OTN 技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

王 言 中鐵上海設(shè)計院集團有限公司

1 鐵路通信網(wǎng)的現(xiàn)狀

1.1 鐵路通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

鐵路通信網(wǎng)絡(luò)是鐵路的神經(jīng)系統(tǒng)，為鐵路系統(tǒng)各級部門、各類人員之間提供數(shù)據(jù)的采集、傳輸、交換、處理和控制的綜合性溝通橋梁。鐵路通信網(wǎng)為運輸生產(chǎn)和經(jīng)營管理提供穩(wěn)定、可靠、暢通的語音、數(shù)據(jù)和圖像通信業(yè)務(wù)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也必須保證安全、可靠、靈活且高效，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)主要由基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、鐵路移動通信網(wǎng)絡(luò)及鐵路通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

（1）基礎(chǔ)網(wǎng)主要由通信光電纜線路、傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)構(gòu)成。鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)主要包括骨干層、匯聚層和接入層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括骨干網(wǎng)絡(luò)和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，為鐵路局、調(diào)度所、維修中心、各站段等業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供IP 數(shù)據(jù)通道。

（2）鐵路移動通信網(wǎng)主要包括GSMR 系統(tǒng)和列車無線調(diào)度系統(tǒng)，現(xiàn)在GSM-R移動通信技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于高速鐵路和新建客運專線中，是今后鐵路無線通信的發(fā)展趨勢，而列車無線調(diào)度系統(tǒng)多應(yīng)用在一般鐵路線。

（3）鐵路通信業(yè)務(wù)網(wǎng)主要由電話交換系統(tǒng)、數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)和應(yīng)急通信系統(tǒng)等。電話交換系統(tǒng)可滿足鐵路沿線及各級部門各專業(yè)的自動電話、音頻及低速數(shù)據(jù)通道要求，并為其它多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留條件。綜合視頻監(jiān)控、會議電視系統(tǒng)也廣泛應(yīng)用于當(dāng)今鐵路系統(tǒng)，可以便捷的召開各級單位之間的遠(yuǎn)程會議，并便捷的實現(xiàn)實時遠(yuǎn)程視頻監(jiān)督、采集信息等功能，為及時獲取信息提供了基礎(chǔ)。應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)保證當(dāng)事故發(fā)生后迅速建立鐵路總公司—調(diào)度中心—綜合維修段—事故現(xiàn)場的通信，為運營管理機構(gòu)各級領(lǐng)導(dǎo)提供話音、數(shù)據(jù)和圖像服務(wù)。應(yīng)急通信系統(tǒng)由應(yīng)急中心接入設(shè)備、應(yīng)急傳輸通道和應(yīng)急通信現(xiàn)場設(shè)備組成。

1.2 鐵路通信網(wǎng)存在的問題分析

（1）鐵路通信線路及設(shè)備的老舊問題

由于鐵路的光纜建設(shè)時間長，隨著年限的增加，纜線也在老舊，不僅如此，在后期的改建、大修、遷改施工中也不可避免的需要進行多次割接，對線路存在一定的損傷。傳輸設(shè)備長期使用，年限久遠(yuǎn)，甚至部分老設(shè)備廠家已停產(chǎn)，需要更新?lián)Q代。

（2）日益增長的新業(yè)務(wù)需求

鐵路通信網(wǎng)是隨著鐵路的建立而構(gòu)建的，時間較長，隨著鐵路交通在中國的迅速發(fā)展，特別是近幾年高速鐵路的迅猛發(fā)展，越來越多的新線路在建設(shè)，老線路也在擴建、改建。與此同時，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)也更加的多元化，各種新增業(yè)務(wù)的傳輸需求也使得通信網(wǎng)資源日益緊缺，必須要對現(xiàn)如今的通信網(wǎng)設(shè)備加快升級改造，通信技術(shù)更新優(yōu)化，才能滿足日益增長的數(shù)據(jù)承載要求，以更好的適應(yīng)新業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展需求。

2 OTN 技術(shù)介紹

2.1 OTN 技術(shù)概述

OTN 是光傳送網(wǎng) (Optical Transport Network)的簡稱，是指在光域內(nèi)實現(xiàn)業(yè)務(wù)信號的傳送、復(fù)用、交換、監(jiān)控，并保證其性能要求和生存性的新型傳送網(wǎng)絡(luò)。OTN 是基于SGH 和WDM 基礎(chǔ)上延伸發(fā)展成熟起來的，把SDH 維護管理開銷能力應(yīng)用到DWDM 系統(tǒng)中去，不僅擁有了SDH 的安全、調(diào)度優(yōu)勢，還兼顧了WDM 傳輸容量大和傳輸距離遠(yuǎn)的特點，成為了目前傳輸網(wǎng)發(fā)展的重要方向。OTN 技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)在無波長或者子波長等業(yè)務(wù)方面的保護效果差、調(diào)度能力弱以及組網(wǎng)能力差等問題，該技術(shù)對于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展具有十分重要意義，可以實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)改造的目的。

2.2 OTN 的優(yōu)點

結(jié)合了SDN 和WDM 兩方面技術(shù)優(yōu)勢的OTN 技術(shù)自其提出就受到了廣泛關(guān)注，具有多種客戶信號封裝與透明傳輸、大顆粒調(diào)度與保護恢復(fù)能力、更好的性能與故障檢測能力等優(yōu)點，可以提供大容量的傳輸通道、低的時延抖動并且具備完善的OAM 能力，強大的升級擴容潛力也可以大幅度節(jié)省光纖資源。對于大容量、長傳輸距離、大承載顆粒及高可靠性等高需求的鐵路骨干網(wǎng)而言，結(jié)合了光域、電域處理優(yōu)勢的OTN 技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中就具備了很好的適用性。

3 OTN 技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

3.1 OTN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)置

OTN 在鐵路通信設(shè)計應(yīng)用中，主要采用骨干層、匯聚層及接入層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組網(wǎng)。

（1）骨干層

在鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)的骨干層是整個傳送網(wǎng)的核心所在，是在骨干層傳輸網(wǎng)中選出重要節(jié)點，構(gòu)建核心全光網(wǎng)絡(luò)，該層解決調(diào)度問題，為整個組網(wǎng)提供全面可靠的支撐保護，主要是負(fù)責(zé)傳遞鐵路局、各公司等主要單位之間的信息、業(yè)務(wù)。

（2）匯聚層

在鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)的匯聚層可采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，為匯聚層節(jié)點業(yè)務(wù)提供保護，條件不夠的情況下，也可采用環(huán)型與線型結(jié)合等方式進行組網(wǎng)。匯聚層主要負(fù)責(zé)傳送鐵路局內(nèi)部節(jié)點之間的信息業(yè)務(wù)，同時還完成對獲取的信息的匯聚功能。

（3）接入層

在鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)的接入層可采用環(huán)型或者線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，接入層實現(xiàn)單位各種業(yè)務(wù)的同時接入，并為其提供接口，實現(xiàn)鐵路內(nèi)部信息業(yè)務(wù)的傳遞。

3.2 OTN 技術(shù)在鐵路通信中的應(yīng)用

在鐵路大發(fā)展的背景下，面對傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)承載壓力大不能滿足新興業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀，OTN 技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用使得通信網(wǎng)的改造出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。OTN 技術(shù)的運用可以有效的解決傳統(tǒng)骨干傳送網(wǎng)靈活性差、不易互通等問題，目前，OTN 技術(shù)主要應(yīng)用在骨干傳送網(wǎng)，它具備大顆粒帶寬復(fù)用交叉和配置、業(yè)務(wù)透明傳輸、良好的管理功能、有效的故障檢測和自我保護能力，同時也具備了豐富的組網(wǎng)能力，主要承載了鐵路系統(tǒng)中大顆粒業(yè)務(wù)、客票業(yè)務(wù)、貨運電子業(yè)務(wù)、綜合視頻監(jiān)控、鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚層及以上互聯(lián)業(yè)務(wù)等運輸生產(chǎn)業(yè)務(wù)。隨著鐵路信息化不斷的發(fā)展與進步，ONT 技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中的使用會更加的廣泛。OTN 技術(shù)的廣泛應(yīng)用對承載大顆粒通信業(yè)務(wù)、智能化調(diào)度、進一步提高鐵路業(yè)務(wù)信息傳輸效率等方面將起到非常重要的作用，更加適合新業(yè)務(wù)的開發(fā)，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。

3 結(jié)束語

隨著鐵路行業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的鐵路通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很難承載當(dāng)前的發(fā)展需求，通過在鐵路通信網(wǎng)改造中應(yīng)用OTN 技術(shù)，可以將鐵路通信網(wǎng)絡(luò)所承載的各類業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)形成有效保護，新技術(shù)的應(yīng)用對于提高現(xiàn)代鐵路運輸通信傳輸能力、提高通信傳輸質(zhì)量及傳輸安全性具有重要意義。