中國鐵路通信系統的發展及前景

王宇杰

摘要：隨著我國鐵路客運專線建設的蓬勃發展，鐵路通信技術得到了迅猛發展。對鐵路通信技術的實現及發展方向進行研究顯得非常必要。本文針對這一情況對鐵路通信網的組成、構建進行了相關總結，并指出未來的一些可能發展方向。

1、 緒論

現代通信技術產生于19世紀，伴隨現代科技的發展而得到迅速發展，是電子工程的一個非常重要的分支，主要就是研究信號的產生、傳輸和處理以及其在計算機通信、衛星通信、數字通信、光纖通信、個人通信、蜂窩通信、平流層通信、信息高速公路、多媒體技術和數字程控交換等方面的理論與應用問題。通信工程是信息科技發展的一個非常活躍的領域，不僅是表現在網絡通信技術上，還表現在國防、工業等部門。近二三十年，中國鐵路通信在通信工業化生產上及通信的裝備運用上取得了長足的進步和巨大的成就。但是隨著我國經濟體制改革的深化，以及對外開放的進一步擴大，鐵路通信作為鐵路內部產業已經不適應形勢的發展，其存在的問題日漸暴露。

2、 中國鐵路通信系統簡介

鐵路通信系統給鐵路提供安全穩定的信息傳輸的信道；為鐵路上的員工提供實現交流、聯絡通訊的通道；為鐵路列車的調度、下發調度指令、控制列車、牽引供電、平常的檢修運用、事故救援、旅客信息等提供網絡服務，以及提供高質量的語音、數據及圖像通訊技術；為鐵路上的一些核心的單位實現與列車駕駛者、檢修維護通訊等提供高質量的語音、數據以及圖像信息傳輸；為控制中心的調度員、各車站值班員、列車司機等提供通信信息；為運營提供基準時間信息。

3、 鐵路通信網的組成

鐵路傳送網分為長途（干、局線）傳送網、本地傳送網及本地接入網。長途干線傳送網為鐵道部至各鐵路局、鐵路局之間以及鐵道部指定的重要地段的信息傳送網絡，組織長途干線傳送網的線路為一級干線，在各路局通信節點及一級干線交叉點處設置數字交叉連接設備（DXC），建成格狀DXC網。這些DXC由鐵道部網管中心統一控制，進行節點間路由調度，以保證干線的暢通。長途局線傳送網為連接鐵路局與本局管轄內的原分局（現為辦事處，下同）之間的信息傳送網絡，組織長途局線傳送網的線路為二級干線，在路局及分局的通信節點及局線交叉點設置DXC，建成格狀DXC或SDH環形自愈網，邊遠地區可利用衛星通信作為迂回信道。

本地傳送網為連接分局通信節點以下各節點間的傳送網絡，應建立鐵路分局范圍內的SDH自愈環網或相鄰分局相互保護的SDH自愈環網。接入網解決分布在鐵路局、鐵路分局、段級單位所在地和區段站及編組站等用戶集中的地點的用戶接入。接入網是將分布在鐵路沿線中各車站等地的用戶納入其范圍，利用本地傳輸網中的SDH傳輸信道，在發展用戶的地區設置帶V5接口的光纖網絡終端（OLT）和光纖網絡單元（ONU），可向用戶提供多種業務。

4、 鐵路通信網的構建

鐵路通信網的組網，簡而言之就是配置適當的網元設備，選用相應的網絡拓撲結構，組成可靠、高效的通信網絡，實現鐵路系統各種業務接入和管理。

4.1鐵路通信網發展趨勢

隨著網絡傳輸技術的不斷發展，鐵路通信中基于大帶寬的應用也越來越多，如IP數據網、鐵路綜合視頻監控、動力環境監控、各種管理信息系統（MIS）等，原先釆用2M或音頻承載的業務對通道帶寬要求也越來越高。除此之外，鐵路通信網本身還具有一些特點：

1.鐵路通信網基本上應以光纖通信為主，以電纜、微波通信作備份或補充。

2.光纖網絡拓撲結構復雜，整個網絡節點數非常多，需要傳輸設備有很強的組網和網絡管理能力，且對設備的可靠性要求非常高。

3.鐵路系統所敷設光纜通常需承載很多不同的傳輸系統，應盡量節約光纖通信系統所占用的光纖芯數。

4.為滿足整個鐵路部門目前和將來的所有通信需求，需要做到話音、視頻和數據多網融合。

4.2鐵路通信網系統功能要求

根據鐵路業務分析及需求，客專傳輸網的建設應遵循以下原則：

1.全面滿足鐵路運輸生產對通信網絡的要求，通信傳送平臺建設時間及系統容量均應適度超前。

2.系統網絡結構統籌利用SDH設備級保護、網絡自愈保護機制，實現傳輸系統的高可靠性。

3.節點設置應滿足業務發展的需求，設備配置適當預留。

4.堅持采用成熟、先進、適用、可靠的通信技術，在經濟合理的原則下，充分利用既有設備和網絡資源，實現資源整合。

5.系統具有可管理性和可維護性，便于集中網絡管理和維護管理。

4.3技術要求

1、比特速率符合ITU-T G707要求，具備偵結構及開銷功能。

2、同步復用映射結構符合ITU-T G.709要求，2.048Mbit/s信號映射方式采用浮動的異步映射和字節同步映射。

3、傳輸設備類型及主要性能要求：基于SDH的多業務傳送節點應滿足SDH節點的基本功能要求，具體要求應符合YD/T 1208-2002《基于SDH的多業務傳送節點技術要求》和YDN 099-1998《光同步傳送網技術體制》中的相應規范。

4、系統誤碼性能應滿足ITU-T G.826建議要求，系統抖動特性、SDH網絡全程及數字最大允許輸出抖動、輸入抖動和漂移容限應滿足相關規范要求。

5、系統接口：應能提供 STM-64、STM-4、STM-1、STM-1 （POS）、FE、GE 光接口，還能提供 2Mbit/s、155Mbit/s、FE 電接口，光電接口特性滿足 ITU-T G.703、G.957建議要求。

6、同步定時要求：線路復用設備，其時鐘性能應符合ITU-T G813建議，最低頻率準確度為±4.6pprn。網絡同步采用主從同步方式。任一網絡單元的同步定時單元應具有接收兩個或以上方向定時信號的能力。網同步設備應具備SSM功能，即能夠接收、設置、處理、發送SSM信息，2.048Mb/s輸入、輸出口的頓結構和SSM格式應符合ITU-T G704建議。對于2M支路口需具有再定時功能。

7、多業務傳送節點功能：應具備以太網業務透傳功能、以太網二層交換功能及以太環網功能。

8、網絡管理系統：多業務傳輸系統的網元管理中心，共同完成對全線MSTP傳輸設備的性能、故障、配置及安全方面的管理，并通過規范接口與上一級通信綜合網管相連。網絡管理系統對STM-4、STM-16、STM-64傳輸設備、用戶端口及各種接口設備進行統一的故障管理、性能監測、配置管理、安全管理及通道管理，提供rrU-TG.784中描述的管理功能。對基群復用設備進行參數設置，告警管理，維護管理等工作。

5、 結論與展望

通過對當前的客專鐵路傳輸網建設現狀進行研究，根據傳輸網的建設過程總結出鐵路通信網構建的關鍵步驟。隨著科技的發展進步，各行各業將會建設更多、更復雜的專用網絡，這些網絡必將承擔更多的任務。鐵路業務專網建設必將是未來發展的趨勢，更有利于鐵路系統內部大容量、高質量、高速率地進行多業務傳輸，用以滿足網絡內部大規模的數據傳遞和突發性的通信要求。根據下一代傳輸網絡的發展方向和骨干傳輸網、接入傳輸網的發展趨勢，未來鐵路業務專網的發展必然向多業務承載能力、高可靠性和更高的傳輸容量的方面發展。

參考文獻

[1]黃曉雯，淺談通信工程發展的前景[J].中國高新技術企業，2013：13-15

[2]蔣肖鋒，鐵路通信技術在客運專線的應用 [D]，浙江工業大學.2012