序、分组丢失、抖动的问题。增强型MSTP兼顾了MSTP及PTN技术的优点，能实现TDM 业务和分组业务统一交换、独立传输，而
且传输速率可以平滑升级至40Gbps，既满足了TDM 业务高可靠性和低时延的要求，也满足了分组业务的发展需求。
在目前的轨道交通线路的发展趋势下，面临接入线路较多、用户多、带宽需求大的问题，故传输网需考虑各层网络的兼容性，同时还需兼顾单条线路传输设备的可靠性、经济性、易维护性，从长远来看，增强型MSTP技术是轨道交通传输网的发展趋势，目前全国各地轨道交通在建线路中也在大力推广。
综合考虑，增强型MSTP技术的传输网络能满足现今的传输发展趋势，既可确保轨道交通话音业务的需求，也能满足不断扩张的智能化IP业务需求。考虑到系统级的可靠性及风险分摊因素，也可使用MSTP+以太网作为备选方案。
5.结语
综上所述，城市轨道交通通信系统的主干是城市轨道交通传输系统。它不仅测试了通信的发展方向，考虑了轨道交通通信数据的安全性、多样性和复杂性，同时也兼顾了各系统业务接口的要求。随着地铁已经逐渐发展成为大型城市，经济文化等综合实力的重要体现，通信传输网也必将在后续的建设中不断发展。
参考文献：
[1]宋优才.PTN分组传输网在轨道交通中的应用探讨[J].地下工程与隧道，2010（4）：35-38.
[2]戴辉.论城市轨道交通工程通信系统设计工作的质量控制]J].科技创新导报，2016，13（12）：12-14.
论文作者:彭品入
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
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