刘刚
【摘 要】铁路通信承载网主要由传输网、数据网以及干线光缆组成,其现状资源不足,但业务却在不断增长,从而逐渐成为铁路发展的短板.文中通过业务类型分析和业务带宽计算,得出了传输网的模型,并提出了OTN与数据网结合、建设大芯数光缆环等方案,将铁路通信承载网建设成为可靠、高速、规整、IP化的基础平台.文章对于新建铁路项目、既有铁路改造项目、路局大修等工程具有一定的指导、前瞻意义. 【期刊名称】《高速铁路技术》
【年(卷),期】2013(004)001
【总页数】4页(P14-17)
【关键词】传输网;OTN数据网;双光缆
【作 者】刘刚
【作者单位】铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津300251
【正文语种】中 文
【中图分类】U285.5
1 引言
铁路通信承载网主要由传输网、数据网以及干线光缆组成。其主要承载以下铁路业务:CTC/TDCS、微机监测、铁路专用调度通信、无线通信、自动电话、会议电视、视频监控、电源环境监控、SCADA、5T、防灾、客票、货票、办公管理等。由此可见，铁路通信承载网是铁路重要的基础平台。
然而，随着近年铁路建设与中国铁通剥离，铁路通信承载网能力不足、模式不一的问题逐渐显现，其逐渐成为铁路运维的短板。下面就从铁路通信承载网的现状着手，分析存在的问题，并逐一探讨传输网、数据网以及干线光缆的建设。
2 现状及业务分析
2.1 现状中国地下音乐
近年，铁路各系统对于通信的需求明显提高。比如，接入速率由以前64 kb/s提升为2M，由以前2M提升为10/100 M;接口方式在2/4 W、64 kb/s、2 M的基础上增加了 FE、GE、POS;传输容量由 155 Mb/s、622 Mb/s等提升至 2.5 Gb/s、10 Gb/s。在新建、改造铁路的工程范围内，以上需求基本可以得到满足。然而，新建、改造铁路工程覆盖面有限，各铁路局大部分通信设备难以满足以上需求。比如，电源环境监控、5T、货票、SCADA等业务仍然在走64 kb/s通道，带宽极其紧张;FE接口是由2 M接口加2 M-FE转换器实现的，不具备二层交换功能;中兴、华为、烽火的155 Mb/s、622 Mb/s设备仍在作为部分线路的传输网接入层、中继层。
另外，由于2009年中国铁通剥离，铁通公网部分划归中国移动，导致中国铁通专网即现在铁路局电务处通信段的资源大为紧张。比如，部分线路上的干线光缆芯线、传输设备被分为移动、通信段2家使用;大量城域范围内的光缆、管道、传输设备被分走。好在五大波分环，即京沪穗环、东北环、华北环、西北环、西南环仍旧属于通信段，不过移动可以免费租用其通道。
2.2 业务分析
分析较常见的通信承载网业务，如表1所示。
表1 通信承载网业务分析表序号 业务名称 带宽 接口 说明1 CTC/TDCS 环形组网，1个环需2×2 Mb/s，另需备用通道2×2 Mb/s 2 M 8～15个车站组成一个环。自建数据网。有实时性要求。IP 业务2微机监测 环形组网，1个环需2×2 Mb/s 2 M 8～12个车站组成一个环。自建数据网。IP 业务3 铁路专用调度通信 环形组网，1个环需2×2 Mb/s 2 M 5～7个车站组成一个环。TDM业务4无线通信(以GSM-R为例) 环形组网，1个环需2×2 Mb/s 2 M 3～5个车站组成一个环。TDM业务5自动电话、RS422、2/4 W 星型组网，1个站需1～2×2 Mb/s 2 M TDM 业务6会议电视 总线型组网，利用传输中继层POS VC4通道 FE 承载于数据网上。IP业务7视频监控 总线型组网，利用传输中继层POS 155Mb/s通道、传输接入层FE VC4通道 FE 承载于数据网上。IP 业务8电源环境监控 总线型组网，利用传输中继层POS VC4通道 FE 承载于数据网上。IP 业务9 SCADA 星型组网，1个点需1×2 Mb/s FE 仅利用MSTP二层汇聚功能。数据业务10 5 T 星型组网，1个点需1×2 Mb/s FE 自建数据网。IP 业务11 防灾 星型组网，1个点需1×2 Mb/s FE 仅利用MSTP二层汇
喋血黑谷聚功能。数据业务12 客票 星型组网，1个站需5×2 Mb/s 2 M 自建数据网。IP 业务13 货票 星型组网，1个站需2×2 Mb/s 2 M 自建数据网。IP业务14 办公管理 总线型组网或环形组网，1个站需2×2 Mb/s 2 M 自建数据网。IP业务
浙江绿城东方建筑设计有限公司由表1看出，通信承载网的业务可以分为TDM业务和IP业务两大类。铁路专用调度通信、无线通信、自动电话等都是TDM业务，与语音相关的业务。除此之外，则都属于IP业务，包括CTC/TDCS，该业务其实也是利用了SDH的传输通道，自己搭建了一套专用数据网而已。
从设备利用的角度，通信承载网的业务可以分为3类:(1)仅利用传输网通道型，包括CTC/TDCS、微机监测、铁路专用调度通信、无线通信、自动电话、客票、货票、办公管理;(2)利用数据网型，包括会议电视、视频监控、电源环境监控;(3)仅利用MSTP二层汇聚功能型，包括SCADA、防灾。
表格所列，是以目前客运专线建设的规模为基础的。
smzb3 传输网
3.1 制式选择
经以上分析，可以看出，TDM业务包含了有线语音调度、无线语音调度，是铁路通信承载网必须支持的业务。基于此，完美支持TDM的SDH仍旧是铁路通信传输网的必然选择。并且，通信承载网的业务大部分是环形的，这就要求主用通道、环回通道应在不同的层面上传输，包含接入层、中继层，否则就不具备保护的意义。部分线路仍只有接入层，应将其改造为2层。
3.2 带宽分析
3.2.1 接入层
数据网应用将越来越多，接入层至少应为数据网预留1个VC4通道，因此155 Mb/s是绝对不够的。现在接入层一般采用622 Mb/s，但是经过一些客运专线工程的建设后发现，通道仅富余1个空闲VC4，极其紧张，不满足铁道部“传输系统的容量考虑一定的余量，骨干中继层通道预留不宜小于50%，接入层通道预留不宜小于40%”的规定。因此，接入层622 Mb/s预留平滑升级2.5 Gb/s的能力是十分必要的。
下面以一个线路长度400 km、速度200 km/h客货混运铁路为模型，计算接入层的大致带宽:
李雯
1×155 Mb/s(接入交换机－接入路由器数据网)+4×2 Mb/s(数字调度)+20×2 Mb/s(GSM－R)+4×2 Mb/s(CTC)+4×2 Mb/s(微机监测)+10×2 Mb/s(低速率接入)+20×2 Mb/s(电力SCADA)+8×2 Mb/s(牵引变SCADA)+25×2 Mb/s(防灾)=345 Mb/s。
以上带宽，实际应用时将划分为3×VC4。若中继层设备仅设置在较大型车站，相邻中间站没有中继层设备，则由接入层汇聚上传至中继层的通道需另占接入层1×VC4带宽，以上计算并未包含这个带宽。由此可见，接入层622 Mb/s是比较紧张的。
3.2.2 中继层
中继层一般采用2.5 Gb/s，部分新建线路采用10 Gb/s，大部分既有线仍采用622 Mb/s。考虑数据网应用的情况下，中继层至少需3个VC4，622 Mb/s是非常勉强的，因此，大部分既有线是较难开通数据网的，应将其扩容至2.5 Gb/s。中继层2.5 Gb/s基本可以满足业务需求，宜在每个车站各设1套设备。中继层10 Gb/s是远大于业务需要的，甚至可以作为骨干网的一部分，但是其投资确实较高。
下面仍以一个线路长度400 km、速度200 km/h客货混运铁路为模型，计算中继层的大致带宽:
1×155 Mb/s(数据网)+2×155 Mb/s(数据网)+2×2×155 Mb/s(数据网)+4×2 Mb/s(数字调度)+20×2 Mb/s(GSM－R)+4×2 Mb/s(CTC)+4×2 Mb/s(微机监测)+30×2 Mb/s(低速率接入)+5×2 Mb/s(电力SCADA)+5×2Mb/s(牵引变SCADA)+40×2 Mb/s(防灾)+50×2 Mb/s(电子客票)+20×2 Mb/s(综合维修)+5×2 Mb/s(动车管理)+20×2 Mb/s(公安)=1 499 Mb/s。
以上带宽，实际应用时将划分为10×VC4。实际应用时，考虑一定的2 Mb/s、155 Mb/s通道预留，会大于10×VC4，约为11～12×VC4。由此可见，中继层2.5 Gb/s是基本满足需求的，并且预留了一定的发展空间。
3.3 OTN
除了接入层、中继层，还必须考虑骨干层。骨干层一般都设在地级市、县级市，作为路局省干，或者作为全路国干的一部分。目前铁路骨干网主要就是五大波分环，即京沪穗环、东北环、华北环、西北环、西南环，其覆盖面有限，采用DWDM技术。
黄晨霄
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