城市轨道交通通信传输系统应用

城市轨道交通通信传输系统应用
作者：张徐生
来源：《城市建设理论研究》2013年第22期
【摘要】本文分析了轨道交通通信传输系统概念问题，分析了城市轨道交通通信传输系统的种类比较和应用状况，然后，分析了城市轨道交通通信传输系统常见技术，最后，对城市轨道交通下一代无线通信系统关键技术进行了研究。

【关键词】城市；轨道交通；通信传输系统；应用
中图分类号：P135 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
城市轨道交通通信传输系统的合理运用对于提高城市轨道交通的运输水平和安全性有很大的帮助，因此，我们需要对轨道交通通信传输系统进行探讨和分析，以不断提高其技术水平。

二、轨道交通通信传输系统概述1、传输信息内容传输系统传输信息包含：（一）调度各种电话的控制信息和话音，就是防灾调度、列车调度以及电力调度等，由总机电话系统至分机间控制的信息和话音。

（二）控制中心无限集群交换机至各基站的数字中继及控制信息。

（三）各个车站至控制中的时钟信息系统：时钟信息系统采用的是车站两级到控制中心的组网模式，就是指控制中心内设置CCTV的接收单元，GPS的接收机以及一级母钟等，在车辆段、停车场、各个车站设置二级母钟，有两级母钟间的低俗数据信息传输通道传输时钟过滤的数据。

（四）低速的信息数据：其包括了列车的自动控制、自动化办公、售检票自动化、报警防灾、监控设备以及电力等系统需要的各种信息数据。

（五）各个车站至控制中心的控制信息、广播语音：系统提供从各个车站至
2、信息特点、类型以及通信传输系统接口
从上面的信息能够了解到：
信息类型主要有：
第一，高质量、多点的视频监视
第二，实时话音的通信类
第三，实时语音的指挥调度类
第四，高可靠性指挥运输类
第五，监控业务类
第六，监控及网管类
第七，高质量的音频类
信息主要的特点有：
第一，可靠性高
第二，实时性高
第三，相对独立的各个信息信息控制
第四，数据/业务流量主要集中在站间而不是站内
第五，通常情况下数据信息会向控制中心的某一点汇集第六，通常情况下会有几十公里的区域覆盖，其业务的总流量照比电信营运商要小第七，对外的业务量通常较小，整个系统处于相对封闭的状态
第八，对于高质量的广播和快带视屏要求比较高
三、城市轨道交通通信传输系统的种类比较和应用状况从轨道业务的特点出发来看，比较适合轨道的各种业务传输的技术主要有开放式传输系统网络，基于同步数字序列的多业务传输型平台，弹性分组环技术和异步传输模式。

1、开放式传输系统网络
开放式传输网络是西门子公司发明的一种开放式网络，具有灵活并支持多协议的特点。

此系统网络本质上是基于时分复用体制的复用技术，因而也是具有时隙的概念，每路信号都具有固定时间的比特位组，通过位置对信道标志，并完全保证业务服务质量。

2、基于同步数字序列的多业务传输型平台这种技术具有以下特点：
兼容网络体系中的准同步的数字序列，对各种物理接口都有支持；对网络结构的简化，对多协议支持性处理；对以二层汇聚和二层交换以及太网业务透传的支持，对以太网业务实现宽带共享，还具有统计复用、环路保护及宽带管理的功能；对VP-Ring的保护支持，与同步数字序列通道保护及复用段的保护可以实现协同处理。

3、同步数字序列加异步传输模式
同步数字序列和异步传输技术结合，可以较好地摒除单独同步数字序列技术或者异步传输技术使用的不足，结合其两者的优势，提高地铁、轻轨中实时业务的服务质量，这一结合的优势是技术的开放成熟，而且有较高的标准化，这样使得网络有着灵活的组网和强大网络管理以及较高的升级扩容能力。

但是这样结合技术也有缺点，这就是两套网络的使用使得网络管理不统一，投资较高，维护和管理及运营的成本较高，而且异步传输技术较大开销，效率却低。

四、城市轨道交通通信传输系统常见技术分析
1、PDHPDH技术，也就是准同步数字传输技术，具有多年的发展历史，技术已经发展成熟，在光纤数字网中得到了广泛的应用。

然而随着通信技术的发展以及用户需求的持续发展变化，PDH技术逐渐难以满足发展后的用户需求，传输容量无法满足持续增长的用户需求，仅仅只有地区性的数字信号速率以及帧结构，开发端口自行开发，呈现多样化的特征，兼容性不佳，同时PDH技术的异步复用体制致使上下路的结构较为复杂，同时在构造光纤传输网络时，还应有两套网管设备对传输网络以及接入的设备进行管理。

2、ATM
ATM能承受实时性的业务中的TDM业务，但系统中的延时都应大于SDH传输的制式，尤其在系统故障过程中系统切换的时间较长。

ATM技术的设备以及技术较为复杂，尤其ATM 技术往往不存在低速率接口，应增加接入设备，设备的价格较高，付出的成本较高并且协议较为复杂。

而视频业务由于具有较高的突发程度，然而ATM往往能具有突发性的特率业务，同时ATM技术固有的特性已经充分考虑了业务的质量问题，由此实现了相关业务的承载。

ATM 也没有音频等低速接口，需要进行设备的接入。

3、OTNOTN技术实际上是专门的轨道交通开发的传输技术，OTN具有独特的帧结构。

该技术在轨道交通通信传输系统中应用较多，同时OTN技术能区分不同等级的速率，同时在同一网络中实现不同的网络传输协议的综合，承载了实时性业务以及非实时性业务，为相应的传输系统和网络提供了一定的承载，建立了从窄带到宽带的综合业务传输。

OTN传输设备能直接提供工业标准通信协议接口，同时不需要进行设备的接入。

OTN技术设备较为简单，实现灵活的组网，便于集中维护。

在国内外的交通工程项目具有广泛的应用。

同时OTN技术的售后服务依赖于原有设备厂商，兼容性能不佳，与非OTN网络连接能力不强。

五、城市轨道交通下一代无线通信系统关键技术研究
实现城市轨道交通下一代无线通信系统的目标，下列关键技术是必不可少的：大容量宽带技术、语音集群通信技术、切换优化、分布式基站及载波聚合技术等。

1、宽带技术新一代宽带移动通信技术以正交频分复用技术（OFDM）和多输入多输出技术（MIMO）为基础，综合了混合自动重传请求（HARQ）、自适应调制编码（AMC）、功率控制、同步技术、动态信道分配（DCA）等先进技术，而正交频分多址（OFDMA）则是在OFDM技术的基础上来实现多
用户的接入。

2、语音集群通信技术城市轨道交通下一代无线通信系统必须向下兼容，继承现有数字集群调度系统的所有功能，实现调度员、司机、车站值班员之间的语音通信和短数据传送，具备单呼、组呼、广播、会议、PTT话权抢占、迟后进入、动态重组、通话组扫描、优先级呼叫、强插、强拆、限时通话、端状态呈现、监听录音、禁话等功能。

为了语音与数据更好地结合，城市轨道交通下一代无线通信系统必须有服务质量（QOS）保证。

按照不同业务类型，划分不同QOS等级，语音数据QOS优先级最高，然后是列控数据等高优先级数据，视频监控及电视直播等数据因为实时性不高，可划分为最低优先级。

通信系统的介质访问控制层（MAC层）调度算法将优先发送语音数据，然后是高优先级数据，最后是低优先级数据。

3、针对轨道交通的切换优化
城市轨道交通下一代无线通信系统必须考虑切换对系统性能的影响，避免在切换过程中出现语音通信中断和数据丢失。

针对地铁隧道链状覆盖的特点，在触发切换条件、搜索基站、判决目标基站等信令处理上对切换技术进行优化，避免切换时吞吐量等性能下降，减少切换时延。

为了避免切换时数据丢失，切换完成之前，终端要同时与2个基站保持连接。

六、结束语
城市轨道交通通信传输系统的应用使得城市的轨道交通可以更加的便利和快捷，也使得城市轨道的运输更加的具有安全性，但是，轨道交通通信传输系统也存在很多的问题，需要我们进一步的对其进行改进。

参考文献
[1]金大成.OTN网络在地铁通信传输中的应用[J].电气化铁道,2001,(02).
[2]许自强.城市轨道交通中采用的综合传输网[J].地下工程与隧道,1999,(03).
[3]卢滢.轨道交通专用通信传输系统研究[J].铁路通信信号工程技术，2011（8）.。