城市轨道交通背景下不同传输系统技术原理及发展趋势研究

城市轨道交通背景下不同传输系统技术原理及发展趋势研究

马伟杰

广州地铁集团有限公司510010

摘要：本文基于城市轨道交通行业的背景，介绍了不同传输技术的原理，以及多年来随着科学技术的发展，传输系统技术的发展演进趋势。同时对各个技术直接的原理做了详细对比。并对未来技术的发展及行业对于传输设备的选择提出建议。

关键词：城市轨道交通、传输系统、技术原理、发展

一、概述

城市轨道交通行业中，通信传输系统承载着车站之间、车站与调度指挥中心之间，以及线路与线路之间的信息中继与传输的重要作用。不同制式的传输设备，直接影响着用户的使用效率。多年来，城市轨道交换行业所使用的传输系统设备有PDH、西门子OTN、SDH、MSTP、PTN、OTN。

二、不同传输技术的原理

1.PDH

PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）准同步数字传输,主要用于点对点数字传输，一个话路的传输速率为64kbps。其缺点主要是无统一的标准接口、结构复杂，业务传输缺乏灵活性，SDH就是适应这种新的需要而出现的传输体系。

2.西门子OTN

西门子OTN（OpenTransportNetwork）开放式传输网络。主要是由西门子公司独家研发的一种基于TDM传输技术。主要特点是系统集成度高，用户界面操作简单，设备稳定性好。但该技术是西门子独家开发，技术保护强，无法与其他传输技术融合。

3.SDH

SDH(SynchronousDigitalHierarchy)是将复接、线路传输及交叉功能结合在一起，并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。SDH网络是由一些网元组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。它有全世界统一的网络节点接口，从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过程。

4.MSTP

MSTP是多业务传送平台的英文缩写，是基于SDH来传送多种业务，其核心还是电路交换。MSTP可以将传统的SDH复用器、数字交叉链接器（DXC）、WDM终端、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于SDH技术的多业务传送平台（MSTP），进行统一控制和管理，通俗讲MSTP=SDH+ATM（信令）+以太网（二层交换），就是在用户侧增加了以太网接口和ATM接口，实现了IP化接口。

MSTP的关键技术：（1）协议封装，IP是三层协议，也就是网络层，而SDH是物理层，那么就需要把IP包封装为帧在SDH上进行传输；（2）级联技术。需要封装的IP包可能会很大，在封装时就要对其进行分片，而原有的容器VC太小，由此引出级联技术，复用成一个更大的容器。（3）RPR容量带宽调整技术。通过对发出的信令，改变虚拟级联的个数来调整带宽。

4.PTN

PTN（PacketTransportNetwork）分组传送网，是指可以在WAN/MAN范围内支持以分组业务为主的客户层的传送服务层网络，支持传输资源的统计复用及操作、管理和维护，是以太网扩展技术与传送技术的复杂结合体。PTN具有高安全性、高可用性和可扩展等多种特点。MSTP/SDH以电路交换为核心，承载IP业务效率低，带宽独占，调度灵活性差，所以PTN应运而生，通俗讲PTN=MPLS+OAM+保护-IP,其增强了开销（吸取了SDH的优点），对业务的保护（吸取了SDH的优点），-IP可以看做是对用户层不需要的握手协议的过滤。PTN传送的最小单元是IP报文，报文大小有弹性，而SDH传输的是时隙，电路带宽是固定的。

5.OTN

OTN（OpticalTransportNetwork）光传送网，波分复用就是把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送的方式，每个波长承载一个业务信号。SDH好比在一条路上只能行驶一辆车，WDM好比在一条路上可以同时行驶多台车。每个波长带宽10G，WDM带宽可达到80G，SDH带宽只能达到10G.

OTN对业务的调度层分为光层和电层，光层可理解为WDM的范畴，电层可理解为SDH的范畴。

三、不同传输技术技术原理及发展趋势

不同传输技术的发展，体现在技术角度的趋势如下图：

四、不同传输技术技术原理对比

不同传输技术的对比

五、结论建议

未来城市轨道交通的发展，正面向普遍化、高速化、智能化，大数据的业务传输对传输系统的带来非常大的考验。本文对于未来城市轨道交通行业传输系统建设，有四个方面的建议。

1.技术产品

针对未来大线网及高带宽多业务的接入需求，建议正线传输系统使用采用波分复用技术的OTN技术产品

2.带宽容量

正线级可采用100G的带宽容量

骨干网可采用400G/400G+的带宽容量

3.健壮性

设备级保护：核心处理板卡1+1冗余配置

业务级保护：重要业务分散在不同板卡/节点配置

网络机保护：主备用通道分板卡/节点配置

4.扩容能力

建设时可按最大可扩容能力配置核心处理板卡

配置与业务接入板卡1:1的冗余槽位，为后期扩容提供便利