铁路通信传输网优化的必要性
铁路通信传输网优化的必要性
摘要:随着铁路现代信息业务对通信要求的不断发展, 铁路传输网规模越来越大, 铁路列车正向高速化与准高速化发展,为了保证行车的安全,进一步实现有效的人机控制和提高运输期间的信息交流效率,就要求建立一个功能更加完善、技术构成更加先进的铁路通信网络。结合工作实践介绍铁路通信网的现状,对存在的主要问题进行初步分析,同时对通信传输网和铁路移动通信网存在的问题进一步分析并对采取措施进行初步探讨。
关键词:铁路;通信;网络;优化
由于铁路各系统对通信业务的需求越来越大, 提升网络安全性、提升资源利用率、提高网络维护效率, 对网络进行优化非常重要。尤其对行车的重要通道和重要设备进行优化,能保证铁路的行车安全,提高铁路的运输能力,需要对京九线临清-曹县间传输网络进行优化。
一、铁路通信传输网之链形网
链形网最大的特点就是具备时隙复用功能。也就是在线路STM-N 信号中,某序号的VC 可以在相异的传输光缆上被循环反复的利用。A-B 、C-D 、B-C 以及A-D 之间都是有业务,此时可以把A-B 之间的这段业务占用到A-B 光缆段的X 时隙当中,照此做法循环利用,即把B-C 业务占据B-C 光缆段的X 时隙之中,这就是所谓的时隙重复利用。若是此时A-D 这段的业务由于光缆的X 时隙被占用了,那么就只能够利用其它时隙上的Y 时隙。而链形网的这种功能,可以使得网络业务量偏大,所指的就是网上传输的业务总量。而其最小的业务量一般都出现在以链网端站为主站的情况之下,也就是说,如果A 是业务主站,那么其余的B\C\D 之间都没有业务的互通。而链网要达到最大业务量的话,也就是存在于相邻的网元间的业务。也就是此时只留下A-B 、C-D 以及B-C 的业务,并不存在A-D 业务,可以进行时隙重复利用,每个光缆段上的业务,都可占用所有STM-N 的时隙。最为常见的链网包括二纤网,一般都不提供业务的自愈功能;同时也有四纤网,会提供业务相对应的保护。
二、铁路通信传输网之自愈环
一般传输网上的业务,都可划分为单项和双向两种业务类型,以环网为案例来标明两项业务之间的区别所在。若是A 和C 之间存在互通业务,那么A 到C 的
业务路由,我们假设其从A 逐步过渡到B 再到C ,而此时从C 到A 是相反的过程,那么这条路径相同我们就称其为一致路由。而若是此时从C 到A 时这样的路径:C-D-A ,那么路由的路径不同,就意味着这是分离路由。一般自愈都是发生在网络有故障的时候,不需要人为的区干预,而网络会在较短的时间内,使得业务能够自动的从故障之中恢复正常的运输,使得用户在使用的过程中完全感觉不到网络出了故障。其所利用到的原理,其实就是网络具备发现可替代传输路由,同时也重新建立起通信的能力。
三、铁路通信网存在问题分析
1、铁路通信网保护和集中维护管理方面存在不足。铁路通信网一直是铁路安全运营必不可少的重要保障手段,虽然铁路通信网经过多年的建设和发展,但是铁路通信网现网中,基础网、业务网在既有线改造、新建高速铁路线和普速线中各线单独建设的通信系统在汇聚层保护、网络互联互通、资源共享、系统容量、集中维护管理等方面存在缺陷,设备技术落后老化与中国移动公司共用机房及设备,设备维护界面不清晰等问题。
2、铁路通信不能适应新业务发展需要。随着铁路发展,铁路通信网建设需要适应铁路新增业务和行车安全要求,以及铁路经营目标、服务目标的确立,新的业务需求不断增加,综合视频监控、互联网售票、实名制售票等,对铁路通信光传送网的带宽、大颗粒业务需求量急剧增加;特别是高速铁路和客运专线铁路安全、快速、高效的运营模式对铁路通信网提出了越来越高的要求。因此迫切需要铁路通信跟上通信技术发展趋势应用新的通信技术解决铁路通信传输网和移动网等主要问题,适应铁路的发展。
四、案例分析某高速铁路通信传输网方案
1、高速铁路通信传输网组网结构
某高铁线路通信传输网组网。1)骨干及中继层分析,骨干及本地中继层采用10 Gb/s的传输系统,在部分车站(部分车站和线路所未设)设有1台10 Gb/s的传输设备,构成两纤“1+1”复用段保护环。主要承载跨局骨干通道和局管内较大车站间的局内通道。同时承载了铁路局、站段至各接入层网元的保护通道。
2)接入层组网分析。接入层采用622 Mb/s的传输系统,在车站、基站、牵引变电等处所各设1台622 Mb/s的传输设备。接入层在任两个车站间都组成三个两
纤复用段622M 保护环,分别为奇数基站环、偶数基站环、牵引电力环。因接入层在各网元间有大量的业务落上下,因此复用段保护环更加适合接入层承载的业务需求。这样不仅提高了接入层的资源利用率,同时也便于业务的配置和管理。
2、高速铁路通信传输网组网和优化。通过对高速铁路传输网网络结构、保护机制比较完善的基础上,为进一步提高高速铁路通信传输网的可靠性,以防止某车站全部业务通道中断、部分区段业务通道中断、某项业务通道全部中断等方面为出发点,为铁路运输生产提供稳定、可靠、畅通的通信手段,对高速铁路通信传输网,建议在以下几个方面进一步开展优化工作。1)根据业务量的需要,在骨干层和接入层间增加中继层,或提高接入层的链路带宽。优化后虽然增加了投资,但是达到了如下效果:①接入层、中继层、骨干层承载的业务流向更加清晰,更加便于维护管理,车站级以上的电路均承载在中继层2.5G 和骨干层10G 中的1个2.5G 带宽中,接入层只承载车站级以下的电路;②提高了整条线传输资源的容量,可将车站级以上包括数据网电路的所有业务实现异网元级保护,进一步提高传输系统承载业务的可靠性;③释放了接入层的资源,解决了瓶颈处资源紧张的问题。2)在高速铁路车站所在地均要设置独立的中继层和接入层传输设备,以使车站使用的重要行车通信业务等所用电路分担在不同的传输设备,环回通道由其他传输系统承载,确保业务通道双网元、双径路承载,提高相关重要业务的可靠性。如以CTC 通道为例,A 站—B 站CTC 通道由骨干层10G 系统承载,B 站—C 站的CTC 通道由接入层622M 系统承载,C 站—D 站CTC 通道再由10G 系统承载,在D 站—A 站的环回通道由非本条线的其他传输系统承载。3)充分利用局干传输网进行调整优化。在局干所在处所,将原经过接入层至业务汇聚点的径路调整至由局干环至业务汇聚点,取得了以下效果:①充分利用局干网既有资源,节约了设备投资;②提高了传输系统承载业务的可靠性,能够避免高铁线上车站断电影响面积性中断的隐患,如在B 站接入局干环,可避免A 站、B 站电源障碍后影响B 站以后所有传输通道中断现象;③释放了接入层资源,解决了瓶颈处资源紧张的问题。4)结合骨干传输网的改造,充分利用骨干传输网提供迂回保护通道,进一步提高高速铁路传输网络承载业务的安全可靠性。利用骨干环或局干环为高速铁路传输网提供622M 以上保护通道,对数字调度、GSM-R 、CTC 、MSC 至RBC 、牵引供电、防灾安全监控等行车通信业务使用通道做SNCP 保护(具
备条件时可全部进行保护),以使高速铁路传输系统承载的业务在实现不同径路光缆承载和不同网元的基础上,又增加了一条路由,实现高速铁路传输网上承载的通道电路经第三路由的自动保护,达到高速铁路上车站通信机械室电源供电和双条光缆中断业务不受影响的效果。且此种方式简单灵活,特别适合对已开通的传输网实施保护工作。如以AB 站奇数基站环为例,BSC 设在H 站,基站1、3、5、7、9为一个基站环。未利用骨干环保护通道前,H 站至基站环2M 电路径路。如果B 站—H 站间的任何一车站电源供电或两条光缆中断,BSC 至此基站环的电路全部中断,此基站环的GSM-R 业务全部中断。利用骨干环保护通道后(将BSC 至基站环头的2M 电路或BSC 至基站环尾的2M 电路中任何一条进行SNCP 保护即可,以将BSC 至基站环尾的2M 电路保护),H 站至基站环2M 电路径路见。如果B 站—H 站间(不含H 站)的任何一车站的电源供电或两条光缆中断,可自动切换至骨干环的保护通道中,使BSC 至基站1的2M 电路不会中断,保证GSM-R 业务的畅通。
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具,我国铁路引入现代通信技术还不久,铁路运输生产对铁路通信要求进一步提高,各种铁路通信业务的发展对铁路通信传输和交换网络提出了更高需求,因此分析铁路通信现状,发现存在的问题,采取相应措施不断予以解决尤为重要,移动网进一步建设和功能拓展对传输网要求也越来越高,我们铁路人只有不断思考和努力才能为铁路通信现代化提高运输生产效率作出更大贡献。
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