浅析西安地铁二号线DCS骨干环网设计选用

文豪

【摘要】 介绍西安地铁二号线DCS骨干环网基本情况。根据目前主流组网方式分析二号线骨干环网建设选用方案，本人提出此项方案与大家一同探讨。

【关键词】 骨干环网 SDH 网络 数据传输系统

西安地铁二号线采用CBTC（Communication-based TYrain Control 通讯式列车控制技术）。CBTC技术的主要特点是列车自动控制系统的控制以及检测信号经过无线通信的方式以及轨旁信标设备的检测，经过快速的数据传输和计算，最终来时限移动闭塞区间的功能。鉴于CBTC系统需要高度依赖列车、轨旁以及控制中心之间的告诉通信传输，因此，必须拥有一套有别于传统轨道电路的高可靠性的光纤传输系统即数据传输系统DCS（Data Communications System）。为确保能提供一套符合行车监控需求的高可靠DCS光纤骨干系统，除了设计时间需考虑光纤设备选用、后背设计以及故障收敛时间等设计因素外，在运营前还需要执行严格的现场测试，下面将针对DCS环网的组成进行进一步的分析。

一、环状DCS系统基本构架

DCS系统基本上包括四个子系统：控制中心、骨干系统、轨旁系统、车载系统。其中车载控制器传输数据通过802.11g的无线通信设备，传送至轨旁的AP，经由轨旁网络设备连接至车站的接入交换机，再经由光纤骨干网络传送至骨干网络交换机，全线由四套骨干交换机组成DCS骨干环网。骨干环网系统使用两套独立的GE网络（包括两套独立的设备和独立的线缆），两个GE网络互为独立运行，不会互相影响，从而确保系统的可靠度。若其中一个GE网络设备发生故障，另一套GE网络设备仍然独立运行，所以不需要任何的切换时间来保证网络设备正常工作，同样也不会干扰或影响整套系统的正常运作。

二、光纤骨干设备选用考虑

1、由于行车监控系统负责列车控制及行车指挥，充当着行车指挥调度的眼睛和耳朵，其重要性不言而喻。DCS光纤骨干传输系统负责传输行车监控系统的信号传输工作，所以光纤骨干系统是否安全、稳定，直接影响运营指挥工作。因此如何选用一个符合市场主流以及适合行车监控系统功能需求的光纤传输骨干网络系统是一个相当复杂重要的课题。

2、在常用的光纤骨干传输系统的选用上，大致可以区分为同步数字阶层（SDH）系统、异步传输模式（ATM）系统以及超高速以太网络（GE）等，上述系统全部以光纤为传输介质，能够整合大量的语音、数据信号于同一平台之中，从而提供高效率的宽带传输需求。

⑴、ATM（Asynchronous Transfer Mode）系统是一个传统的传输系统。非常的成熟和稳定，它是针对高速、高容量与多媒体网络传输所发簪出来的分封多任务（Multiplexing）及交换（Switching）的标准，曾经普遍适用于各大电信公司、工程界，在这方面他符合地铁二号线的骨干环网建设需求。虽然ATM系统具有弹性设计及系统稳定等特点，但是由于购置成本、系统设定负责、维护成本较高于气态同带宽的产品，所以目前已退出主流市场，不在此次实际需求内。

（2）、SDH（Synchronous Digital Hierarchy）系统是指在光纤上传输光学信号的速率和格式标准之一，它属于欧洲标准。SDH的传输速率可以分为不同的位阶，SDH位阶及比特率定义于ITUTG.707中。SDH最基本传输阶层为STM-1，传输带宽为155Mbps；其次为STM-4，传输带宽为622Mbps；STM-16，其传输带宽为2.5Gbps；STM-64，传输带宽为10Gbps。SDH系统常用的介接设备通常有RS422、RS232、E&S;信号、语音通信道及E1接口等。

在SDH系统和GE系统之中如何选择，可以由下几点来进行分析：1、西安地铁二号线由厂家提供的行车监控系统设备属于IP化的以太网络组建组成。而SDH是使用属于语音应用服务技术的电路交换设计。由于SDH信号的本质是同步，属于点对点架构的固定式网络。而西安地铁二号线的行车监控设备属于以太网络组件，如果本系统采用SDH系统，则需要经过外部或内部模块将传输信息转换为SDH虚拟电路，这个转换意味着带宽使用效率的降低，同时还将伴随着安装转换模块所需要的成本增加以及更多的设备后期维护工作。而以太网络传输包具有随时变动信息量的特点，所以从这点出发考虑的话，采用原生设备为IP接口的特性，本线路骨干网采用以太网设备较为合适。2、由于行车监控系统非常重要，所以任何传输系统上的单一故障点，都不能影响此系统的正常运行，为此需要将网络系统进行备份配置，包括传输设备以及传输路径都必须以此为依据。如果采用SDH系统，那么需要SDH的双路径以及双设备架构设计，而这会加大此项工程的系统复杂度、建设成本以及后期维护成本。

三、结论

本文仅从现有网络系统构架中进行比对，由于高速以太网络具有设备共通化和IP化的特点，其后续的维修备品备件同样资源丰富。基于此系统构架骨干网络对于带宽分析、后续维修、备品更换、延迟及恢复时间等因素考虑，二号线采用GE设备作为DCS的骨干网络系统是较SDH系统更为优秀。

参 考 文 献

[1]付兵，廖理明. 城市轨道交通CBTC信号系统.西南交通大学出版社，2016.01

[2]肖萍萍，吴健学.SDH原理与应用.中国劳动社会保障出版社，2008.