客运专线工程通信专业传输系统设备配置的原则

2012-11-27张大伟

铁道标准设计 2012年5期

张大伟

(北京国铁华晨通信信息技术有限公司，北京 100070)

1 概述

在客运专线工程中，通信专业中传输系统的作用是根据各专业的需求提供可靠的信息传输通道，承载的重要业务有FAS、GSM－R、CTC、防灾等，直接影响到行车安全，其重要性可见一斑。传输系统作为通信专业中最重要的系统之一，其设备配置比较复杂，主要包括光线路处理板配置、业务板配置、交叉板配置等。设计方不会对传输设备选型及配置提具体详细要求，所以集成商必须合理配置传输设备，以满足工程需要，结合哈大客运专线工程分别论述其配置原则。

2 光线路处理板配置原则

目前客运专线工程中，为了适应远距离、大容量的需求特点，传输系统一般采用MSTP制式的光传输设备，站间信号为光信号，传输介质为光缆。所以光板是传输设备必配的单板之一。根据客运专线总体业务量来估算光板光口速率，常见的速率有:155 Mb/s(STM－1)、622 Mb/s(STM －4)、2.5 Gb/s(STM －16)、10 Gb/s(STM－64)。光口速率选择依据项目整体业务需求情况而定。光板速率的需求在项目的初步设计阶段已经明确，所以本文不再赘述。

光信号在光缆中传输有一定的损耗，传输距离越远，损耗越大。光信号的发送、接收都是通过光板进行的，如果某个站传输设备光板接收到邻站光信号很弱，低于光板的接收门限值，则可能会出现误码甚至信号丢失现象。为确保传输系统提供可靠有效数据通道，传输设备光板类型需满足工程需要。表1简要列举常用的光接口及传输距离。进行设备配置时，选择光接口类型的传输距离应大于相邻站间距离。另外传输设备自身硬件条件对接入的光口最大数量有限制，选择设备应满足工程实际需求。由于不同厂家设备发光功率、接收门限不同，表1部分数据可能需要进行修正，这也是在设备选型中需要注意的一点。

表1为根据 ITU.TG.957标准、G.652光纤1 310、1 550 nm波长特性及最坏值算法估算结果。光再生段距离计算如下:

式中 L——再生段距离;

Ps——S点寿命终了时的最小平均发送功率;

Pp——光通道代价，取2 dB;

Ac——所有活动连接器衰减之和，每个连接器衰减取0.5 dB;

Mc——光缆富余度，取3 dB;

Af——光纤衰减系数，0.22 dB/km;

As——光纤熔接接头每千米衰减系数(盘长3 km按0.03 dB/km)。

表1 常见光接口类型及传输距离

3 业务板配置原则

在客运专线工程中，传输系统承载的业务非常多，除本专业业务外，还有信号专业CTC、微机监测业务，电力专业的电力远动业务，牵电专业的电化远动业务，信息专业的防灾、票务、办公等业务，但接入类型却只有几种，常见的业务接入类型有E1、POS155(STM－1)、FE/GE。

3.1 E1业务板

E1是2M专用数字通道，传输设备一般提供专用E1业务接入的业务板，相对比较简单。对于E1接入业务板，需要考虑的主要是业务数量:一般来说1条点到点的E1业务通道在每个站点需要1个E1接口，如接入系统业务;在客运专线业务中为了确保业务通道可靠性，业务需求通常为E1数字通道环的形式，这种业务需求，每个站点则需要不同业务板上的2个E1接口，比如GSM－R业务。E1业务通道环还有2种特殊情况:如哈大客运专线四电集成中信号专业的CTC业务，其组网形式参见图1，其组网原理是CTC业务用E1接口实现FE功能，这样在环切点的需求为3个E1接口，类似的还有微机监测业务。

式中：F为岩石的屈服函数；G1为黏弹性体剪切模量；G0、K分别为剪切模量和体积模量；σ1为轴向应力；σij为不同方向应力。

另外一种特殊情况是2个业务环相切，第1个业务环的环尾是第2个环的环头，以哈大客运专线四电集成通信专业的调度业务为例:从图2中环切点既是前一个业务环的环尾，又是下一个业务环的环头，在环切点需要4个E1接口。

图1 CTC业务环切点示意

图2 调度系统组网示意

为了消除因E1业务单板损坏而造成业务中断的隐患，在配置业务单板还需考虑配置相应的热备板。

小结:E1业务板的配置原则:详细统计站点业务需求，根据具体设备性能进行配置即可。

3.2 POS155业务板

POS155接口就是STM－1接口，既可作为2台传输设备之间互联(在第2部分介绍)作为“最后一公里”接入，也可直接作为业务接入类型。在客运专线项目中，POS155接口一般应用为数据网系统以光口形式接入传输。在数据网接入层的区间站点，为了满足数据网的接入需求，需不同板卡上的2个POS155接口。在汇聚层和核心层站点，根据实际的光口数进行配置，但同一业务环不能接入同一块POS155业务板。POS155接口占用带宽资源多，所以还要考虑配置的传输设备对于POS155M业务的最大接入能力。

小结:先统计各站点对POS155接口需求，再根据传输设备类型选择合适的POS155接口板。

3.3 FE/GE业务板

FE/GE接口非常灵活多变，进行设备配置时需要考虑的问题较多。下面以FE业务板进行讨论。

目前传输主流设备FE业务板除了基本的点对点透传功能，都具备二层交换功能。高端的传输设备业务板卡可以针对FE业务板上的每一个FE口应用不同模式配置数据，支持多种组网方式;但对于低端的传输设备，同一块FE业务板的所有端口只能配置1种模式，也只能支持1种组网方式。

FE业务板有2种:FE(O)(光接口)和FE(E)(电接口)。

在客运专线项目中，大部分业务是通过FE接口接入传输系统。在设备配置阶段需要详细了解各站点FE接口需求:需要接入几种业务、组网方式如何、接口类型是FE(O)还是FE(E)、是否为主备业务等。FE接口的主备业务和E1接口类似，需要不同板卡上的2个FE口。

将需求归类，根据所选设备特点进行配置。在实际应用中FE业务板一般都配有热备板。在工程实施中，有可能FE口业务可能增加，在考虑配置中应考虑适当预留。

GE接口和FE接口类似，仅仅是支持的最大带宽不同，FE为10 M/100 M以太网接口，GE为1 000 M以太网接口。GE口实际应用较少，加之单价很贵，所以传输设备配置选型中很少单独选用GE口业务板。高端FE业务板一般都附带1～2个GE口备用，基本可以满足需求。

小结:详细了解需求、详细了解设备性能，综合考虑配置。

4 交叉容量板配置原则

交叉容量板是传输系统功能的核心，实现多方向业务的分插复用，实现单板倒换、保护等功能。合理配置交叉容量板，不仅能保证传输系统顺利稳定运行，而且大幅降低成本。

交叉容量板中的业务交叉单元分为低阶交叉单元、高阶交叉单元2部分。低阶交叉单元可以处理SDH中VC12级业务。在客运专线工程中，绝大部分业务都是应用低阶交叉能力。低阶交叉能力估算时，综合本站所有落地业务及串通业务，以VC4作为单位进行估算，对于复杂庞大的网络，优化时隙可明显降低对低阶交叉能力的需求。高阶交叉单元主要处理SDH中VC4级业务。由于低阶交叉能力是高阶交叉能力的一部分，估算高阶交叉能力应该是低阶交叉能力与VC4级业务交叉能力之和。

分别对高阶、低阶交叉能力估算后，适当预留，根据交叉容量板性能进行配置，还应考虑热备份。