貫徹《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》積極促進(jìn)鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)展

岳銘凱 尹福康

（1．北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院，北京 100073；2．鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院標(biāo)準(zhǔn)所，北京 100038）

1 概述

《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10087-2010）已于2010年初頒布實(shí)施。本規(guī)范編制的目的是為了適應(yīng)目前鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)建設(shè)需要，統(tǒng)一鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。本規(guī)范適用于新建、改建的鐵路綜合IP數(shù)據(jù)通信網(wǎng)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)業(yè)務(wù)接入方式設(shè)計(jì)。由于本標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)規(guī)定在技術(shù)上與獨(dú)立IP數(shù)據(jù)通信網(wǎng)都是一致的，因此獨(dú)立IP數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的設(shè)計(jì)可參照執(zhí)行。除業(yè)務(wù)接入方式之外，局域網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的其他內(nèi)容要符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

認(rèn)真學(xué)習(xí)《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，對于促進(jìn)鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)，積極推進(jìn)鐵路信息化健康發(fā)展具有重要意義。

2 鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)

目前，鐵路信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)及通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)主要由兩種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來承載：一種是獨(dú)立數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，另一種是綜合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。根據(jù)國家有關(guān)政策及鐵路規(guī)定，對于涉及鐵路運(yùn)輸安全控制、資金往來等系統(tǒng)的業(yè)務(wù)（例如CTC/TDCS、列車控制及聯(lián)鎖、客票、公安等系統(tǒng)），應(yīng)使用獨(dú)立數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載；鐵路其他信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)及通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使用綜合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載。

鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)為綜合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，承載不涉及鐵路運(yùn)輸安全控制、財(cái)務(wù)往來等的鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)承載鐵路信息化發(fā)展總體規(guī)劃中的客貨運(yùn)營銷、經(jīng)營管理和部分運(yùn)輸組織的信息應(yīng)用系統(tǒng)（包括旅客信息服務(wù)、辦公信息化、運(yùn)輸生產(chǎn)及調(diào)度指揮等信息系統(tǒng)，各類監(jiān)測系統(tǒng)等），以及通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)（包括鐵路綜合視頻監(jiān)控、GPRS、會議電視、通信綜合網(wǎng)管、SIM卡管理等系統(tǒng)）。

3 鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)主要原則及總體技術(shù)要求

根據(jù)《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵守主要原則及總體技術(shù)要求如下。

（1）由于鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是鐵路專用的網(wǎng)絡(luò)，因此，不得直接與公眾互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)。

（2）工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、合理布局、資源共享的原則，充分利用既有資源。

（3）工程設(shè)計(jì)應(yīng)與業(yè)務(wù)需求和發(fā)展規(guī)劃相適應(yīng)，以近期業(yè)務(wù)需求為主，兼顧遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)發(fā)展。機(jī)房等不易改、擴(kuò)建的基礎(chǔ)設(shè)施宜按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)，系統(tǒng)容量和電源等宜按近期設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)備等可按交付運(yùn)營后5年設(shè)計(jì)。

（4）工程設(shè)計(jì)應(yīng)符合所承載的業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)應(yīng)符合通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（5）鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)應(yīng)基于TCP/IP技術(shù)。

（6）鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)應(yīng)支持MPLS VPN、MPLS QoS、組播等技術(shù)。

（7）鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)廣域網(wǎng)的傳輸網(wǎng)應(yīng)以光傳輸網(wǎng)為主，宜采用IP over SDH和基于SDH幀結(jié)構(gòu)的IP over WDM技術(shù)。

4 鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》在鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、路由協(xié)議及路由策略、地址分配、域名系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、服務(wù)質(zhì)量、設(shè)備配置、設(shè)備安裝及運(yùn)行環(huán)境要求等方面做了規(guī)范，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中應(yīng)對規(guī)范充分理解及貫徹。

4.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，2個(gè)節(jié)點(diǎn)間的鏈路數(shù)量不少于2條時(shí)，應(yīng)根據(jù)鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)資源情況，各鏈路采用不同的物理路由。

在設(shè)計(jì)骨干網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，鐵道部節(jié)點(diǎn)的2臺路由反射器/VPN路由反射器（RR/VRR）同城異地設(shè)置，各大區(qū)節(jié)點(diǎn)的2臺路由器同城異地設(shè)置。

在設(shè)計(jì)鐵路局區(qū)域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，在機(jī)房條件許可的條件下，核心節(jié)點(diǎn)2臺路由器在鐵路局所在地通信機(jī)房同城異地設(shè)置；在傳輸資源許可的情況下，匯聚節(jié)點(diǎn)間應(yīng)建立互聯(lián)鏈路以減小核心節(jié)點(diǎn)的壓力；匯聚節(jié)點(diǎn)的建設(shè)應(yīng)充分利用既有匯聚節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)資源；凡符合下列條件之一時(shí)，則新設(shè)設(shè)備。

（1）設(shè)備提供的同類型接口（如POS 155 Mbits/s、GE等）分配到不同的板卡上，如既有設(shè)備剩余槽位不符合新增需求，則需要新設(shè)匯聚節(jié)點(diǎn)路由器設(shè)備。

（2）當(dāng)考慮新增業(yè)務(wù)需求后，既有設(shè)備吞吐量達(dá)到標(biāo)稱值的50%及以上時(shí)，則需要新設(shè)匯聚節(jié)點(diǎn)路由器設(shè)備。

（3）對擴(kuò)容和新建進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比選，確定是否需要新設(shè)。

鐵路局所在地匯聚節(jié)點(diǎn)數(shù)量根據(jù)需要設(shè)置；其他城市在兼顧既有網(wǎng)絡(luò)及符合新建客運(yùn)專線需求的情況下，同城匯聚節(jié)點(diǎn)數(shù)量不宜超過3個(gè)。

根據(jù)傳輸資源情況，GPRS業(yè)務(wù)接入點(diǎn)的2臺接入節(jié)點(diǎn)路由器可采用傳輸系統(tǒng)FE透傳方式直接接入核心節(jié)點(diǎn)，同時(shí)應(yīng)保證接入節(jié)點(diǎn)路由器與核心節(jié)點(diǎn)路由器相連的2條鏈路為不同物理路由。

接入節(jié)點(diǎn)路由器間的互聯(lián)鏈路應(yīng)充分考慮綜合視頻監(jiān)控等系統(tǒng)的帶寬需求，當(dāng)傳輸系統(tǒng)資源不能提供所需的帶寬時(shí)，可采用光纖直聯(lián)方式。

4.2 業(yè)務(wù)接入

各業(yè)務(wù)可采用路由器、交換機(jī)、MSTP、xDSL等方式接入到鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的接入節(jié)點(diǎn)（或核心節(jié)點(diǎn)）路由器。工程設(shè)計(jì)中，業(yè)務(wù)接入可采用下列方式。

（1）當(dāng)業(yè)務(wù)接入設(shè)備為三層路由設(shè)備且同時(shí)與2臺接入節(jié)點(diǎn)路由器相連時(shí)，啟用BGP協(xié)議。例如GPRS業(yè)務(wù)可采用此種方式接入；僅與1臺接入節(jié)點(diǎn)路由器相連時(shí)，啟用靜態(tài)路由協(xié)議，并可采用捆綁鏈路方式提高可靠性。例如綜合視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)可采用此種方式接入。

（2）當(dāng)業(yè)務(wù)終端通過直聯(lián)或二層交換設(shè)備接入節(jié)點(diǎn)路由器時(shí)，該業(yè)務(wù)終端或二層交換設(shè)備僅與1臺接入節(jié)點(diǎn)路由器相連，接入節(jié)點(diǎn)路由器作為該業(yè)務(wù)終端網(wǎng)關(guān)使用，可采用捆綁鏈路方式提高可靠性。

4.3 路由策略

4.3.1 IGP策略

IS-IS是基于鏈路狀態(tài)計(jì)算最短路徑的路由協(xié)議，該類協(xié)議需要對每條鏈路賦予一個(gè)Metric值，路由的Metric值為所途經(jīng)鏈路Metric值的累加和。為保證IS-IS數(shù)據(jù)庫的一致性和路由對稱性，要求一條鏈路兩端的端口Metric值配置必需相等。

Metric設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)方面。

（1）流量均衡合理分擔(dān)：流量合理分布到網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，不會導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)過于繁忙，而功能等價(jià)的節(jié)點(diǎn)處于輕載狀態(tài)。同時(shí)，流量應(yīng)避開壓力大的路徑，例如匯聚節(jié)點(diǎn)間流量不經(jīng)過接入節(jié)點(diǎn)；與兩匯聚節(jié)點(diǎn)間連接若全部中斷時(shí)，則其間流量應(yīng)通過核心轉(zhuǎn)發(fā)，而不是接入節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)內(nèi)部流量不經(jīng)過其他節(jié)點(diǎn)。

（2）合理備份：例如匯接節(jié)點(diǎn)某臺設(shè)備上發(fā)生故障，則流量應(yīng)經(jīng)過同節(jié)點(diǎn)的另一臺設(shè)備而不是其他節(jié)點(diǎn)。

4.3.2 BGP策略

BGP設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)方面。

（1）大區(qū)節(jié)點(diǎn)路由器將承載骨干網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)路由和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)匯聚路由。

（2）全網(wǎng)通過COMMUNITY屬性實(shí)現(xiàn)對路由條目的控制。

（3）全網(wǎng)IBGP的分發(fā)控制在RR層面完成。

（4）如果無特殊需要，P/PE路由器發(fā)布路由以本設(shè)備LOOPBACK0作為源地址。

表1 業(yè)務(wù)優(yōu)先級分類表

4.4 MPLS VPN部署

在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)類型劃分MPLSVPN。VPN可根據(jù)下列原則設(shè)置。

（1）根據(jù)業(yè)務(wù)需求及安全等級要求，按業(yè)務(wù)類型設(shè)置。

（2）根據(jù)專業(yè)內(nèi)信息系統(tǒng)互通要求，按專業(yè)設(shè)置。

AS域號碼、業(yè)務(wù)VPN編號、RD格式、RT格式、VRF編號、IS-IS的NSAP地址格式、路由器命名等參照《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)運(yùn)用編號規(guī)則暫行規(guī)定》（運(yùn)基通信[2009]350號）。

4.4.1 QoS

鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)采用基于Diffserv的QoS策略，根據(jù)業(yè)務(wù)標(biāo)記優(yōu)先等級(DSCP/EXP/802.1p)，在各層設(shè)備上進(jìn)行隊(duì)列調(diào)度和擁塞管理，保證數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)的QoS。

在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)業(yè)務(wù)類型，可將各種業(yè)務(wù)優(yōu)先級分類，分類可參考表1。

4.4.2 網(wǎng)絡(luò)安全

在工程設(shè)計(jì)中，鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可在下列幾方面部署安全措施。

（1）對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分域、分權(quán)管理。

（2）對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的服務(wù)配置，遵循最小化服務(wù)原則，關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不需要的物理端口及服務(wù)。對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)行交互式訪問安全措施。

（3）對接入業(yè)務(wù)限速處理。

（4）在IS-IS、BGP等協(xié)議中啟用校驗(yàn)和認(rèn)證功能。

（5）在網(wǎng)管區(qū)域的防火墻中集成入侵檢測功能，發(fā)現(xiàn)安全問題及時(shí)告警。

（6）根據(jù)總體規(guī)劃時(shí)間進(jìn)度安排，可在大區(qū)節(jié)點(diǎn)、核心節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)部署網(wǎng)絡(luò)流量檢測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量。

5 總結(jié)

隨著鐵路發(fā)展及鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)將不斷建設(shè)及完善，《鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》在工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，也將得到充分貫徹和不斷修編、完善。