摘 要 上海計(jì)劃要在30 年內(nèi)建成17 條城市軌道交內(nèi)要建成由17 條線路組成,全長780 km 的軌道交通線,規(guī)劃通信傳輸網(wǎng)尤為重要。本文分析了上海城市軌通網(wǎng)絡(luò),所以對通信傳輸網(wǎng)應(yīng)及早規(guī)劃。本文僅對道交通的近、遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)量,對上海城市軌道交通通信傳輸網(wǎng)上海城市軌道交通的近、遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)量作一分析,并的規(guī)劃原則和組網(wǎng)方案進(jìn)行了探討。對上海城市軌道交通通信傳輸網(wǎng)的規(guī)劃原則和組關(guān)鍵詞 城市軌道交通,通信傳輸網(wǎng),組網(wǎng)網(wǎng)方案作初步探討。
軌道交通通信傳輸網(wǎng)是承載軌道交通各類信1 城市軌道交通業(yè)務(wù)量分析息的網(wǎng)絡(luò)平臺,它為軌道交通各部門的運(yùn)營、管理目前,上海城市軌道交通已投入運(yùn)營的是: 地和各類子系統(tǒng)提供話音、數(shù)據(jù)和圖像的傳輸,是實(shí)鐵1 號線、2 號線和明珠線一期,雖在傳輸網(wǎng)上傳現(xiàn)軌道交通安全、準(zhǔn)點(diǎn)、高效運(yùn)營的重要保障。目送各個不同系統(tǒng)的信息,但僅就業(yè)務(wù)種類來分,可前上海已有3 條軌道交通投入運(yùn)營,計(jì)劃在30 年分為語音、數(shù)據(jù)、視頻等3 類業(yè)務(wù)(見表1) 。
(1) 語音業(yè)務(wù): 主要是指內(nèi)部公務(wù)電話網(wǎng)和專用電話網(wǎng)的2 M 中繼信息和部分64 kb/s 通道。內(nèi)部公務(wù)電話網(wǎng)主要提供內(nèi)部工作人員的行政聯(lián)絡(luò)并能與外部公網(wǎng)相連接。專用電話網(wǎng)提供調(diào)度電話(包括行車調(diào)度電話、電力調(diào)度電話和防災(zāi)報(bào)警電話) 、站間閉塞電話、站內(nèi)集中電話和區(qū)間隧道內(nèi)的軌旁電話(供列車司機(jī)和維修人員應(yīng)急使用) 。語音業(yè)務(wù)占整個上海軌道交通業(yè)務(wù)量的90 % 以上。
(2) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù): 是指為無線通信系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、信號(ATC) 系統(tǒng)、電力遠(yuǎn)動(SCADA) 系統(tǒng)和票務(wù)(AFC) 系統(tǒng)的控制信息及相關(guān)數(shù)據(jù)提供通道,主要是一些低速數(shù)據(jù)和10 M 以太網(wǎng),低速數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)接口) 。雖然目前數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量不大且是低速,但隨著軌道交通和各系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展,數(shù)據(jù)量將大量增加,傳輸速率和帶寬要求也會大大提高。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量在整個軌道交通業(yè)務(wù)量的比重也將隨之提高。
(3) 視頻業(yè)務(wù):電視監(jiān)控系統(tǒng)所提供的各站圖像是為調(diào)度所調(diào)度員、車站行車人員和列車司機(jī)了解車站客運(yùn)和行車情況服務(wù)的,而這些圖像的傳輸目前是模擬視頻傳輸和數(shù)字視頻傳輸。但隨著技術(shù)的發(fā)展,城市軌道交通中的視頻信號的傳送必將逐步實(shí)現(xiàn)模擬信號數(shù)字化。這就要求傳輸系統(tǒng)能支持?jǐn)?shù)字視頻的傳輸,傳輸網(wǎng)也要有更高的帶寬和更高的傳輸質(zhì)量。
2 組網(wǎng)規(guī)劃原則
(1) 軌道交通通信傳輸網(wǎng)的規(guī)劃應(yīng)符合當(dāng)前通信技術(shù)發(fā)展的趨勢特別是傳輸技術(shù)的發(fā)展方向,符合我國產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向和相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。
(2) 軌道交通通信傳輸網(wǎng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一管理。根據(jù)上海城市軌道交通30 年內(nèi)要建成17 條線路的發(fā)展規(guī)劃,其通信傳輸網(wǎng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌安排、分線分期實(shí)施以及逐步全線聯(lián)網(wǎng)的原則。單線應(yīng)充分考慮本線的業(yè)務(wù)要求,還應(yīng)根據(jù)總體規(guī)劃的要求預(yù)留必要的光纖、電路及接口,以便與其它線互聯(lián)互通,實(shí)現(xiàn)信息交換和進(jìn)行統(tǒng)一的管理。無論以后的軌道交通運(yùn)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(wǎng)建立應(yīng)立足滿足近期多業(yè)務(wù)的需求,但還應(yīng)考慮未來數(shù)據(jù)和數(shù)字視頻業(yè)務(wù)的增長,系統(tǒng)容量應(yīng)預(yù)留一定余量。當(dāng)今通信傳輸技術(shù)迅速發(fā)展,系統(tǒng)還應(yīng)具有可擴(kuò)展性、可兼容性,以保護(hù)前期投資。
(4) 軌道交通通信傳輸網(wǎng)傳輸軌道交通的各類信息,直接影響軌道交通的運(yùn)營安全和票務(wù)結(jié)算的資金安全,所以要求網(wǎng)絡(luò)具有很高的安全性和可靠性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要有自愈功能,技術(shù)要求成熟和可靠。
(5) 軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)具有較好的經(jīng)濟(jì)性,不僅表現(xiàn)為在建設(shè)時降低建設(shè)成本,而且應(yīng)考慮建成后的運(yùn)營維護(hù)成本,包括運(yùn)營維護(hù)的人員成本。制造商的良好售后服務(wù)和技術(shù)支持也是必需的。
3 網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)方案
目前上海投入運(yùn)營的3 條城市軌道交通線,由于是分線分期建設(shè)且時間跨越10 年,所以這三線所采用的通信傳輸系統(tǒng)的制式不同(見表2) ,且這三線的傳輸網(wǎng)相互獨(dú)立自成網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)規(guī)劃,上海在30 年內(nèi)要形成龐大的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò),這就決定了傳輸網(wǎng)建設(shè)也是分線分期進(jìn)行的。根據(jù)這個特點(diǎn),可以將整個通信傳輸網(wǎng)劃分成骨干網(wǎng)和支線網(wǎng)(見圖1) 。
支線網(wǎng):指單條軌道交通線的傳輸網(wǎng),承載本線內(nèi)的業(yè)務(wù)傳輸。
骨干網(wǎng):由各支線網(wǎng)的一個或多個骨干節(jié)點(diǎn)組成,實(shí)現(xiàn)跨線的業(yè)務(wù)傳輸。隨著軌道交通線的逐一完成,可以將該線的骨干節(jié)點(diǎn)并入骨干網(wǎng)。
圖1 城市軌道交通通信傳輸網(wǎng)總體示意圖
1) 骨干網(wǎng)
骨干網(wǎng)傳輸技術(shù)有3 種。目前在通信界關(guān)于這3 種(SDH 、ATM 和寬帶IP) 技術(shù)的爭論比較激烈。隨著Internet 的迅速普及和所有的業(yè)務(wù)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(shù),從性能、價格和發(fā)展趨勢綜合考慮,寬帶IP 是首選。但軌道交通通信網(wǎng)屬于專用網(wǎng)的范疇,通過上述業(yè)務(wù)類型分析, 目前除票務(wù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于IP 外,其它業(yè)務(wù)為非IP 業(yè)務(wù),并且總的業(yè)務(wù)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(wǎng)傳輸中使用。但隨著將來信息系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)和數(shù)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(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)光接口、強(qiáng)大網(wǎng)管和自愈功能、與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容、能接納各種新的電信業(yè)務(wù)等特點(diǎn)。ATM 是為寬帶業(yè)務(wù)綜合數(shù)字網(wǎng)而研制開發(fā)的技術(shù)。ATM 相比SDH 主要有以下劣勢: 其一是價位偏高; 其二是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜且重復(fù),網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜。現(xiàn)在通信界人士普遍對其持觀望態(tài)度,廠家基本上已不對其進(jìn)行研發(fā)及生產(chǎn)。針對城市軌道交通多業(yè)務(wù)的特點(diǎn),SDH 也較為適合: 對于2M 業(yè)務(wù)可直接進(jìn)入SDH , 對于數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)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(wǎng)開發(fā)的傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)接口豐富,符合軌道交通多業(yè)務(wù)的需求,但目前產(chǎn)品中最高速率為600M , 無后續(xù)產(chǎn)品,不利于骨干網(wǎng)不斷擴(kuò)容的需求。同時,OTN 沒有一個相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)存在,不確定因素較多,不利于招投標(biāo)。
綜上所述, 從各方面要求和組網(wǎng)規(guī)劃原則來看,目前的最佳選擇應(yīng)是SDH , 即在骨干網(wǎng)建設(shè)SDH 環(huán)路。
2) 支線網(wǎng)(單條軌道交通線的傳輸網(wǎng))
從以上對軌道交通業(yè)務(wù)種類的分析可知,支線網(wǎng)要滿足多業(yè)務(wù)接入和傳輸?shù)男枨?不僅要考慮目前的話音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù),還要為將來的IP 業(yè)務(wù)的接入考慮。
在支線網(wǎng)傳輸技術(shù)中,對于技術(shù)的考慮要做到先進(jìn)性和成熟性的統(tǒng)一。SDH 對于電話語音業(yè)務(wù)是一個既先進(jìn)又成熟的技術(shù),對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),傳輸效率卻不高。ATM 技術(shù)過于復(fù)雜、成本過高。IP 雖發(fā)展迅猛,但QoS 問題仍需改進(jìn)。目前出現(xiàn)了一種全新的設(shè)備形態(tài)MSTP(多業(yè)務(wù)傳輸平臺),國內(nèi)已有多家設(shè)備制造商推出了該類設(shè)備。MSTP 具有以下特點(diǎn): ① 可以兼容傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系,支持多種物理接口。MSTP 系統(tǒng)能提供各種物理接口來滿足不同終端接入用戶的設(shè)備要求,能夠提供多業(yè)務(wù)靈活接入。② 支持多種協(xié)議。可以實(shí)現(xiàn)對新業(yè)務(wù)的靈活支持,避免對新業(yè)務(wù)的新設(shè)備投資。多業(yè)務(wù)主要有: IP 、ATM 、SONET/ SDH 、Ethernet/ Fast Ethernet/ Gigabit Ethernet 、TDM 、FDDI 、ESCON 、FibreChannel 。③ 傳輸?shù)母呖煽啃院妥詣颖Ｗo(hù)恢復(fù)功能。
用MSTP 設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)可以接入TDM 業(yè)務(wù)、ATM 業(yè)務(wù)、IP 業(yè)務(wù),且能高效傳輸,多種業(yè)務(wù)還可以進(jìn)行交叉和交換。因此,MSTP 能較好滿足支線網(wǎng)的要求(既能兼容目前大量的電話語音業(yè)務(wù),又可滿足將來快速增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)),且采用了成熟的SDH 組網(wǎng)和保護(hù)技術(shù),又結(jié)合了ATM 和IP 自身所具有的保護(hù)屬性。
綜上所述,用MSTP 構(gòu)建支線網(wǎng)較為合適。國內(nèi)幾大制造商如貝爾、華為、中興、大唐都有該類設(shè)備,在建設(shè)新的支線網(wǎng)時,可以作比選。
