铁路通信系统如何传输

　　通讯系统可以对管理、运营及维修人员和其他的系统设备采用传输比如数据、语音、图像等等的电信号，在适当的距离进行通信，所属通信服务范围包括运营的控制中心、车辆段、站内、车站及沿线。通信系统不是一个单一的子系统，它是多个独立的子系统组合。子系统在设计上能够协调的工作，不使用的环境下可以正确相互的作用;可以对各个子系统内故障进行的检测和报警，可以确保整个通信的系统可靠性。通信的系统主要包括电话、无限、线广播、闭路电视、有传输、时钟、不间断电源等等子系统。其中传输系统在通信系统所有系统中占据最主要地位，是铁路通信系统的核心，它的技术发展也比较迅速，本文就其方案进行简单地探讨。

　　2 方案讨论

　　通信系统的各个子系统当中，传输系统是最为重要的一个小系统，它的作用是指挥列车行进，运营的管理，公务的联络和传送各种信息的独立从而完整的内部通信网络，同时也构成铁路运输各部门之间的联系，完成了运输的统一指挥，行车调度的自动化、列车运行的自动化，提高了运输的效率，是必备的工具手段。

　　从实现铁路运输综合自动化角度去看，传输系统应该按照智能化、综合化和数字化为基础，具有功能齐全、可靠性高、扩展方便、检测监控和维护管理和组网灵活的特点。这不单为通信专业的其他系统提供了图像、音频、语音、数据传输的通道，而且为了信号给防灾报警系统(FAS)、电力监控自动化系统(SCADA)、机电设备监控系统(EMCS)、自动列车监控系统(ATS)和自动售检票系统(AFC)等等提供了灵活、可靠的通信信道，是铁路运输系统运行必备的信息传输媒体。

　　根据目前通信技术发展的情况，相对适合铁路运输的通信传输技术有SDH(光同步数字传输网)、OTN(开放式传输网络)及ATM(异步传输模式)三种制式，已经在铁路建设中有应用的实例。本文根据三种制式进行一些简单探讨。

　　2.1 OTN传输网方案

　　OTN是西门子的成员公司——比利时的ATEA公司生产开发的面向专用网络应用开放式的传输设备，针对很多在延伸网中混合的环境，如汽车高速公路、铁路、轻轨、地铁系统、矿井和机场以及输水管线、天然气或石油等传输的环境，石化和化学行业以及电力传输网络传输的环境，OTN一直是一个比较理想解决方案。现在产品系列中有三个主要成员，即2500Mbit/s、600Mbit/s 和150Mbit/s，可以满足不同带宽的需求，而且可从一个版本升级到另一个版本。

　　OTN源自于TDM的传输体制 (但结构是非标准的) ，具有多样的的接口，如局域网(如快速以太网)、广播 (15HZ高品质语音卡) 、音频(如模拟和数字的2 线和4线音频连接，E1、T1) 、视频(视频分配和视频监视，CCTV)、数据传输(如RS232，RS422，RS485)等，它可以把视频、数据、音频、宽带数据和话音等集中综合传输，目前在国内铁路运输中应用较多。

　　2.2 SDH综合业务传输网方案

　　SDH传输技术是20世纪九十年代初逐步商用的同步数字传输体制标准，它源自于TDM原理，有及其成熟的ITU-T标准和产品，其通用性、可靠性、可用性都很强，其是近代电信传输网的基础，目前广泛应用于石油和铁路、公用电信网、高速公路、电力等专用网络。使用SDH组建的网是一组高度统一的、智能化、标准化的的网络，它使用全球统一的接口从而实现多个厂家设备的兼容，在全段全网络范围内实现协调一致管理和操作，进而实现灵活的组网与业务调度，可以实现网络自愈功能，从而提高网络资源的利用率，故在我国各行业获得了广泛使用。按照电的时分复用的方式进行光纤通信，它的传输速率一直陆续提高，过去二十多年来速率从8Mbit/s增长到10Gbit/s。目前40Gbit/s的系统已经开始投入到商用，而更高速率传输系统的试验也已经获成功。这些高速系统的成功，为各种各样的新行业、业务尤其是宽带业务及多媒体的业务，供应了实现的可能性。

　　SDH传输网方案有以下的优点：

　　(1)符合现行国际规范，可以提供统一的光数据接口，实现满足不同传输设备之间互通连接。信息结构等级STM-1、STM-4、STM-16之间间具有平滑升级的能力。

　　(2)网络结构非常简单，传输与接入的一体化让设备变得简单，配置更加灵活，电路调度极为方便。

　　(3)包含丰富的开销，可以提供强大网络的管理功能。

　　(4)修改了 PDH(准同步系统) 网络可靠性较低、设备比较冗余和故障点比较多等缺点，具有简单复用的过程，可以对既有的PDH网络实现兼容，从而降低联网成本。

　　(5)大面积采用软件实现网络配置和管理。

　　(6)各类产品选择面广，其设备技术国产化有巨大优势、备品备件供应有保证。

　　SDH网络通信方案的局限性在于它源自于电话的点对点的固定速率传输，不便于计算机的图像、数据等随时随地变化业务数据传输。目前，可以提供符合SDH标准的较为成熟产品的厂家比较多，国内、国际都有著名的厂商进行开发生产。SDH产品在国内外已得到广泛应用，技术发展得已经十分成熟，设备可扩展性比较强，设备选型时同时有较大的选择余地，可以通过竞争选用性能价格比更加优质的产品，降低工程的投资。

　　2.3 ATM传输网方案

　　ATM(异步传输模式) 是ITU-T提出满足宽带综合业务数字网核心的技术，它是在分析、总结传统电话网电路交换和数据网分组交换基础上发展起来的，是兼具面对连结和数据包交换特点的一种较成熟的技术。ATM异步传递方式作为宽带综合业务数字网(B-ISDN)标准传送方式，具有以下特点：

　　(1)信元的长度是固定的，只有53bit，信元头的功能同时也非常简单;

　　(2)使用异步时分复用的方式;

　　(3)动态分配带宽，网络资源利用率较高;

　　(4)支持网络多业务、多媒体的应用，提供端到端接入的解决方案，支持网络宽带高速的交换;

　　(5)网络窄带和宽带业务源自于同一网络平台，拥有宽带音频接口和窄、宽带视频接口，特别适用于图像的传送;

　　(6)整个系统具有较强网络管理的能力，可靠性很高。

　　截止目前，国内 ATM设备的开发和生产还处于起步阶段，技术复杂，网络升级扩容能力有限(目前使用速率最高为622Mbit/s)，话音、数据业务综合应用的经验较少，高端ATM产品的价格也较高。

　　3 结语

　　OTN、SDH、ATM三种传输制式均比较适合构建铁路运输的通信传输网，基本上都能够满足目前铁路运输通信传输业务的要求，在一定时期内都将是铁路运输通信传输系统的首选技术方案。但随着通信技术的发展、数据业务需求的增长，由弹性分组环(RPR)、IP方式构成铁路运输的传输网络方案也将会在铁路通信传输网中得到应用。通信技术发展迅速，可应用的技术及方案很多，可选择的产品也很丰富，各铁路公司应根据投资预算资金、已有线路采用的技术方案情况、技术发展的全瞻性等因素，选择适合自身需要的方案及产品。

　　【参考文献】

　　[1]徐明杰，蔡昌俊.广州地铁1号线通信传输系统—OTN传输网络[J].地铁与轻轨，2001(1)：41-46.

　　[2]韦乐平.光同步数字传递网[M].北京：人民邮电出版社，1998.

　　阅读期刊：通信企业管理

　　《通信企业管理》(月刊)创刊于1981年，是由人民邮电报社主办的专业理论刊物。传播邮电企业管理的先进经验，探讨邮电经济体制改革的理论与实践问题。主要栏目：导论、封面文章、经理人随笔、TEL管理解释、市场经营、论坛。荣获中文核心期刊(2004)、中文核心期刊(2000)、中文核心期刊(1996)、中文核心期刊(1992)。