光以太網在鐵路信息管理中的運用

[摘要] 該文提出了光以太網在鐵路信息管理中的組成方案，并探討了光以太網的業務特點及實現。根據鐵路通信網的特點，提出把鐵路局范圍的通信網當成城域網處理，并據此采用EoS技術設計構造一專業部門路局范圍內的局域網。

[關鍵詞] 光以太網 SDH 傳輸網

1 引言

光以太網是指運行在光纖上的以太網，其核心是將光網絡的巨大容量和可靠性與以太網的低成本、簡便性及可擴展性有機地結合起來，從根本上克服傳統以太網的局限，最終將以太網在地域上擴張到廣域網，并具備電信級網絡的運營特性。

2 鐵路光以太網組成方案

2.1 采用EoS方式在現有SDH的ADM 設備上增加以太網接口

根據EoS芯片的功能開發應用模塊，實現SDH/SONET與Ethernet的互聯。對于已擴容的干線傳輸網，如已擴容至10Gb/s有足夠的SDH通道，則可以結合現有的傳輸網， 充分挖掘已有資源， 保護已有投資，構建服務于鐵路信息化管理的光以太網解決方案。

2.1.1 通過EoS設備的千兆以太網(GE)口連接F-Engine S2205千兆交換機 ，再接入到用戶駐地網。F-Engine S2205為可提供EoS接口的以太網交換機，其上聯接口可直接與現有城域網的SDH設備相連接，下聯方向通過以太網交換機或直接與大集團用戶連接，為用戶提供高速網絡連接服務。

2.1.2 通過支持EoS的F-Engine s2300VDSL設備將EOV客戶端與SDH網互聯。

2.1.3 通過EoS接入設備AM1001將Ethernet局域網接入到SDH網中。

2.2 建立以太網技術為核心的干線網

2.2.1 10Gbit/s 以太網技術

10Gbit/s 以太網技術采用IEEE 802.3 MAC協議，其標準的幀格式和幀長度和以往的以太網有差別，主要體現在：①引入了全新的64B/66B編碼方式。②僅定義了光纖介質類型。③支持無中繼距離超過50Km(SMF/1550nm)，適用于城域網。④定義了全新的物理層介質類型。⑤僅支持全雙工的MAC層操作。⑥在WAN類型中引入了WIS接口子層，提供MAC幀到OC-192幀的映射和速率匹配機制，并且通道開銷，線路開銷和段開銷字節被大量簡化。

2.2.2 通信站間采用EoDWDM

為了滿足不斷增長的傳輸容量的需求，可以在干線傳輸網將光以太網交換機置于通信站，并行建立一套的IP over Optical 純光以太網，同時實現與既有SDH 互聯。采用Ethernet MAC 協議，IP over Optical 方案是一種簡單、高效和相對低成本的純光以太網。這種基于DWDM的高速長距離光以太網在城域骨干網上取代SDH/SONET是一種趨勢，也可以用于鐵路的干線傳輸網。

3 光以太網的業務實現及應用

3.1 光以太網提供的業務及特點

3.1.1 專線業務 (OE-PL) 光以太網提供的專線連接，類似于傳統的E1和E3業務，它直接模擬固定的TDM電路，為客戶提供面向點到點的連接，通過底層的SDH 通道或波長提供固定帶寬。

3.1.2 虛擬專線業務(OE-VLL) 光以太網提供的虛擬專線連接（OE-VLL）與(OE-PL)類似，但是帶寬沒有固定地分配給每個客戶，它通過統計復用為專線用戶分配帶寬。

3.1.3 接入業務 接入也是點到點連接，與(OE-PL)和(OE-VLL)不同的是其終結點。(OE-PL)和(OE-VLL)是端到端連接，而接入是終端用戶到網絡服務點的連接。通過耦合進ATM/FR等業務或匯聚到更大的管道，接入可以超越服務點。接入服務可以是專線方式(OE-PL)的，也可以是虛擬的。

3.1.4 匯聚業務 匯聚提供了多點到點的連接，它模擬了FR/ATM網的星形配置，可以通過專線或虛擬的方式實現。服務提供商能夠利用匯聚服務提供批發業務。

3.1.5 專線局域網和虛擬局域網 光以太網支持兩種多點到多點的局域網擴展。專線局域網通過SDH通道或波長的專用帶寬提供了跨越任意所配置節點之間的連接。例如娛樂、電話以及各種應用等。用戶不需要自己維護復雜的接口設備就可以與服務提供商接口。

光以太網的連接業務具有以下特點：對于本地設備10Mbit/s、100Mbit/s自適應；基于以太網聯網標準；能無縫升級到1Gbit/s；基于網絡的業務實現減少了客戶投資，并且避免了客戶維護的復雜性；應用獨立，通過單一接口提供所有網絡業務支持；靈活地滿足無連接的IP流量性能要求和固定比特率的話音通信要求；能迅速激活新業務，從業務訂購到實現可以立刻完成；用戶支持和設備維護基于網絡實現。

EoS光以太網的連接業務的優勢有：保護已有的網絡和設備投資；能適應未來任何應用和帶寬需求；靈活的帶寬定制和業務選擇；促進了帶寬和業務的方便擴展；由于其簡單性，減少了服務提供的挑戰與障礙。

3.2 光以太網的業務實現

基于EoS的芯片技術可提供的主要業務是透明的局域網數據傳輸。以鐵路調度管理信息系統（DMIS）為例。調度管理信息系統（DMIS）網絡由鐵道部調度指揮中心局域網、各個路局調度指揮中心局城網、相關鐵路分局調度指揮中心、以及基層站段局域網構成。鐵路通信網為其提供2 Mb/s專線通道和64 kb/s的X.25端口，并為基層網的每個車站提供 19.2~64 kb/s或2 Mb/s的連接通道。若局域網間采用EoS方案連接，只需租用現有的光同步網，就可以很方便地將其在全國各地的各相關部門連接起來，根據需要分配接入帶寬，享受電信級的語音、數據和圖像服務，且不用擔心安全和QoS，在高層次上滿足信息共享和交流的需要。

3.3 光以太網的應用

根據鐵路運營、管理信息化的迫切要求，實施“站站通”工程需組成一個高速、安全可靠的全局范圍的局域網絡，可以實現各車站的信息共享、辦公自動化、視頻會議以及網頁瀏覽和電子郵件等應用。本著低成本、高可靠性、 高擴展性、易網管的設計原則，設計采用EoS方案構造10M全局范圍局域網絡。

4 結語

光以太網具有諸多優點：結構簡單、成本低廉、有良好的兼容性能、充分的網絡靈活性、克服了接入網與干線網之間的瓶頸效應、實現LAN與 MAN、WAN網絡的無縫對接。把光以太網技術應用于鐵路通信網，必將在鐵路信息化建設中發揮重要作用。

參考文獻

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