鐵路通信傳送網(wǎng)現(xiàn)狀與技術發(fā)展

楊健 胡博宇 韓波

摘 要：鐵路通信網(wǎng)是保證鐵路運輸正常、安全運行的重要基礎設施和基本通信手段，是支撐鐵路信息化的重要載體。鐵路傳送網(wǎng)是通信網(wǎng)的基礎網(wǎng)絡，為鐵路各專業(yè)提供承載通道和網(wǎng)絡接入。鐵路傳送網(wǎng)經(jīng)過多年的建設和完善，已經(jīng)形成了覆蓋鐵路的統(tǒng)一、完整的專用傳送網(wǎng)，同時采用了通信領域最先進、成熟的傳送技術。

關鍵詞：鐵路傳送網(wǎng);傳送技術;通信

引 言

地鐵通信系統(tǒng)將運營商的地面通信服務引入到地鐵范圍內(nèi)，使乘客即使在地下空間也可以享受到無差異的服務。傳輸系統(tǒng)作為其基礎網(wǎng)絡，不但為基站、各系統(tǒng)網(wǎng)關提供傳輸通道，還為后續(xù)新增的業(yè)務預留了資源。近年來，5G、物聯(lián)網(wǎng)等新技術和新業(yè)務方興未艾，各運營商通信業(yè)務量也出現(xiàn)了爆發(fā)式的增長，對傳輸系統(tǒng)的可用性提出了更高要求，一些運營較早的線路也將面對升級改造的問題。

一、鐵路通信傳送網(wǎng)現(xiàn)狀

鐵路傳送網(wǎng)以光傳送技術為主體，全路光傳送網(wǎng)分為骨干層、匯聚層和接入層3層結構，全面覆蓋業(yè)務匯聚點、樞紐節(jié)點、鐵路交匯點、車站等各類節(jié)點。

采用成熟、先進的光傳送技術，選擇光傳送網(wǎng)（OTN）+基于SDH的多業(yè)務傳送節(jié)點（MSTP）或MSTP技術，OTN采用40波100G/10G混傳平臺，MSTP采用10 Gbit/s、2.5 Gbit/s、 622 Mbit/s設備組網(wǎng)，個別區(qū)段還使用155 Mbit/s設備。網(wǎng)絡架構一般為環(huán)型網(wǎng)，條件允許時采用網(wǎng)狀網(wǎng)結構，條件不具備時采用線型結構;按層級和業(yè)務需求的不同，系統(tǒng)容量從155 M到4 000 Gbit/s不等;充分利用系統(tǒng)冗余保護、傳送技術自身的保護機制、設備的冗余保護，為各類鐵路業(yè)務提供高可靠性的承載網(wǎng);建立集中網(wǎng)管系統(tǒng)，提供靈活便捷的網(wǎng)絡維護和管理能力。骨干層、匯聚層傳輸網(wǎng)總體網(wǎng)絡結構不完善，網(wǎng)絡冗余保護能力不足，智能化水平不高，網(wǎng)絡維護管理信息化手段不足。接入層技術應用不適合寬帶數(shù)據(jù)綜合接入需要;系統(tǒng)容量不足，帶寬小，不能滿足多種應用的需求;無法傳送高精度的時間同步信號。

二、鐵路通信傳送網(wǎng)現(xiàn)狀與技術發(fā)展

（一）光纖接入網(wǎng)安裝。鐵路通信光纖接入網(wǎng)安裝要經(jīng)過四個步驟，首先是配線裝備，在進行機架裝備前需要根據(jù)原來的基礎設計圖和線路為機架側門預留一定空間，在配線設計時用卡接鉗卡線，在做隔離配線裝備時在外線各端口采用設置單元格的方式完成配線裝備隔離。其次，配線完成后要給設備充電，設備充電前，工作人員要檢查配線是否能正常操作、性能是否良好，設備安裝的位置是否和設計位置相同，確認系統(tǒng)電源需與預期設計相同，在檢查無誤后才能給設備充電。第三，充電半小時后開始調(diào)試設備，調(diào)試主要針對單機的數(shù)據(jù)接收口、數(shù)據(jù)端口和音頻接入口三個部分，調(diào)試的結果將會直接影響鐵路列車運行過程中信息傳輸是否及時、準確，所以調(diào)試人員務必要準確記錄測試結果。最后一步就是綜合測試，單機測試完成后進入光纖接入網(wǎng)安裝的，首先要對光纖通道測試，檢測是否能達到預先的設計目標標準，然后在系統(tǒng)完成設置后對系統(tǒng)信息能否順利傳輸、接受是否完整、準確、及時，性能是否達標等一系列指標進行測試，同時還要對傳輸終端的接收設備進行檢測。另外對網(wǎng)絡管理中心的性能也要測試，管理中心性能是否達標直接影響整個光纖接入網(wǎng)信息傳輸和整合的效率。由于相關設備的站址是系統(tǒng)配合的關鍵，所以端點檢測是整個測試的重點。

（二）2OTN技術在鐵路通信網(wǎng)中的具體應用。骨干層、匯聚層以及接入層是鐵路通信網(wǎng)的主要技術層，骨干層就是將鐵路總局與各個鐵路局的信息以及各項業(yè)務進行網(wǎng)絡傳送，保證整個通信網(wǎng)的準確正常運行;匯聚層則是將每段鐵路的信息進行相互傳送，同時對工作完善的信息進行整理匯總;接入層是指每個節(jié)點的傳送端口，隨時進行端口準確組合，能保證各項任務同時進行整理收集，保證鐵路內(nèi)部信息傳送的準確性。這三個技術層相互結合、相互工作組成完整的通信網(wǎng)，能妥善將客戶和鐵路局以及各項業(yè)務間的信息進行準確快速傳遞。

隨著社會發(fā)展，各類圖文、音頻、視頻文件的大量應用，中國鐵路行業(yè)信息化技術的需求日益增加，因此鐵路通信網(wǎng)技術也要符合發(fā)展的要求?，F(xiàn)如今我國的主要鐵路都是由全國的幾大骨干網(wǎng)進行鐵路信息傳送工作，通過OTN傳輸技術升級改造之后有效緩解了信息傳輸瓶頸。這篇文章主要利用近年來我國鐵路管理建設單位在對鐵路進行擴建、新建以及通信設備更換時應用的基礎供電系統(tǒng)、光纖電纜以及機房等設備，同時使用比較先進并有完整結構的OTN技術，打造一個全新的技術先進的、信息傳送快速的鐵路通信網(wǎng)，徹底改變之前較為落后的鐵路通信網(wǎng)，盡可能擴大其鐵路通信網(wǎng)的傳輸容量，進一步保證鐵路通信網(wǎng)運行的安全穩(wěn)固，為鐵路行業(yè)各級決策者提供更多、更有價值的各類數(shù)據(jù)。

（三）PTN在鐵路通信網(wǎng)中的應用

（1）線傳輸網(wǎng)絡。在新時期背景下，要想促進鐵路事業(yè)在我國經(jīng)濟中不斷地發(fā)展，就要將PTN有效地應用到鐵路通信網(wǎng)過程中去。其中干線傳輸網(wǎng)作為鐵路通信網(wǎng)運行過程中重要的內(nèi)容之一，它主要的功能是完成從片區(qū)/管理處/路段各通信分中心到省通信中心的傳輸，所以一般是各省都會根據(jù)路網(wǎng)的分布情況對其進行統(tǒng)一規(guī)劃。其傳輸技術主要為SDH等。由于PTN繼承了MSTP的保護性能，所以它能有效地實現(xiàn)點對點連接通道保護切換等項目，它可以在50ms內(nèi)完成，然后實現(xiàn)傳輸級別的業(yè)務保護，它的這項特點不僅能繼承了SDH技術維護機制，還能保護切換，從而不斷地提高鐵路通信網(wǎng)的通道監(jiān)控能力。所以，相關的技術人員要對干線傳輸網(wǎng)絡進行不斷地分析，進而不斷地提高PTN技術在鐵路通信網(wǎng)中應用的效率。

（2）對鐵路通信業(yè)務類別進行分析。由于在鐵路實際發(fā)展的過程中，新增了一些新的通信網(wǎng)業(yè)務，所以鐵路通信網(wǎng)系統(tǒng)要想適應時代發(fā)展的潮流，加強PTN在鐵路通信網(wǎng)中應用，就要對鐵路通信業(yè)務的類別進行分析。同時，由于鐵路電信業(yè)務和承載業(yè)務二大類，其中鐵路電信業(yè)務主要有自動電話、移動通信、通信電話以及視頻監(jiān)控等，所涉及到的業(yè)務復雜，所以相關的技術人員要先對其進行分析，從而加強PTN在鐵路通信網(wǎng)中應用。此外，承載業(yè)務主要包括辦公自動化、客服系統(tǒng)以及牽引變電等，對承載類業(yè)務來說，各種信息系統(tǒng)組網(wǎng)都已經(jīng)進行了IP化，所以在這些承載類業(yè)務中，對安全性要求低的業(yè)務，都可以由鐵路公共IP網(wǎng)承載，這樣不僅節(jié)省了一定的運行空間，還加強了對相關信息的保護。

結束語

OTN、MSTP等光傳送技術在鐵路通信網(wǎng)已經(jīng)得到了成熟、大規(guī)模的應用。隨著數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)計算、云端業(yè)務等新的智能鐵路需求的廣泛應用，大帶寬接口、大容量需求將是常態(tài)。傳送網(wǎng)面臨巨大的數(shù)據(jù)流、密集接入、數(shù)據(jù)動態(tài)變化和不可預知性的沖擊，目前光傳送網(wǎng)絡固定速率的接口、固定帶寬、光層的固定頻譜間隔、逐層分離式管控、靜態(tài)連接等特性在這種狀況下顯得效率低下。因此鐵路下一代傳送網(wǎng)應向著業(yè)務自動部署、瞬時帶寬調(diào)整、開放式網(wǎng)絡架構、彈性管道、按需分配帶寬、扁平化、管控分離、高安全可靠性的方向發(fā)展。其價值體現(xiàn)在運維“易”，運營“細”，帶寬資源“零浪費”，帶寬價值“零殘留”，流量、距離自適應等方面。

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