鐵道通信-傳輸系統(tǒng)課件

4.1城市軌道交通通信系統(tǒng)組成及功能

4.2城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)設(shè)備傳輸系統(tǒng)2023/12/162一、城市軌道交通通信系統(tǒng)組成及功能

城市軌道交通專用通信系統(tǒng)一般由傳輸、公務(wù)電話、專用有線調(diào)度電話、無線列車調(diào)度、閉路電視監(jiān)控、車站廣播、時鐘、旅客信息引導(dǎo)顯示、防雷、光纖在線監(jiān)測、動力環(huán)境監(jiān)測、UPS不間斷電源等系統(tǒng)組成。1．通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)的功能通信系統(tǒng)的服務(wù)范圍包括運(yùn)營控制中心、車站、車輛段、停車廠、維修中心、車站內(nèi)等城市軌道交通運(yùn)營服務(wù)區(qū)域。通信系統(tǒng)不是單一的子系統(tǒng)，而是多個相對獨(dú)立的子系統(tǒng)的組合。這些子系統(tǒng)在不同的運(yùn)營環(huán)境下協(xié)調(diào)工作。各子系統(tǒng)能對各自的故障進(jìn)行檢測和報警，從而確保整個通信系統(tǒng)的可靠性。2023/12/163(1)傳輸系統(tǒng)功能傳輸系統(tǒng)是整個通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶，它給通信各子系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、AFC自動售檢票系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、辦公網(wǎng)絡(luò)等提供傳輸通道，將各車站、車輛段、停車廠的設(shè)備與控制中心的設(shè)備連接起來。在城市軌道交通中傳輸設(shè)備之間一般采用光纖連接，構(gòu)成雙環(huán)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

(2)公務(wù)電話系統(tǒng)功能公務(wù)電話系統(tǒng)為軌道交通運(yùn)營提供辦公電話、傳真等業(yè)務(wù)，同時在控制中心、車站、段廠等也設(shè)置公務(wù)電話，既可作為辦公電話使用，也可以作為有線調(diào)度電話的備份，一旦調(diào)度電話故障，臨時應(yīng)急使用。2023/12/164

(3)專用有線調(diào)度系統(tǒng)功能專用有線調(diào)度電話是為行車指揮、維修、搶險等設(shè)置的專用通信系統(tǒng)。根據(jù)列車運(yùn)行組織和業(yè)務(wù)管理、指揮的需要，城市軌道交通一般設(shè)置四種調(diào)度電話系統(tǒng)：行車調(diào)度電話系統(tǒng)、電力調(diào)度電話系統(tǒng)、防災(zāi)調(diào)度電話系統(tǒng)、維修調(diào)度電話系統(tǒng)，四種調(diào)度電話系統(tǒng)均包含調(diào)度臺和各自的調(diào)度分機(jī)。行車(或電力、防災(zāi)、維修)調(diào)度員可通過調(diào)度操作臺直接控制調(diào)度專用交換設(shè)備進(jìn)行個別呼叫、分組呼叫或全部呼叫各站、段的行車(或電力、防災(zāi)、維修)值班員；各站、段的行車(或電力、防災(zāi)環(huán)控、維修)值班員可通過調(diào)度電話分機(jī)直接呼叫調(diào)度員，但分機(jī)之間不能相百呼叫通話。2023/12/165

(4)無線列車調(diào)度系統(tǒng)功能無線調(diào)度系統(tǒng)主要是用于解決固定人員(調(diào)度員、值班員)與流動人員(駕駛員、維修人員與列檢人員等)之間的通話。該系統(tǒng)由無線控制設(shè)備、無線基站、調(diào)度臺、車站固定臺、車載臺和便攜移動臺等設(shè)備組成。

(5)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)功能閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是軌道交通運(yùn)營管理及保證運(yùn)輸安全的重要手段，它給控制中心的調(diào)度員、各車站值班員、公安值班人員等提供有關(guān)列車運(yùn)行、旅客疏導(dǎo)、防災(zāi)救火、突發(fā)事件等情況下的現(xiàn)場視頻信息。電視監(jiān)控系統(tǒng)其主要由中央控制室監(jiān)視控制設(shè)備、車站監(jiān)控設(shè)備、車站硬盤錄像設(shè)備、云臺攝像機(jī)和固定攝像機(jī)等設(shè)備組成。2023/12/166

(6)廣播系統(tǒng)功能廣播系統(tǒng)為乘客提供列車到發(fā)時間、安全提示信息的同時，還能在緊急情況或突發(fā)事件時為乘客提供疏散信息。廣播系統(tǒng)主要由中央控制設(shè)備、車站、段廠控制設(shè)備、站廳、站臺聲場設(shè)備等組成。

(7)時鐘系統(tǒng)功能時鐘主要是為行車組織提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間，并向其他系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時間信號。時鐘系統(tǒng)由中心母鐘、監(jiān)控終端、二級母鐘、子鐘及傳輸通道等設(shè)備構(gòu)成。2023/12/1672023/12/168(8)旅客引導(dǎo)顯示系統(tǒng)旅客引導(dǎo)顯示系統(tǒng)主要功能是為旅客提供關(guān)于行車時刻表、安全提示、視頻等的文字或多媒體視頻信息。旅客引導(dǎo)顯示系統(tǒng)由中心控制終端、車站控制設(shè)備、LED(發(fā)光二極管)顯示屏、PDP(等離子)或液晶顯示屏組成。

(9)防雷系統(tǒng)功能防雷系統(tǒng)為其他通信子系統(tǒng)提供防雷保護(hù)，當(dāng)設(shè)備遭到雷擊或強(qiáng)電干擾后防雷系統(tǒng)通過隔離保護(hù)、均壓、屏蔽、分流、接地等方法減少雷電對設(shè)備的損害。2023/12/169

(10)光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)功能

光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)主要為光纜傳輸通道進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測，維護(hù)人員可以通過網(wǎng)管監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測光纜狀態(tài)，并能在故障時判斷故障點(diǎn)。光纖在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由恒定光源模塊、光功率監(jiān)測模塊、光纖測試模塊、處理控制模塊以及監(jiān)控處理設(shè)備等組成。

(11)動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對通信機(jī)房的溫濕度、煙霧、空調(diào)等工作環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測以及對通信系統(tǒng)UPS電源設(shè)備的工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，通過傳輸設(shè)備將車站內(nèi)通信機(jī)房的信息傳至控制中心網(wǎng)絡(luò)管理終端，以便維護(hù)工作人員能夠?qū)崟r監(jiān)測車站狀況。(12)UPS不間斷電源系統(tǒng)功能

UPS不間斷電源系統(tǒng)主要為其他通信子系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，當(dāng)市電或UPS主機(jī)故障時，通過電池組為設(shè)備供電，保證通信設(shè)備正常運(yùn)行。UPS不間斷電源系統(tǒng)包括主機(jī)、蓄電池組、配電設(shè)備等。2023/12/16102023/12/161111城市軌道交通通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型線路1傳輸上層網(wǎng)線路2線路3線路4線路NCOCC通信電源傳輸系統(tǒng)專用無線時鐘系統(tǒng)電視監(jiān)控電力監(jiān)控自動售檢防災(zāi)報警ATSBAS廣播系統(tǒng)辦公系統(tǒng)門禁系統(tǒng)公務(wù)電話專用電話乘客導(dǎo)向AFCSCADAFAS環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控2023/12/1612傳輸系統(tǒng)是整個通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶，通過它將各通信子系統(tǒng)車站信息傳送到控制中心，同時為電力系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、AFC自動售檢票系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、辦公網(wǎng)絡(luò)等提供傳輸通道。傳輸設(shè)備包括車站設(shè)備和控制中心設(shè)備，不同的廠家有不同的組網(wǎng)模式。

二城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)設(shè)備2023/12/16132023/12/16142023/12/1615

(1)通信傳輸系統(tǒng)需要傳送的信號形式通信傳輸系統(tǒng)需要將各子系統(tǒng)的信號上傳到控制中心，同時控制中心也需要通過傳輸系統(tǒng)將控制信息送到車站，這些信號通過物理接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其信號轉(zhuǎn)換接口形式包括：

公務(wù)及專用電話系統(tǒng)：話音信號，一般為64k語音接口及E1(2MPCM)接口。

視頻系統(tǒng)：視頻接口和控制接口，一般為E1接口和RS一422接口。

無線系統(tǒng)：話音信號、基站鏈路控制信號、遠(yuǎn)端調(diào)度臺信號，一般為El接口、RS一422接口和以太網(wǎng)接口。2023/12/16162023/12/16172023/12/16182023/12/16192023/12/16202023/12/16212023/12/16222023/12/1623

時鐘系統(tǒng)：傳送控制信號，一般為Rs一422接口。

廣播系統(tǒng)：控制信號、高保真語音信號，一般為RS-422接口和高保真語音接口。

旅客引導(dǎo)顯示系統(tǒng)：控制信號、視頻信號、語音信號，一般為Rs一422接口和El接口。

電力系統(tǒng)：控制信號、視頻信號，一般為Rs一422接口和E1接口。

信號系統(tǒng)：控制信號和網(wǎng)絡(luò)信號，一般為Rs一485接口和以太網(wǎng)接口。

AFC自動售檢票系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)信號，一般為以太網(wǎng)接口。綜上所述，需要傳輸系統(tǒng)傳送的信號形式包括：E1接口、RS-422接口、Rs一485接口、高保真語音接口、以太網(wǎng)接口等。2023/12/1624城市軌道交通信息通信系統(tǒng)可分為兩部分:傳輸部分和接入部分。其模型如下圖。其中,傳輸層只負(fù)責(zé)提供各種通道,保證各種業(yè)務(wù)能安全可靠的從一個節(jié)點(diǎn)傳到另一個節(jié)點(diǎn);接入層需完成業(yè)務(wù)的接入和業(yè)務(wù)的匯聚兩個基本功能;然后把匯聚好的業(yè)務(wù)交由傳輸節(jié)點(diǎn)完成傳輸。2023/12/1625(2)傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)模式通信傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)模式示意圖如圖11．5所示。

圖11—5傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)模式示意圖2023/12/1626

整個傳輸系統(tǒng)一般由車站設(shè)備、控制中心設(shè)備和傳輸線路三部分組成。車站設(shè)備用來將車站各系統(tǒng)需要上傳的電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纜線路傳輸?shù)娇刂浦行?；控制中心設(shè)備是將車站上傳的光信號轉(zhuǎn)換成各通信子系統(tǒng)或其他系統(tǒng)需要的電信號?？刂浦行脑O(shè)備一般包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，用來監(jiān)測整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，同時還具有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、故障統(tǒng)計、報表輸出、系統(tǒng)用戶權(quán)限設(shè)置等功能。2023/12/1627

(3)傳輸系統(tǒng)的組網(wǎng)類型與比較隨著城市軌道交通的發(fā)展，通信傳輸技術(shù)在此領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。目前城市軌道交通傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)主要有：2M中繼業(yè)務(wù)、計算機(jī)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、旅客信息多媒體業(yè)務(wù)、高清晰廣播語言業(yè)務(wù)、各種控制接口業(yè)務(wù)等。

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制指網(wǎng)絡(luò)對承載的業(yè)務(wù)進(jìn)行尋址、交換、復(fù)用、傳輸和控制的體系結(jié)構(gòu)及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。2023/12/1628傳統(tǒng)電信網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)是由承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)和支撐網(wǎng)構(gòu)成，語音、圖象、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由各自的業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供；為了支持不斷增加的多媒體業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增長，要求多個網(wǎng)絡(luò)逐步融合，因此多業(yè)務(wù)融合的下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）的發(fā)展成為信息產(chǎn)業(yè)界探討的熱點(diǎn)。軌道交通通信系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)以數(shù)據(jù)為主，輔之以話音和圖象，而且，信息傳送的實(shí)時性、可靠性要求較高。根據(jù)城市軌道交通傳輸系統(tǒng)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，適合各種業(yè)務(wù)傳輸?shù)募夹g(shù)主要有：開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)系統(tǒng)、基于SDH(同步數(shù)字傳輸序列)的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(MSTP)、異步傳輸模式(ATM)以及RPR(彈性分組環(huán))技術(shù)。2023/12/16292023/12/1630

1)OTN系統(tǒng)。OTN(開放式傳輸網(wǎng)絡(luò))是德國西門子公司開發(fā)的光纖傳輸系統(tǒng)。它采用了TDM時分復(fù)用技術(shù)，屬于同步傳輸體系。OTN系統(tǒng)提供豐富的接口板卡業(yè)務(wù)，對于軌道交通傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)無需再加接口轉(zhuǎn)換設(shè)備，直接接入即可連接組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡單。

2023/12/1631OTN是一種靈活和支持多協(xié)議的開放式網(wǎng)絡(luò)，它根據(jù)語音、數(shù)據(jù)、LAN以及視頻等業(yè)務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了接口卡，從而使符合這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以通過OTN結(jié)點(diǎn)機(jī)毫無限制地直接相連。它能直接接入普通電話機(jī)、數(shù)據(jù)終端設(shè)備、影像設(shè)備，還可以與交換機(jī)用戶電路或者2Mbps的E1口連接。此外它還提供帶寬達(dá)成15KHZ的音頻接口，在網(wǎng)絡(luò)方面支持10Mbps/100Mbps以太網(wǎng)的接入。這些接口模塊的類型及數(shù)量可以根據(jù)用戶靈活配置。2023/12/1632OTN它首先是一個開放(Open)的系統(tǒng)，利用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口，它能與具有標(biāo)準(zhǔn)接口的所有業(yè)務(wù)相連，此外，還能定制特定環(huán)境中使用的特殊通信協(xié)議的接口。它的傳輸(Transport)是工作在OSI模型的最低層(物理層)，可完全透明地傳輸各種不同類型的信息(例如語音、數(shù)據(jù)、數(shù)字視頻和LAN)，而且具有極高的可用性。OTN網(wǎng)絡(luò)(Network)采用了光纖技術(shù)，這也是未來的網(wǎng)絡(luò)體系基礎(chǔ)，傳輸距離幾乎沒有限制。事實(shí)上，OTN系統(tǒng)可以覆蓋超過上千公里的范圍，為遠(yuǎn)距離多業(yè)務(wù)傳輸提供了理想的解決方案。2023/12/16332023/12/1634OTN的組成

OTN簡單一體化的結(jié)構(gòu)沒計，以及使用的元件和制造工藝經(jīng)全球廣泛地鐵用戶使用，證明了極高的可靠性。系統(tǒng)內(nèi)控制中心、車輛段、備車站的設(shè)備，關(guān)鍵部件進(jìn)行熱備份，充分保證設(shè)備安全、可靠運(yùn)行。

0TN是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的。所有設(shè)備包括節(jié)點(diǎn)箱、接口板、電源、電纜、光收發(fā)器等都是采用統(tǒng)一的規(guī)格設(shè)計生產(chǎn)，任何一個部分出現(xiàn)損壞或故障，只要用相應(yīng)的新組件代替就可以了，不會影響到與之相連的其他組件。比如，某個節(jié)點(diǎn)箱發(fā)生故障，那么,只要替換掉該節(jié)點(diǎn)箱就可以了，原先安裝在節(jié)點(diǎn)箱上的接口板都可以繼續(xù)應(yīng)用到新的點(diǎn)箱中。OTN是即插即用的。如果需要增加或者替換一塊板卡，只需要把板卡上的開關(guān)關(guān)閉。將原有板卡從機(jī)箱上取下，然后插入新的板卡，打開電源，系統(tǒng)就可以識別新的板卡。整個過程中不需要關(guān)閉節(jié)點(diǎn)箱，也不會影響其他板卡的正常工作。OTN具有自動重配置功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動進(jìn)行重新配置，以確保整個網(wǎng)絡(luò)的可用性。2023/12/16352023/12/1636OTN系統(tǒng)開發(fā)了與SDH相連的接口節(jié)點(diǎn)設(shè)備，使OTN設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)通用傳輸設(shè)備的互連互通成為可能。由于OTN系統(tǒng)能夠提供豐富的業(yè)務(wù)接口，使其在專用網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用很多，在城市軌道交通中的應(yīng)用案例也很多，如北京地鐵、天津輕軌、廣州地鐵、上海地鐵、深圳地鐵、重慶輕軌等。2023/12/16372023/12/16382023/12/1639光板（BORA-X3M）每個BORA卡配有兩個可熱插拔SFP（小封裝可插拔）模塊的TRM，通過BORA卡的前面板可更換。光學(xué)收發(fā)器模塊（TRM）將光學(xué)信號從OTN環(huán)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，反之亦然。收發(fā)器模塊有M（多模）、I（內(nèi)路）、S1或S2（短距離）和L1或L2（長距離）版本可選用。根據(jù)收發(fā)器的安裝類型，可以在兩個相鄰節(jié)點(diǎn)間橋接高達(dá)86km的距離。南京地鐵二號線目前主要有兩中模塊I型和S1型。規(guī)格參數(shù)：OTR2500I：-20<Pout<-14，接收靈敏度-26，最大輸入-14。OTR2500S：-15<Pout<-8，靈敏度-28，最大輸入-7。光模塊接口處的光連接器為LC/PC,SC/PC型。LC/PC型中為LC為光纖連接器型號。PC都是指光纖連接器的插針端面，插針端面其他型號還有FC，APC。2023/12/16402023/12/16411）OMS以太網(wǎng)接口燈LEDRandT為雙色燈通過以太網(wǎng)端口，OMS能夠訪問OTN網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)R(=Receive)，T(=Transmit)LED亮為橙色時，鏈路不通；當(dāng)R，T燈不亮?xí)r，數(shù)據(jù)鏈路通。當(dāng)R,T燈亮為綠色時，數(shù)據(jù)正在傳輸。2）主次告警燈MaMiMa為主要告警顯示燈，當(dāng)兩個環(huán)都不處于Sync2狀態(tài)時，燈亮為紅色。Mi為次要告警顯示燈，當(dāng)有一個環(huán)是處于Sync0狀態(tài)時，燈亮為紅色。3）兩個光口的SDH指示燈SDH燈亮為紅色，系統(tǒng)檢測到幀失步；正常情況為不亮。4）兩個光口的BER指示燈BER燈亮為紅色，系統(tǒng)檢測到誤碼率，100us中有至少有一個誤碼；燈不亮，說明誤碼率低于這個值。5）兩個SY指示燈，雙色燈

紅亮SYNC0狀態(tài)

不亮收到SYNC1frames綠亮

收到SYNC2frames2023/12/1642

E1-24P板卡E1-24P接口卡與最終用戶和OTN-X3M相互連接。每個接口卡最多可連接24個E1用戶。24個電路各自獨(dú)立地工作。通過OTN-X3M相互對接的接口類型相同。E1鏈接本身是同步工作的，但相對OTN-X3M來說是異步的。實(shí)際上，OTN-X3M幀按照其自身的頻率在節(jié)點(diǎn)間傳輸，采用OTN-X3M填充(異步映射)來維持OTN-X3M同步鏈接，（OTN-X3M每幀包括32個時隙。每個時隙的帶寬為64kbps（8位)。每幀因而包括256位，時長125μs）。E1是帶寬為2.048Mbps的雙向（全雙工）鏈接，數(shù)據(jù)以數(shù)字方式在幀內(nèi)傳輸。每個E1物理接口包括4個信號（發(fā)送Tip、發(fā)送Ring、接收Tip以及接收Ring）。一個E1Tip-Ring線對可以采用同軸電纜(75Ω)，也可以采用平衡雙絞線對(120Ω)。2023/12/1643優(yōu)點(diǎn)：能夠支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)及總線等類型的連接；2023/12/1644采用一次復(fù)用機(jī)制，可以滿足低速和高速信息的接入，占用的開銷比特數(shù)少；能夠通過軟件實(shí)現(xiàn)帶寬分配，滿足不同的業(yè)務(wù)需要；可綜合不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，集成了多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口；網(wǎng)絡(luò)自愈能力強(qiáng)，系統(tǒng)可靠性高；網(wǎng)絡(luò)管理能力強(qiáng)，具有自我診斷能力。2023/12/1645缺點(diǎn)：數(shù)字比特率系列和幀結(jié)構(gòu)比較特殊，無統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，不同傳輸網(wǎng)絡(luò)之間難以互通；獨(dú)家產(chǎn)品，完全依賴進(jìn)口，價格較高。2023/12/16462)基于SDH的多業(yè)務(wù)傳輸平臺MSTP。MSTP技術(shù)源于同步數(shù)字傳輸體系SDH，經(jīng)過近幾年的不斷發(fā)展，已經(jīng)將PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸)、SDH、POS(基于SDH的數(shù)據(jù)包)、以太網(wǎng)、ATM異步傳輸模式、RPR彈性分組環(huán)、SHDSL(對稱高速數(shù)據(jù)用戶線)、DDN(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng))等技術(shù)于融為一體?，F(xiàn)在的MSTP已經(jīng)能為以太網(wǎng)業(yè)務(wù)提供業(yè)務(wù)接口，能夠提供多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接，具有用戶隔離和帶寬共享等功能。

SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步數(shù)字體系）

SDH是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國貝爾通信技術(shù)研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。2023/12/1647SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用SDH技術(shù)可以將核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強(qiáng)大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰透呖煽啃詭砗锰?，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。

2023/12/1648SDH并不專屬于某種傳輸介質(zhì)，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點(diǎn)表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容。

2023/12/1649SDH通信技術(shù)中的傳輸技術(shù)，成為同步數(shù)字體系。是目前骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)中應(yīng)用最廣的傳輸技術(shù)了。SDH的基本傳輸單元就是STM-1，往上一次有STM-4，-16，-64等，都是四倍關(guān)系。

STM-1的傳輸速率是155.520Mbit/sSTM-1，STM-4，STM-16再生中繼設(shè)備主要技術(shù)要求STM-1光接口----155Mbps

STM-4光接口----622Mbps

STM-16光接口----2.5Gbps

STM-64光接口----10Gbps2023/12/16502023/12/16512023/12/1652SDH可以兼容兩大體系PDH的各種速率，既可復(fù)用2Mbit/s系列的PDH信號，又可復(fù)用1.5Mbit/s系列的PDH信號，使兩大系列在SDH系統(tǒng)中得到統(tǒng)一。當(dāng)PDH和SDH之間需要連接時，通常將PDH封裝在STM-1之內(nèi)。注意：封裝的時候PDH信號的速率應(yīng)低于155Mbit/s，以便調(diào)整為155Mbit/s。2023/12/1653

SDH光傳輸網(wǎng)是由不同類型的網(wǎng)元通過光纜線路連接組成的，通過不同的網(wǎng)元完成SDH網(wǎng)的傳送功能，這些功能包括：上/下業(yè)務(wù)、交叉連接業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)故障自愈等。SDH

網(wǎng)中常見網(wǎng)元有終端復(fù)用

TM，分插復(fù)用器ADM，再生中繼器REG，數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC。2023/12/1654終端復(fù)用器（TM）用于網(wǎng)絡(luò)的終端站點(diǎn)上。它的作用是將支路端口的低速信號復(fù)用到線路端口的高速信號STM-N中，或從STM-N的信號中分出低速支路信號。它的線路端口輸入/輸出一路STM-N信號，而支路端口可以輸出/輸入多路低速支路信號。在將低速支路信號復(fù)用進(jìn)線路信號的STM-N幀上時，支路信號在線路信號STM-N中的位置可任意指定。終端復(fù)用器模型圖2023/12/16552023/12/1656ADM設(shè)備分插復(fù)用器（ADM）用于SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接站點(diǎn)處，例如鏈的中間節(jié)點(diǎn)或環(huán)上節(jié)點(diǎn)，是SDH網(wǎng)上使用最多、最重要的一種網(wǎng)元.

ADM有兩個線路端口和一個支路端口。兩個線路端口各接一側(cè)的光纜（每側(cè)收/發(fā)共兩根光纖），為了描述方便我們將其分為西向（W）、東向（E）兩個線路端口。ADM的作用是將低速支路信號交叉復(fù)用到線路上去，或從線路端口收到的線路信號中拆分出低速支路信號。另外，還可將東/西向線路側(cè)的STM-N信號進(jìn)行交叉連接。ADM是SDH最重要的一種網(wǎng)元，通過它可等效成其它網(wǎng)元，即能完成其它網(wǎng)元的功能，例如：ADM可等效成兩個TM。2023/12/1657再生中繼器（REG）光傳輸網(wǎng)的再生中繼器有兩種，一種是純光學(xué)的再生中繼器，主要進(jìn)行光功率放大以延長光傳

輸距離；另一種是用于脈沖再生整形的電再生中繼器，主要通過光/電變換（O/E）、電信號抽樣、判決、再生整形、電/光變換（E/O）等處理，以達(dá)到不積累線路噪聲、保證傳送信號波形完好的目的。

此處指的是后一種再生中繼器，REG

只有兩個線路端口.REG

的作用是將接收的光信號經(jīng)O/E、抽樣、判決、再生整形、E/O

后在對側(cè)發(fā)出。

真正的

REG

只需處理STM-N

幀中的RSOH，并且不需要交叉連接功能。而ADM

和TM因?yàn)橐瓿蓪⒌退僦沸盘柌宓絊TM-N

中，所以不僅要處理RSOH，而且還要處理MSOH，另外ADM

和TM

都具有交叉連接功能。2023/12/1658數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）主要完成STM-N

信號的交叉連接，它實(shí)際上相當(dāng)于一個交叉矩陣，完成各個

信號間的交叉連接.

DXC可將輸入的M路STM-N信號交叉連接到輸出的N路STM-N信號上，DXC的核心是交叉矩陣，功能強(qiáng)大的DXC能夠?qū)崿F(xiàn)高速信號在交叉矩陣內(nèi)的低級別交叉。通常用DXCm/n來表示一個DXC的類型和性能（m≥n），m表示可接入DXC的最高速率等級，n表示在交叉矩陣中能夠進(jìn)行交叉連接的最低速率級別。m越大表示DXC的承載容量越大；n越小表示DXC的交叉靈活性越大。m和n的相應(yīng)數(shù)值的含義見表所示。2023/12/16592023/12/1660MSTP技術(shù)MSTP（Multi-servicetransportplatform）是SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)，是指基于SDH平臺，同時實(shí)現(xiàn)TDM\ATM等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。技術(shù)成熟傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)價格低廉針對語音業(yè)務(wù)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)靈活性和應(yīng)變能力較差對TDM\ATM\Ethernet\DSL等綜合業(yè)務(wù)考慮不夠2023/12/1661補(bǔ)充：傳輸系統(tǒng)所提供的信息承載通道可以分為兩大類：一類是基于時分復(fù)用的電路交換通道（TDM通道），另一類是基于統(tǒng)計復(fù)用的分組交換承載通道（分組通道）。TDM通道所承載信息主要包括：音頻、視頻、低速電路數(shù)據(jù)等，分組通道所承載的信息主要包括：音頻、視頻及中高速分組數(shù)據(jù)信息基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺（MTSP）技術(shù)。它是一種基于SDH的新型傳送平臺，可以在SDH傳輸平臺上將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流進(jìn)行GFP\LAPS或PPP封裝，再映射到SDH的VC通道中，或?qū)TM數(shù)據(jù)流承載在SDH的VC通道中。2023/12/1662

MSTP是基于TDM的技術(shù)，不能動態(tài)分配信道帶寬，不適合具有“突發(fā)業(yè)務(wù)”特點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此，MSTP的主要用途仍然是提供TDM電路。因此，MSTP技術(shù)的傳送業(yè)務(wù)是以TDM業(yè)務(wù)為主，以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為輔。MSTP技術(shù)在城市軌道交通中應(yīng)用較多，如廣州地鐵的3號線、5號線。2023/12/1663不同的MSTP業(yè)務(wù)處理方式示意圖MSTP主要特點(diǎn)1、支持多種協(xié)議通過對多種協(xié)議的支持來增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊緣的智能性，通過對不同業(yè)務(wù)的聚合、交換和路由，提供對不同類型傳輸流的處理2、支持?jǐn)U展功能3、提供集成的數(shù)學(xué)交叉連接功能：MSTP節(jié)點(diǎn)可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣完成大部分交叉連接功能，從而節(jié)省傳輸帶寬以及省去昂貴的數(shù)字交叉連接系統(tǒng)端口2023/12/16642023/12/16654、支持動態(tài)帶寬分配：支持G.707定義的VC物理級聯(lián)和虛級聯(lián)功能，可以對帶寬進(jìn)行靈活的分配5、提供綜合網(wǎng)絡(luò)管理功能：MSTP的業(yè)務(wù)配置只需要指定業(yè)務(wù)數(shù)字流的源、宿和相應(yīng)的要求，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能快速生成，并能提供基于端對端業(yè)務(wù)的性能、告警監(jiān)控及故障輔助定位。6、支持多種以太網(wǎng)業(yè)務(wù)類型點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)2023/12/1666

3)異步傳輸模式(ATM)。ATM(異步傳輸模式)是在20世紀(jì)80年代為B-ISDN(寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng))定義的傳輸技術(shù)，是一種基于統(tǒng)計復(fù)用的面向連接的技術(shù)。

ATM的技術(shù)特點(diǎn)是能根據(jù)業(yè)務(wù)的需求分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，使得網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率提高：具有嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量保障，有良好的流量控制均衡能力及故障恢復(fù)能力，網(wǎng)絡(luò)可靠性高。

ATM技術(shù)的不足之處在于：對信息傳輸存在一定的時延、抖動及丟包等現(xiàn)象；在話音通信方面，主要采用電路仿真方式；在LAN(局域網(wǎng))領(lǐng)域由于千兆位以太網(wǎng)的崛起，ATM的優(yōu)勢不復(fù)存在；在廣域網(wǎng)領(lǐng)域，ATM受到來自IP(網(wǎng)間互連協(xié)議)技術(shù)的競爭。

ATM在城軌中也有應(yīng)用案例，在北京八通線中，傳輸系統(tǒng)采用SDH和ATM兩種技術(shù)，SDH用于傳統(tǒng)的2M電路業(yè)務(wù)，ATM用于承載以太網(wǎng)數(shù)據(jù)以及視頻圖像業(yè)務(wù)。2023/12/1667

4)RPR技術(shù)。由于RPR是一種較新的技術(shù)，目前在國內(nèi)城市軌道交通領(lǐng)域已有應(yīng)用案例，如廣州地鐵公安通信傳輸系統(tǒng)一直采用RPR技術(shù)。由于RPR在支持?jǐn)?shù)據(jù)及視頻業(yè)務(wù)方面的優(yōu)勢，使其在網(wǎng)絡(luò)及各種運(yùn)營商領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。RPR是為優(yōu)化數(shù)據(jù)包的傳輸而提出的，已由IEEE802.17標(biāo)準(zhǔn)化，是一種全新的千兆IPoverOptical技術(shù)，一種新的MAC層協(xié)議2023/12/1668RPR綜合了SDH、以太網(wǎng)、MPLS(多協(xié)議標(biāo)簽交換)、ATM、WDM(波分復(fù)用)等協(xié)議和技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了一種優(yōu)化的解決方案。RPR組網(wǎng)方案可保證語音、數(shù)據(jù)、視頻等業(yè)務(wù)在統(tǒng)一的平臺上傳輸。RPR的特點(diǎn)主要集中在三個方面：帶寬效率、保護(hù)機(jī)制、簡化業(yè)務(wù)的提供。

優(yōu)點(diǎn)：2023/12/1669空間再用，一根光纖環(huán)可以分段傳輸數(shù)據(jù)；雙環(huán)結(jié)構(gòu)，兩根光纖同時傳輸數(shù)據(jù)，使帶寬提高兩倍；公平機(jī)制，所有節(jié)點(diǎn)對帶寬具有同等的控制權(quán)，從而為帶寬的統(tǒng)計復(fù)用提供最佳的保證。統(tǒng)計復(fù)用，網(wǎng)絡(luò)帶寬分段使用，且任意節(jié)點(diǎn)間富余的帶寬可以被其他節(jié)點(diǎn)所使用，以成倍提高可用帶寬?？梢蕴峁┍萐DH的自動保護(hù)倒換（APS）更好的網(wǎng)絡(luò)自愈功能，可以在50ms內(nèi)恢復(fù)IP業(yè)務(wù)，不需要路由表的重新收斂。由于RPR使用了SDH成幀格式，因此RPR可以在目前所有的光纖傳輸基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行，包括：裸光纖（Darkfiber），波分復(fù)用設(shè)備（DWDM），SDH/SONET點(diǎn)到點(diǎn)通路或自愈環(huán)。2023/12/1670幾個主要技術(shù)問題1）傳輸網(wǎng)業(yè)務(wù)需求傳輸系統(tǒng)傳送的業(yè)務(wù)信息種類除語音外、還有大量數(shù)據(jù)和圖像，具體的業(yè)務(wù)種類和主要特性見下表。2023/12/16712023/12/16722）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榱吮ＷC傳輸系統(tǒng)具有較高的生存能力，傳輸系統(tǒng)采用環(huán)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成自愈環(huán)。2023/12/1673傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)OCC2023/12/16742023/12/1675在物理上為了保證傳輸系統(tǒng)的安全可靠,須采取環(huán)形組網(wǎng)的方案,以利于自動保護(hù)的需要。這樣,控制中心連同所有的車站和車場組成一個自愈環(huán),即使某段光纖壞掉,也可保證業(yè)務(wù)在備用通道上正常進(jìn)行