铁路通信传送网现状与技术发展

杨健 胡博宇 韩波

摘 要：铁路通信网是保证铁路运输正常、安全运行的重要基础设施和基本通信手段，是支撑铁路信息化的重要载体。铁路传送网是通信网的基础网络，为铁路各专业提供承载通道和网络接入。铁路传送网经过多年的建设和完善，已经形成了覆盖铁路的统一、完整的专用传送网，同时采用了通信领域最先进、成熟的传送技术。

关键词：铁路传送网;传送技术;通信

引 言

地铁通信系统将运营商的地面通信服务引入到地铁范围内，使乘客即使在地下空间也可以享受到无差异的服务。传输系统作为其基础网络，不但为基站、各系统网关提供传输通道，还为后续新增的业务预留了资源。近年来，5G、物联网等新技术和新业务方兴未艾，各运营商通信业务量也出现了爆发式的增长，对传输系统的可用性提出了更高要求，一些运营较早的线路也将面对升级改造的问题。

一、铁路通信传送网现状

铁路传送网以光传送技术为主体，全路光传送网分为骨干层、汇聚层和接入层3层结构，全面覆盖业务汇聚点、枢纽节点、铁路交汇点、车站等各类节点。

采用成熟、先进的光传送技术，选择光传送网（OTN）+基于SDH的多业务传送节点（MSTP）或MSTP技术，OTN采用40波100G/10G混传平台，MSTP采用10 Gbit/s、2.5 Gbit/s、 622 Mbit/s设备组网，个别区段还使用155 Mbit/s设备。网络架构一般为环型网，条件允许时采用网状网结构，条件不具备时采用线型结构;按层级和业务需求的不同，系统容量从155 M到4 000 Gbit/s不等;充分利用系统冗余保护、传送技术自身的保护机制、设备的冗余保护，为各类铁路业务提供高可靠性的承载网;建立集中网管系统，提供灵活便捷的网络维护和管理能力。骨干层、汇聚层传输网总体网络结构不完善，网络冗余保护能力不足，智能化水平不高，网络维护管理信息化手段不足。接入层技术应用不适合宽带数据综合接入需要;系统容量不足，带宽小，不能满足多种应用的需求;无法传送高精度的时间同步信号。

二、铁路通信传送网现状与技术发展

（一）光纤接入网安装。铁路通信光纤接入网安装要经过四个步骤，首先是配线装备，在进行机架装备前需要根据原来的基础设计图和线路为机架侧门预留一定空间，在配线设计时用卡接钳卡线，在做隔离配线装备时在外线各端口采用设置单元格的方式完成配线装备隔离。其次，配线完成后要给设备充电，设备充电前，工作人员要检查配线是否能正常操作、性能是否良好，设备安装的位置是否和设计位置相同，确认系统电源需与预期设计相同，在检查无误后才能给设备充电。第三，充电半小时后开始调试设备，调试主要针对单机的数据接收口、数据端口和音频接入口三个部分，调试的结果将会直接影响铁路列车运行过程中信息传输是否及时、准确，所以调试人员务必要准确记录测试结果。最后一步就是综合测试，单机测试完成后进入光纤接入网安装的，首先要对光纤通道测试，检测是否能达到预先的设计目标标准，然后在系统完成设置后对系统信息能否顺利传输、接受是否完整、准确、及时，性能是否达标等一系列指标进行测试，同时还要对传输终端的接收设备进行检测。另外对网络管理中心的性能也要测试，管理中心性能是否达标直接影响整个光纤接入网信息传输和整合的效率。由于相关设备的站址是系统配合的关键，所以端点检测是整個测试的重点。

（二）2OTN技术在铁路通信网中的具体应用。骨干层、汇聚层以及接入层是铁路通信网的主要技术层，骨干层就是将铁路总局与各个铁路局的信息以及各项业务进行网络传送，保证整个通信网的准确正常运行;汇聚层则是将每段铁路的信息进行相互传送，同时对工作完善的信息进行整理汇总;接入层是指每个节点的传送端口，随时进行端口准确组合，能保证各项任务同时进行整理收集，保证铁路内部信息传送的准确性。这三个技术层相互结合、相互工作组成完整的通信网，能妥善将客户和铁路局以及各项业务间的信息进行准确快速传递。

随着社会发展，各类图文、音频、视频文件的大量应用，中国铁路行业信息化技术的需求日益增加，因此铁路通信网技术也要符合发展的要求。现如今我国的主要铁路都是由全国的几大骨干网进行铁路信息传送工作，通过OTN传输技术升级改造之后有效缓解了信息传输瓶颈。这篇文章主要利用近年来我国铁路管理建设单位在对铁路进行扩建、新建以及通信设备更换时应用的基础供电系统、光纤电缆以及机房等设备，同时使用比较先进并有完整结构的OTN技术，打造一个全新的技术先进的、信息传送快速的铁路通信网，彻底改变之前较为落后的铁路通信网，尽可能扩大其铁路通信网的传输容量，进一步保证铁路通信网运行的安全稳固，为铁路行业各级决策者提供更多、更有价值的各类数据。

（三）PTN在铁路通信网中的应用

（1）线传输网络。在新时期背景下，要想促进铁路事业在我国经济中不断地发展，就要将PTN有效地应用到铁路通信网过程中去。其中干线传输网作为铁路通信网运行过程中重要的内容之一，它主要的功能是完成从片区/管理处/路段各通信分中心到省通信中心的传输，所以一般是各省都会根据路网的分布情况对其进行统一规划。其传输技术主要为SDH等。由于PTN继承了MSTP的保护性能，所以它能有效地实现点对点连接通道保护切换等项目，它可以在50ms内完成，然后实现传输级别的业务保护，它的这项特点不仅能继承了SDH技术维护机制，还能保护切换，从而不断地提高铁路通信网的通道监控能力。所以，相关的技术人员要对干线传输网络进行不断地分析，进而不断地提高PTN技术在铁路通信网中应用的效率。

（2）对铁路通信业务类别进行分析。由于在铁路实际发展的过程中，新增了一些新的通信网业务，所以铁路通信网系统要想适应时代发展的潮流，加强PTN在铁路通信网中应用，就要对铁路通信业务的类别进行分析。同时，由于铁路电信业务和承载业务二大类，其中铁路电信业务主要有自动电话、移动通信、通信电话以及视频监控等，所涉及到的业务复杂，所以相关的技术人员要先对其进行分析，从而加强PTN在铁路通信网中应用。此外，承载业务主要包括办公自动化、客服系统以及牵引变电等，对承载类业务来说，各种信息系统组网都已经进行了IP化，所以在这些承载类业务中，对安全性要求低的业务，都可以由铁路公共IP网承载，这样不仅节省了一定的运行空间，还加强了对相关信息的保护。

结束语

OTN、MSTP等光传送技术在铁路通信网已经得到了成熟、大规模的应用。随着数据中心、物联网、大数据计算、云端业务等新的智能铁路需求的广泛应用，大带宽接口、大容量需求将是常态。传送网面临巨大的数据流、密集接入、数据动态变化和不可预知性的冲击，目前光传送网络固定速率的接口、固定带宽、光层的固定频谱间隔、逐层分离式管控、静态连接等特性在这种状况下显得效率低下。因此铁路下一代传送网应向着业务自动部署、瞬时带宽调整、开放式网络架构、弹性管道、按需分配带宽、扁平化、管控分离、高安全可靠性的方向发展。其价值体现在运维“易”，运营“细”，带宽资源“零浪费”，带宽价值“零残留”，流量、距离自适应等方面。

参考文献

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