地铁综合通信系统将网络传输与业务应用相分离,以实现对多种不同业务的支持。其应用模型如图1。基础通信设施包括时钟、电源、无线、有线等公用设施。利用这些公用的基础通信设施,可以构建高级信元传输和交换网络,实现网络寻址和传输服务质量保证。其上的公务电话、公众电话、客服系统、票务系统、监控报警子系统等虚拟专用通信子系统,则使用高级信元网络提供的传输能力提供相应的业务服务。

　　首先考虑无线系统。目前技术均采用无线基站接入,差别仅在于无线信号辐射方法。一种是使用直放站驱动多根天线,延伸基站天线信号覆盖范围。这种方案设计简单、初期安装费用较为低廉;但系统通用性较差,升级维护困难,天线数目多且安装复杂,容易形成信号盲区。另一种是使用泄漏同轴电缆,作为信号辐射和检测的天线,通过调整辐射衰减,可以适应不同的现场环境。泄漏电缆天线的工作带宽可以涵盖GSM、CDMA以及未来的3G通信的频段,甚至包括FM、DAB等广播频段和视频信号;泄漏电缆可以悬挂在隧道两侧,施工简便,但成本较高。

　　本文提出的无线系统采用了一种新的分布式无线通信技术。系统中接入处理节点可以置于地铁系统的控制中心,也可以根据地铁沿线的站台数适当配置。分布式多天线通过高速光纤网在处理节点处进行集中的信号处理和分发控制,从而充分利用空间资源,成倍地提高了无线频谱利用率及系统容量。系统中各天线的收发信号处理是在处理单元(分布式或半分布式)而不是在天线处进行,这有利于各种先进信号处理技术和分布计算技术的应用。与蜂窝系统相比,分布式无线通信网络从根本上获得了更高的系统容量和更快的传输速率。

　　这种分布式无线接入系统[2]包括分布式天线、分布式接入处理节点、分布式光纤链路、光分路复接器等。其中,分布式天线包括泄漏同轴电缆、宽频通用光端天线。泄漏电缆和光纤分布式天线的综合运用,可以保证地铁系统内拥有很好的信号覆盖;泄漏电缆适用于隧道区域和车厢覆盖,而光纤分布式天线则适用于地铁站台、站厅和商业街区域覆盖。

　　综合业务的实现依赖于高级信元交换技术。传统信元交换技术[3](如ATM)完全可以实现各种业务的综合传输,但同时也存在应用成本较高的不足。高级信元交换技术通过采用多级信元体系,扩展了支持的速率范围;通过显式优先级控制,进一步提高了对多种媒体业务的支持能力。

　　地铁基础通信网络的主干部分基于分布式光纤的分组交换网络,采用高级信元传输方式来进行带宽分配和管理,能够迅速、准确、透明地传送通信系统中的一切语音、数据、图像等信息,提供弥足珍贵的网络可靠性。通过采用统一的高级信元网络传输层,系统实现了网络接口的标准化,对下便于各种设备之间的互联互通,对上便于多种业务的集成。

　　地铁综合通信系统业务层由公务电话、公众电话、客服、票务、监控等子系统组成。这里公务电话系统除了普通电话的通话功能,还具备相应的呼叫、广播、录音存储、显示、监测和优先权等功能;公众电话系统除了在站厅、站台上向乘客提供有线付费电话,还通过分布天线向乘客提供地铁环境下的城市蜂窝移动通信信号中继,消除手机信号盲区;客服子系统可为中心调度员、车站值班员、列车广播员提供对相应区域的有线广播;票务系统包括了自动售票、自动检票和电子车票几个部分;监控和报警子系统将采集到的数据送往指定的监控中心,对异常情况采取相应的措施。

　　4 现代地铁综合通信系统的性能分析

　　地铁综合通信系统的性能[4]主要取决于基础通信网络的综合传输和处理能力。设计过程中对典型地铁环境下的基础通信网络传输性能进行了仿真。采用了环形和星型两种典型的配置模型,如图2所示。由于地铁本身多呈链状,采用带有自动保护切换的环形配置是很自然的。然而从交换效率的角度看,星型配置可以取得更好的性能,因此同样值得研究。

　　仿真表明,高级信元网络对于实时业务的交换时延低于每节点200μs。对于一个长50km、具有30个站台的线型地铁网络,环形配置端到端传输延迟不超过3ms,无需分级即可实现多种业务的实施传送。如果采用分级星型交换配置,端到端传输延迟不超过1ms。

　　5 结束语

　　分布式无线系统和高级信

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