淺析西安地鐵二號線DCS骨干環(huán)網(wǎng)設(shè)計選用

文豪

【摘要】 介紹西安地鐵二號線DCS骨干環(huán)網(wǎng)基本情況。根據(jù)目前主流組網(wǎng)方式分析二號線骨干環(huán)網(wǎng)建設(shè)選用方案，本人提出此項方案與大家一同探討。

【關(guān)鍵詞】 骨干環(huán)網(wǎng) SDH 網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

西安地鐵二號線采用CBTC（Communication-based TYrain Control 通訊式列車控制技術(shù)）。CBTC技術(shù)的主要特點是列車自動控制系統(tǒng)的控制以及檢測信號經(jīng)過無線通信的方式以及軌旁信標(biāo)設(shè)備的檢測，經(jīng)過快速的數(shù)據(jù)傳輸和計算，最終來時限移動閉塞區(qū)間的功能。鑒于CBTC系統(tǒng)需要高度依賴列車、軌旁以及控制中心之間的告訴通信傳輸，因此，必須擁有一套有別于傳統(tǒng)軌道電路的高可靠性的光纖傳輸系統(tǒng)即數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)DCS（Data Communications System）。為確保能提供一套符合行車監(jiān)控需求的高可靠DCS光纖骨干系統(tǒng)，除了設(shè)計時間需考慮光纖設(shè)備選用、后背設(shè)計以及故障收斂時間等設(shè)計因素外，在運營前還需要執(zhí)行嚴格的現(xiàn)場測試，下面將針對DCS環(huán)網(wǎng)的組成進行進一步的分析。

一、環(huán)狀DCS系統(tǒng)基本構(gòu)架

DCS系統(tǒng)基本上包括四個子系統(tǒng)：控制中心、骨干系統(tǒng)、軌旁系統(tǒng)、車載系統(tǒng)。其中車載控制器傳輸數(shù)據(jù)通過802.11g的無線通信設(shè)備，傳送至軌旁的AP，經(jīng)由軌旁網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接至車站的接入交換機，再經(jīng)由光纖骨干網(wǎng)絡(luò)傳送至骨干網(wǎng)絡(luò)交換機，全線由四套骨干交換機組成DCS骨干環(huán)網(wǎng)。骨干環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)使用兩套獨立的GE網(wǎng)絡(luò)（包括兩套獨立的設(shè)備和獨立的線纜），兩個GE網(wǎng)絡(luò)互為獨立運行，不會互相影響，從而確保系統(tǒng)的可靠度。若其中一個GE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障，另一套GE網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仍然獨立運行，所以不需要任何的切換時間來保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備正常工作，同樣也不會干擾或影響整套系統(tǒng)的正常運作。

二、光纖骨干設(shè)備選用考慮

1、由于行車監(jiān)控系統(tǒng)負責(zé)列車控制及行車指揮，充當(dāng)著行車指揮調(diào)度的眼睛和耳朵，其重要性不言而喻。DCS光纖骨干傳輸系統(tǒng)負責(zé)傳輸行車監(jiān)控系統(tǒng)的信號傳輸工作，所以光纖骨干系統(tǒng)是否安全、穩(wěn)定，直接影響運營指揮工作。因此如何選用一個符合市場主流以及適合行車監(jiān)控系統(tǒng)功能需求的光纖傳輸骨干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個相當(dāng)復(fù)雜重要的課題。

2、在常用的光纖骨干傳輸系統(tǒng)的選用上，大致可以區(qū)分為同步數(shù)字階層（SDH）系統(tǒng)、異步傳輸模式（ATM）系統(tǒng)以及超高速以太網(wǎng)絡(luò)（GE）等，上述系統(tǒng)全部以光纖為傳輸介質(zhì)，能夠整合大量的語音、數(shù)據(jù)信號于同一平臺之中，從而提供高效率的寬帶傳輸需求。

⑴、ATM（Asynchronous Transfer Mode）系統(tǒng)是一個傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)。非常的成熟和穩(wěn)定，它是針對高速、高容量與多媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸所發(fā)簪出來的分封多任務(wù)（Multiplexing）及交換（Switching）的標(biāo)準，曾經(jīng)普遍適用于各大電信公司、工程界，在這方面他符合地鐵二號線的骨干環(huán)網(wǎng)建設(shè)需求。雖然ATM系統(tǒng)具有彈性設(shè)計及系統(tǒng)穩(wěn)定等特點，但是由于購置成本、系統(tǒng)設(shè)定負責(zé)、維護成本較高于氣態(tài)同帶寬的產(chǎn)品，所以目前已退出主流市場，不在此次實際需求內(nèi)。

（2）、SDH（Synchronous Digital Hierarchy）系統(tǒng)是指在光纖上傳輸光學(xué)信號的速率和格式標(biāo)準之一，它屬于歐洲標(biāo)準。SDH的傳輸速率可以分為不同的位階，SDH位階及比特率定義于ITUTG.707中。SDH最基本傳輸階層為STM-1，傳輸帶寬為155Mbps；其次為STM-4，傳輸帶寬為622Mbps；STM-16，其傳輸帶寬為2.5Gbps；STM-64，傳輸帶寬為10Gbps。SDH系統(tǒng)常用的介接設(shè)備通常有RS422、RS232、E&S;信號、語音通信道及E1接口等。

在SDH系統(tǒng)和GE系統(tǒng)之中如何選擇，可以由下幾點來進行分析：1、西安地鐵二號線由廠家提供的行車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備屬于IP化的以太網(wǎng)絡(luò)組建組成。而SDH是使用屬于語音應(yīng)用服務(wù)技術(shù)的電路交換設(shè)計。由于SDH信號的本質(zhì)是同步，屬于點對點架構(gòu)的固定式網(wǎng)絡(luò)。而西安地鐵二號線的行車監(jiān)控設(shè)備屬于以太網(wǎng)絡(luò)組件，如果本系統(tǒng)采用SDH系統(tǒng)，則需要經(jīng)過外部或內(nèi)部模塊將傳輸信息轉(zhuǎn)換為SDH虛擬電路，這個轉(zhuǎn)換意味著帶寬使用效率的降低，同時還將伴隨著安裝轉(zhuǎn)換模塊所需要的成本增加以及更多的設(shè)備后期維護工作。而以太網(wǎng)絡(luò)傳輸包具有隨時變動信息量的特點，所以從這點出發(fā)考慮的話，采用原生設(shè)備為IP接口的特性，本線路骨干網(wǎng)采用以太網(wǎng)設(shè)備較為合適。2、由于行車監(jiān)控系統(tǒng)非常重要，所以任何傳輸系統(tǒng)上的單一故障點，都不能影響此系統(tǒng)的正常運行，為此需要將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行備份配置，包括傳輸設(shè)備以及傳輸路徑都必須以此為依據(jù)。如果采用SDH系統(tǒng)，那么需要SDH的雙路徑以及雙設(shè)備架構(gòu)設(shè)計，而這會加大此項工程的系統(tǒng)復(fù)雜度、建設(shè)成本以及后期維護成本。

三、結(jié)論

本文僅從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架中進行比對，由于高速以太網(wǎng)絡(luò)具有設(shè)備共通化和IP化的特點，其后續(xù)的維修備品備件同樣資源豐富?；诖讼到y(tǒng)構(gòu)架骨干網(wǎng)絡(luò)對于帶寬分析、后續(xù)維修、備品更換、延遲及恢復(fù)時間等因素考慮，二號線采用GE設(shè)備作為DCS的骨干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是較SDH系統(tǒng)更為優(yōu)秀。

參 考 文 獻

[1]付兵，廖理明. 城市軌道交通CBTC信號系統(tǒng).西南交通大學(xué)出版社，2016.01

[2]肖萍萍，吳健學(xué).SDH原理與應(yīng)用.中國勞動社會保障出版社，2008.