中國(guó)鐵路通信系統(tǒng)的發(fā)展及前景

王宇杰

摘要：隨著我國(guó)鐵路客運(yùn)專線建設(shè)的蓬勃發(fā)展，鐵路通信技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。對(duì)鐵路通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及發(fā)展方向進(jìn)行研究顯得非常必要。本文針對(duì)這一情況對(duì)鐵路通信網(wǎng)的組成、構(gòu)建進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)，并指出未來(lái)的一些可能發(fā)展方向。

1、 緒論

現(xiàn)代通信技術(shù)產(chǎn)生于19世紀(jì)，伴隨現(xiàn)代科技的發(fā)展而得到迅速發(fā)展，是電子工程的一個(gè)非常重要的分支，主要就是研究信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸和處理以及其在計(jì)算機(jī)通信、衛(wèi)星通信、數(shù)字通信、光纖通信、個(gè)人通信、蜂窩通信、平流層通信、信息高速公路、多媒體技術(shù)和數(shù)字程控交換等方面的理論與應(yīng)用問(wèn)題。通信工程是信息科技發(fā)展的一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域，不僅是表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)上，還表現(xiàn)在國(guó)防、工業(yè)等部門。近二三十年，中國(guó)鐵路通信在通信工業(yè)化生產(chǎn)上及通信的裝備運(yùn)用上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和巨大的成就。但是隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革的深化，以及對(duì)外開(kāi)放的進(jìn)一步擴(kuò)大，鐵路通信作為鐵路內(nèi)部產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展，其存在的問(wèn)題日漸暴露。

2、 中國(guó)鐵路通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

鐵路通信系統(tǒng)給鐵路提供安全穩(wěn)定的信息傳輸?shù)男诺?；為鐵路上的員工提供實(shí)現(xiàn)交流、聯(lián)絡(luò)通訊的通道；為鐵路列車的調(diào)度、下發(fā)調(diào)度指令、控制列車、牽引供電、平常的檢修運(yùn)用、事故救援、旅客信息等提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以及提供高質(zhì)量的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及圖像通訊技術(shù)；為鐵路上的一些核心的單位實(shí)現(xiàn)與列車駕駛者、檢修維護(hù)通訊等提供高質(zhì)量的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及圖像信息傳輸；為控制中心的調(diào)度員、各車站值班員、列車司機(jī)等提供通信信息；為運(yùn)營(yíng)提供基準(zhǔn)時(shí)間信息。

3、 鐵路通信網(wǎng)的組成

鐵路傳送網(wǎng)分為長(zhǎng)途（干、局線）傳送網(wǎng)、本地傳送網(wǎng)及本地接入網(wǎng)。長(zhǎng)途干線傳送網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)，組織長(zhǎng)途干線傳送網(wǎng)的線路為一級(jí)干線，在各路局通信節(jié)點(diǎn)及一級(jí)干線交叉點(diǎn)處設(shè)置數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC），建成格狀DXC網(wǎng)。這些DXC由鐵道部網(wǎng)管中心統(tǒng)一控制，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間路由調(diào)度，以保證干線的暢通。長(zhǎng)途局線傳送網(wǎng)為連接鐵路局與本局管轄內(nèi)的原分局（現(xiàn)為辦事處，下同）之間的信息傳送網(wǎng)絡(luò)，組織長(zhǎng)途局線傳送網(wǎng)的線路為二級(jí)干線，在路局及分局的通信節(jié)點(diǎn)及局線交叉點(diǎn)設(shè)置DXC，建成格狀DXC或SDH環(huán)形自愈網(wǎng)，邊遠(yuǎn)地區(qū)可利用衛(wèi)星通信作為迂回信道。

本地傳送網(wǎng)為連接分局通信節(jié)點(diǎn)以下各節(jié)點(diǎn)間的傳送網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)建立鐵路分局范圍內(nèi)的SDH自愈環(huán)網(wǎng)或相鄰分局相互保護(hù)的SDH自愈環(huán)網(wǎng)。接入網(wǎng)解決分布在鐵路局、鐵路分局、段級(jí)單位所在地和區(qū)段站及編組站等用戶集中的地點(diǎn)的用戶接入。接入網(wǎng)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(wǎng)中的SDH傳輸信道，在發(fā)展用戶的地區(qū)設(shè)置帶V5接口的光纖網(wǎng)絡(luò)終端（OLT）和光纖網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），可向用戶提供多種業(yè)務(wù)。

4、 鐵路通信網(wǎng)的構(gòu)建

鐵路通信網(wǎng)的組網(wǎng)，簡(jiǎn)而言之就是配置適當(dāng)?shù)木W(wǎng)元設(shè)備，選用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組成可靠、高效的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)各種業(yè)務(wù)接入和管理。

4.1鐵路通信網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)

隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路通信中基于大帶寬的應(yīng)用也越來(lái)越多，如IP數(shù)據(jù)網(wǎng)、鐵路綜合視頻監(jiān)控、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、各種管理信息系統(tǒng)（MIS）等，原先釆用2M或音頻承載的業(yè)務(wù)對(duì)通道帶寬要求也越來(lái)越高。除此之外，鐵路通信網(wǎng)本身還具有一些特點(diǎn)：

1.鐵路通信網(wǎng)基本上應(yīng)以光纖通信為主，以電纜、微波通信作備份或補(bǔ)充。

2.光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)非常多，需要傳輸設(shè)備有很強(qiáng)的組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理能力，且對(duì)設(shè)備的可靠性要求非常高。

3.鐵路系統(tǒng)所敷設(shè)光纜通常需承載很多不同的傳輸系統(tǒng)，應(yīng)盡量節(jié)約光纖通信系統(tǒng)所占用的光纖芯數(shù)。

4.為滿足整個(gè)鐵路部門目前和將來(lái)的所有通信需求，需要做到話音、視頻和數(shù)據(jù)多網(wǎng)融合。

4.2鐵路通信網(wǎng)系統(tǒng)功能要求

根據(jù)鐵路業(yè)務(wù)分析及需求，客專傳輸網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)遵循以下原則：

1.全面滿足鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求，通信傳送平臺(tái)建設(shè)時(shí)間及系統(tǒng)容量均應(yīng)適度超前。

2.系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)統(tǒng)籌利用SDH設(shè)備級(jí)保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)自愈保護(hù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的高可靠性。

3.節(jié)點(diǎn)設(shè)置應(yīng)滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，設(shè)備配置適當(dāng)預(yù)留。

4.堅(jiān)持采用成熟、先進(jìn)、適用、可靠的通信技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)合理的原則下，充分利用既有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)資源整合。

5.系統(tǒng)具有可管理性和可維護(hù)性，便于集中網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)管理。

4.3技術(shù)要求

1、比特速率符合ITU-T G707要求，具備偵結(jié)構(gòu)及開(kāi)銷功能。

2、同步復(fù)用映射結(jié)構(gòu)符合ITU-T G.709要求，2.048Mbit/s信號(hào)映射方式采用浮動(dòng)的異步映射和字節(jié)同步映射。

3、傳輸設(shè)備類型及主要性能要求：基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足SDH節(jié)點(diǎn)的基本功能要求，具體要求應(yīng)符合YD/T 1208-2002《基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)技術(shù)要求》和YDN 099-1998《光同步傳送網(wǎng)技術(shù)體制》中的相應(yīng)規(guī)范。

4、系統(tǒng)誤碼性能應(yīng)滿足ITU-T G.826建議要求，系統(tǒng)抖動(dòng)特性、SDH網(wǎng)絡(luò)全程及數(shù)字最大允許輸出抖動(dòng)、輸入抖動(dòng)和漂移容限應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

5、系統(tǒng)接口：應(yīng)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(shí)要求：線路復(fù)用設(shè)備，其時(shí)鐘性能應(yīng)符合ITU-T G813建議，最低頻率準(zhǔn)確度為±4.6pprn。網(wǎng)絡(luò)同步采用主從同步方式。任一網(wǎng)絡(luò)單元的同步定時(shí)單元應(yīng)具有接收兩個(gè)或以上方向定時(shí)信號(hào)的能力。網(wǎng)同步設(shè)備應(yīng)具備SSM功能，即能夠接收、設(shè)置、處理、發(fā)送SSM信息，2.048Mb/s輸入、輸出口的頓結(jié)構(gòu)和SSM格式應(yīng)符合ITU-T G704建議。對(duì)于2M支路口需具有再定時(shí)功能。

7、多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)功能：應(yīng)具備以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透?jìng)鞴δ?、以太網(wǎng)二層交換功能及以太環(huán)網(wǎng)功能。

8、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)元管理中心，共同完成對(duì)全線MSTP傳輸設(shè)備的性能、故障、配置及安全方面的管理，并通過(guò)規(guī)范接口與上一級(jí)通信綜合網(wǎng)管相連。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)對(duì)STM-4、STM-16、STM-64傳輸設(shè)備、用戶端口及各種接口設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的故障管理、性能監(jiān)測(cè)、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(duì)基群復(fù)用設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，告警管理，維護(hù)管理等工作。

5、 結(jié)論與展望

通過(guò)對(duì)當(dāng)前的客專鐵路傳輸網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行研究，根據(jù)傳輸網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程總結(jié)出鐵路通信網(wǎng)構(gòu)建的關(guān)鍵步驟。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，各行各業(yè)將會(huì)建設(shè)更多、更復(fù)雜的專用網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)必將承擔(dān)更多的任務(wù)。鐵路業(yè)務(wù)專網(wǎng)建設(shè)必將是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，更有利于鐵路系統(tǒng)內(nèi)部大容量、高質(zhì)量、高速率地進(jìn)行多業(yè)務(wù)傳輸，用以滿足網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部大規(guī)模的數(shù)據(jù)傳遞和突發(fā)性的通信要求。根據(jù)下一代傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向和骨干傳輸網(wǎng)、接入傳輸網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)鐵路業(yè)務(wù)專網(wǎng)的發(fā)展必然向多業(yè)務(wù)承載能力、高可靠性和更高的傳輸容量的方面發(fā)展。

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