摘 要 上海計劃要在30 年內建成17 條城市軌道交內要建成由17 條線路組成,全長780 km 的軌道交通線,規劃通信傳輸網尤為重要。本文分析了上海城市軌通網絡,所以對通信傳輸網應及早規劃。本文僅對道交通的近、遠期業務量,對上海城市軌道交通通信傳輸網上海城市軌道交通的近、遠期業務量作一分析,并的規劃原則和組網方案進行了探討。對上海城市軌道交通通信傳輸網的規劃原則和組關鍵詞 城市軌道交通,通信傳輸網,組網網方案作初步探討。
軌道交通通信傳輸網是承載軌道交通各類信1 城市軌道交通業務量分析息的網絡平臺,它為軌道交通各部門的運營、管理目前,上海城市軌道交通已投入運營的是: 地和各類子系統提供話音、數據和圖像的傳輸,是實鐵1 號線、2 號線和明珠線一期,雖在傳輸網上傳現軌道交通安全、準點、高效運營的重要保障。目送各個不同系統的信息,但僅就業務種類來分,可前上海已有3 條軌道交通投入運營,計劃在30 年分為語音、數據、視頻等3 類業務(見表1) 。
(1) 語音業務: 主要是指內部公務電話網和專用電話網的2 M 中繼信息和部分64 kb/s 通道。內部公務電話網主要提供內部工作人員的行政聯絡并能與外部公網相連接。專用電話網提供調度電話(包括行車調度電話、電力調度電話和防災報警電話) 、站間閉塞電話、站內集中電話和區間隧道內的軌旁電話(供列車司機和維修人員應急使用) 。語音業務占整個上海軌道交通業務量的90 % 以上。
(2) 數據業務: 是指為無線通信系統、廣播系統、電視監控系統、防災報警系統、信號(ATC) 系統、電力遠動(SCADA) 系統和票務(AFC) 系統的控制信息及相關數據提供通道,主要是一些低速數據和10 M 以太網,低速數據的接口類型較多(主要是2/ 4 線音頻接口,V. 24 、RS 232 、RS 485 、RS 422 等數據接口) 。雖然目前數據業務量不大且是低速,但隨著軌道交通和各系統的技術發展,數據量將大量增加,傳輸速率和帶寬要求也會大大提高。數據業務量在整個軌道交通業務量的比重也將隨之提高。
(3) 視頻業務:電視監控系統所提供的各站圖像是為調度所調度員、車站行車人員和列車司機了解車站客運和行車情況服務的,而這些圖像的傳輸目前是模擬視頻傳輸和數字視頻傳輸。但隨著技術的發展,城市軌道交通中的視頻信號的傳送必將逐步實現模擬信號數字化。這就要求傳輸系統能支持數字視頻的傳輸,傳輸網也要有更高的帶寬和更高的傳輸質量。
2 組網規劃原則
(1) 軌道交通通信傳輸網的規劃應符合當前通信技術發展的趨勢特別是傳輸技術的發展方向,符合我國產業導向和相應行業標準、規范的要求。
(2) 軌道交通通信傳輸網應統一規劃和統一管理。根據上海城市軌道交通30 年內要建成17 條線路的發展規劃,其通信傳輸網應實現統籌安排、分線分期實施以及逐步全線聯網的原則。單線應充分考慮本線的業務要求,還應根據總體規劃的要求預留必要的光纖、電路及接口,以便與其它線互聯互通,實現信息交換和進行統一的管理。無論以后的軌道交通運營模式如何,信息資源的共享和高效的管理都是必需的。
(3) 軌道交通通信傳輸網建立應立足滿足近期多業務的需求,但還應考慮未來數據和數字視頻業務的增長,系統容量應預留一定余量。當今通信傳輸技術迅速發展,系統還應具有可擴展性、可兼容性,以保護前期投資。
(4) 軌道交通通信傳輸網傳輸軌道交通的各類信息,直接影響軌道交通的運營安全和票務結算的資金安全,所以要求網絡具有很高的安全性和可靠性。網絡拓撲結構要有自愈功能,技術要求成熟和可靠。
(5) 軌道交通通信網絡還應具有較好的經濟性,不僅表現為在建設時降低建設成本,而且應考慮建成后的運營維護成本,包括運營維護的人員成本。制造商的良好售后服務和技術支持也是必需的。
3 網絡總體設計方案
目前上海投入運營的3 條城市軌道交通線,由于是分線分期建設且時間跨越10 年,所以這三線所采用的通信傳輸系統的制式不同(見表2) ,且這三線的傳輸網相互獨立自成網絡。根據規劃,上海在30 年內要形成龐大的城市軌道交通網絡,這就決定了傳輸網建設也是分線分期進行的。根據這個特點,可以將整個通信傳輸網劃分成骨干網和支線網(見圖1) 。
支線網:指單條軌道交通線的傳輸網,承載本線內的業務傳輸。
骨干網:由各支線網的一個或多個骨干節點組成,實現跨線的業務傳輸。隨著軌道交通線的逐一完成,可以將該線的骨干節點并入骨干網。
圖1 城市軌道交通通信傳輸網總體示意圖
1) 骨干網
骨干網傳輸技術有3 種。目前在通信界關于這3 種(SDH 、ATM 和寬帶IP) 技術的爭論比較激烈。隨著Internet 的迅速普及和所有的業務都將基于IP( 即所謂的everything on IP) , 而承載IP 的有SDH 、ATM 和寬帶IP 三種技術,從性能、價格和發展趨勢綜合考慮,寬帶IP 是首選。但軌道交通通信網屬于專用網的范疇,通過上述業務類型分析, 目前除票務計算機系統基于IP 外,其它業務為非IP 業務,并且總的業務量不大;加之寬帶IP 路由器覆蓋范圍還十分有限,因而寬帶IP 目前不適合在骨干網傳輸中使用。但隨著將來信息系統、票務系統和數字視頻的大量使用,寬帶IP 不失為一種較佳的選擇。
SDH 具有同步復用、標準光接口、強大網管和自愈功能、與現有網絡兼容、能接納各種新的電信業務等特點。ATM 是為寬帶業務綜合數字網而研制開發的技術。ATM 相比SDH 主要有以下劣勢: 其一是價位偏高; 其二是網絡體系結構復雜且重復,網絡管理復雜。現在通信界人士普遍對其持觀望態度,廠家基本上已不對其進行研發及生產。針對城市軌道交通多業務的特點,SDH 也較為適合: 對于2M 業務可直接進入SDH , 對于數據和多媒體業務可使用IP over SDH ,SDH 也能接納ATM 信元。
OTN(Open Transport Network) ,是SIEMENS 公司為專用通信網開發的傳輸系統。該系統提供的業務接口豐富,符合軌道交通多業務的需求,但目前產品中最高速率為600M , 無后續產品,不利于骨干網不斷擴容的需求。同時,OTN 沒有一個相關的國際標準存在,不確定因素較多,不利于招投標。
綜上所述, 從各方面要求和組網規劃原則來看,目前的最佳選擇應是SDH , 即在骨干網建設SDH 環路。
2) 支線網(單條軌道交通線的傳輸網)
從以上對軌道交通業務種類的分析可知,支線網要滿足多業務接入和傳輸的需求,不僅要考慮目前的話音、數據、圖像業務,還要為將來的IP 業務的接入考慮。
在支線網傳輸技術中,對于技術的考慮要做到先進性和成熟性的統一。SDH 對于電話語音業務是一個既先進又成熟的技術,對于數據業務,傳輸效率卻不高。ATM 技術過于復雜、成本過高。IP 雖發展迅猛,但QoS 問題仍需改進。目前出現了一種全新的設備形態MSTP(多業務傳輸平臺),國內已有多家設備制造商推出了該類設備。MSTP 具有以下特點: ① 可以兼容傳統的網絡體系,支持多種物理接口。MSTP 系統能提供各種物理接口來滿足不同終端接入用戶的設備要求,能夠提供多業務靈活接入。② 支持多種協議。可以實現對新業務的靈活支持,避免對新業務的新設備投資。多業務主要有: IP 、ATM 、SONET/ SDH 、Ethernet/ Fast Ethernet/ Gigabit Ethernet 、TDM 、FDDI 、ESCON 、FibreChannel 。③ 傳輸的高可靠性和自動保護恢復功能。
用MSTP 設備構建網絡可以接入TDM 業務、ATM 業務、IP 業務,且能高效傳輸,多種業務還可以進行交叉和交換。因此,MSTP 能較好滿足支線網的要求(既能兼容目前大量的電話語音業務,又可滿足將來快速增長的數據業務),且采用了成熟的SDH 組網和保護技術,又結合了ATM 和IP 自身所具有的保護屬性。
綜上所述,用MSTP 構建支線網較為合適。國內幾大制造商如貝爾、華為、中興、大唐都有該類設備,在建設新的支線網時,可以作比選。
