哈爾濱鐵路局傳輸網絡優化和安全控制措施的探討

■ 王二力

傳輸網是鐵路通信網的重要組成部分，是承載各專業網信息的基礎網。為了提高鐵路系統傳輸網安全性能，保障網絡和設備正常運行，2011年哈爾濱鐵路局對既有傳輸網進行優化改造。

1 既有傳輸網存在的問題

（1）可靠性：個別網絡結構安全性差，結構合理性需提高；設備關鍵板件存在不安全隱患；電路運行負荷分擔不均衡，個別設備業務過于集中；大量鏈形網絡沒有保護，設備掉電、光板故障、光纜故障等都會導致鏈上各站業務中斷；光纜線路仍存在大的故障點等。

（2）可控性：由于分期建設等諸多因素影響，存在不同廠家相互對接的情況，雖不影響電路的開通，但在電路調度、運行維護的可控性方面存在不足，并影響數據等新業務接入，即設備環境欠佳。網管系統的ECC網絡欠規劃，使網管信息傳送、開銷字節的傳送解讀等速度欠佳，造成管理的時效性低。對電路的通道規劃缺乏對電路等級的分級管理考慮。

（3）高效性：設備版本老舊，不能支持新功能、新業務，造成接入能力不足；通道使用缺少整體規劃或在整體規劃下由于電路的緊急開通，造成電路運行混亂，致使電路調配日益復雜，上下電路難度增加；經過多次擴容，網絡交叉點、匯接點配置飽和，形成路由瓶頸；線路纖芯規劃分配不合理，限制設備組網的靈活。

（4）擴展性：網絡結構的整體規劃不徹底或達不到長遠發展演進的需求，網絡延續建設性差；通路安排和使用欠合理，新電路開通接入維護復雜；個別設備性能升級擴展性差，對接入新技術、新業務的適應能力差。

針對上述傳輸網存在的問題，以及鐵路發展對傳輸網的要求可以看出，對既有傳輸網優化整合非常必要。

2 傳輸網絡優化原則

網絡優化是通過深入分析網絡現狀和業務模型，從網絡結構、承載業務、帶寬管理和調度等多方面，提出新建網絡合理規劃方案及針對現有網絡優化整改方案，達到充分挖掘網絡資源、提高網絡安全性、可靠性和利用率的目的，應滿足以下7個原則。

（1）傳輸網優化建設應以滿足業務需求為前提，遵循網絡建設和網絡優化相結合原則；

（2）網絡結構的合理性對網絡發展建設至關重要，直接影響網絡的建設成本、組網效率、資源有效利用，應根據業務流量流向、業務量大小、業務安全性需求、光纜路由條件和光纜網結構，綜合考慮業務需求和投資效益選擇合理的網絡結構，減少因網絡升級改造導致頻繁割接；

（3）充分分析和利用現有資源，挖掘現網潛力；

（4）查找網絡瓶頸和安全隱患，提出優化思路及方案；

（5）考慮到網絡建設的實際情況，優化意見和建議盡可能與實際相結合；

（6）進一步提高網絡資源的利用率和增強網絡調度的靈活性，降低運維成本，以達到結構合理、擴容靈活、安全可靠、維護方便和技術先進的目標；

（7）傳輸網絡的建設往往要適度超前于業務發展需要，進行傳輸網絡優化將為網絡的長期發展打下堅實的基礎。

3 傳輸網絡設備技術選型

傳輸技術經過長足發展，在不同的需求下衍生出各類技術，各類技術也有其特點及適用特性。

SDH/MSTP技術作為當前傳輸中應用最廣最成熟的技術，結合電路交換與IP承載于一體，特點是高QoS、穩定可靠、易維護、易維護。主要缺點是帶寬承載能力相對弱，承載IP業務時基于VC的剛性通道降低了帶寬利用率。但目前MSTP技術依然是專線業務、電路業務的最佳選擇，哈爾濱鐵路局的接入層傳輸系統仍采用MSTP承載。

CWDM/DWDM技術是應帶寬需求產生的復用技術，在現網應用多年。其主要優勢在于多波長復用顯著提升了光纖的傳輸能力，曾廣泛應用于城域和城際干線。其中CWDM技術簡單，組網限制大，已逐步邊緣化。DWDM技術由于帶寬承載能力提升明顯，業務接入種類多，在現網還有一定應用；但該技術在組網、管理上無法進一步完善，隨著OTN技術標準完善化和產業化，逐步為OTN技術所取代。

OTN技術作為DWDM技術高度發展的產物，經歷了ITU-T統一標準化、光層交叉調度和實現電層交叉調度3個發展階段，兼容SDH電路調度的靈活性和DWDM技術帶寬復用的承載能力。隨著OTN技術產業規模化，其成本也降低至與DWDM技術持平，由于其承載能力強、管理調度方便、組網和生存性能高，且首次在高帶寬下實現了廣播業務的承載和保護，被廣泛應用于鐵路干線網絡。但目前OTN技術對于小顆粒業務（E1/DS3等）接入手段匱乏，業務調度主要是基于GE及以上顆粒，所以哈爾濱鐵路局采用OTN作為骨干傳輸系統和MSTP技術混合使用相互彌補。

4 傳輸網絡優化和安全控制措施的實踐

4.1 結構拓撲優化

4.1.1 加強骨干層傳輸系統建設

骨干層傳輸系統宜布設在通信樞紐，有客貨運作業的較大車站，與既有網絡有連接的節點等處，并應綜合考慮匯聚容量、傳輸距離等因素設置。哈爾濱鐵路局以哈爾濱、齊齊哈爾、牡丹江為中心樞紐，建立了西環、中環、東環、牡林雞下環4個骨干傳輸系統。綜合考慮技術發展和未來業務容量的增長，骨干層使用華為OSN 6800智能光傳送平臺產品進行承載，傳輸容量40波、傳輸速率為10 Gb/s，充分滿足骨干層業務發展的同時，可為鐵路業務提供跨線路的迂回保護帶寬；采用ODUk環網保護，實現哈爾濱鐵路局內鐵路線雙系統保護，提升網絡的整體可靠性；采用ODUk電交叉實現業務靈活調度，同時結合網管系統，實現業務端到端快速開通。西環波分覆蓋濱洲、伊加、牙林、濱北、嫩林線，由16個網元組成，主要網元及構成是齊齊哈爾—富裕—加格達奇—伊圖里河—牙克石—海拉爾—牙克石—扎蘭屯—齊齊哈爾；中環波分覆蓋濱北、濱洲線，由12個網元組成，主要網元及構成是哈爾濱—綏化—北安—齊齊哈爾—讓湖路—哈爾濱；東環波分覆蓋濱綏、綏佳線，由20個網元組成，主要網元及構成是哈爾濱—牡丹江—林口—佳木斯—南岔—綏化—哈爾濱；牡林雞下環波分覆蓋濱綏、圖佳、林密線，由7個網元組成，主要網元及構成是牡丹江—林口—雞西—下城子—牡丹江。骨干傳輸層的OTN改造，極大提高了傳輸系統的信息傳送能力和骨干傳輸層設備的運行穩定性、可靠性、靈活性，滿足當前及未來網絡演進的需要，為網絡的進一步規劃改造建立了基礎平臺。

4.1.2 完善接入層傳輸系統建設

（1）哈爾濱周邊傳輸網改造：將萬樂、前沙、陳家傳輸網網元從STM-1升為STM-4，敷設二場—穆家溝—孫家光纜，形成環網，提高業務保護能力。利用既有設備完成穆家溝—孫家—王崗—夏家—哈南一場網元形成環網。將王兆屯、香坊等處傳輸網網元從STM-1升為STM-4，利用既有哈爾濱、哈東、哈分數傳工區網元形成環網。

（2）對綏化—佳木斯、佳木斯—林口、南岔—伊春、哈爾濱—讓湖路、牡丹江—下城子、下城子—雞西、雞西—林口等無復用段保護的區段，進行設備升級形成環網保護，提高傳輸網的安全性。

（3）對雞西—東方紅、佳木斯—鶴崗、佳木斯—雙鴨山、塔河—古蓮等155M傳輸設備升級至622M，提高網絡帶寬和保護功能。

（4）解決拆站打直通工程：哈爾濱鐵路局拆站在用接入網設備有65套，歸鐵通公司管理的接入網設備有35套，由于拆站沒有鐵路貫通用交流電，設備用電大部分使用的是市電和農電，經常停電，造成蓄電池過放，傳輸網絡中斷，特別是支鏈網絡影響非常嚴重。因此，采取相鄰兩站通過增加長距離光板，取消拆站的傳輸網元，直接把光纜打通的方式解決設備安全隱患。

（5）對傳輸網絡擴容改造：隨著通信技術的發展，傳輸網絡承載的業務正逐漸IP化，為滿足鐵路工務信息聯網、電子貨票聯網、5T、房產信息管理系統聯網、視頻監控系統、視頻會議系統等業務的帶寬和接口需求，對既有哈—齊—海環、哈—牡—佳環、牡雞環、海滿環進行擴容改造，并開通FE接口，實現100M、1 000M IP接入能力。

4.2 業務路由、時隙資源優化

光傳輸網絡在規劃建設過程中，安全、高效的組網結構一直是關注的焦點，但隨著網絡規模的不斷壯大，單環帶寬已經趨于極限，網絡復雜性越發增強，業務數量也日益龐大。業務路由的深度規劃，時隙資源的進一步劃分，將會對傳輸網絡的最佳利用，產生巨大的影響，業務路由、時隙資源規劃將會同組網規劃一樣，成為傳輸建設的一個重要組成部分。

采用業務路由分析法，通過對業務、資源的深入分析，并根據網絡自身特點及業務發展需求提出個性化的優化方案。分出若干條指向相應源、宿的路由（可以形象的將其比喻成大路），源、宿相同的（或源相鄰、宿相同）的業務，分別配置到規劃好的時隙上，這樣，新增業務可以根據源宿指向，很方便地配置到相應路由上。同時，對于現有的業務故障也能夠非常快速定位。比如：清理接入網時隙，將第2個AU4清空后用來承載IT業務，按每個站點30M分配，4個站占用1個AU4，匯聚到有波分的接入網傳輸設備上，該設備與骨干層2.5G設備相連，在網絡骨干層采用高階通道整體規劃，對高階通道的占用盡量按短路由規劃并考慮通道利用的均衡，減小通道分配負荷的不平衡度，最后將業務匯聚各地信息分所。

4.3 網管優化

網管系統優化可分為2個方面：一是網管信息傳送優化；另一個是網管系統職能優化。

目前網管信息傳送依托傳輸系統本身的DCC通道進行。一般通過設備環境及網絡結構優化后，網管信息應可在網絡上進行透明傳送。應避免網管信息在不同設備廠家間進行傳送，確實需要時，應保證網管信息傳送的可靠、透明性。

網管系統職能優化主要指對網管系統安全管理級別和權限劃分，哈爾濱鐵路局網管按二級管理、三級維護進行設置，對網管的管理范圍、職責分工進行優化配置，設置1個一級網管，哈爾濱、齊齊哈爾、牡丹江、佳木斯、海拉爾5個二級網管。一級網管負責原鐵道部管理的、局管內的波分系統、2.5G傳輸系統。為了盡量減少跨網管電路的維護，二級網管比照信息分所的管界劃分維護界面，負責接入網傳輸系統。充分發揮網管設備管理潛力，提高網絡的可運營性、可控性。

考慮到通信網絡規模不斷擴大，結構日趨復雜，管控難度提高，網管系統應具備友好的人機界面，能夠提供統一的、有效的管理維護系統。哈爾濱鐵路局采用華為U2000網管，提供多個視圖供運維人員查看業務配置情況及告警性能統計。

4.4 光纜線路優化

光纜線路優化要根據網絡組成，考慮經濟、工程等因素，以通路規劃的思路，以業務為導向，進行纖芯線路優化，對不合理的纖芯熔接分配進行整改，使光纜線路提供更多的光纖通路。采用同路由異側異敷設方式備份，對端頭站通過和中國聯通公司、中國移動通信集團公司置換纖芯互為備份等方式優化。

采用OTN建設骨干層，MSTP建設接入匯聚層的組網模式在哈爾濱鐵路局傳輸網絡的建設中，得到了很好的檢驗。

（1）OTN做骨干層，MSTP作為匯聚接入層的模式很好的兼顧了網絡大容量的需求以及現網小顆粒業務的接入問題。很好的解決了現在與未來的困擾。

（2）OTN技術是網絡發展的尖端主流技術，技術和產品的生命周期長，持續保持網絡的先進性。

（3）小顆粒業務通過MSTP匯聚，可以通過OTN實現所有業務的環網保護，保障了業務的安全性。

（4）既有光纖線路有限，采用OTN技術，節省光纖資源，降低線路成本。

5 結束語

通過哈爾濱鐵路局一年來的實踐，傳輸網優化不僅可以保證各業務的開通，還可以提高網絡的安全性，更可以為鐵路的發展提供條件。通過優化使傳輸網的資源潛力得到充分發揮，整合現有的各方面優勢，解決存在的問題，建設成網絡結構更清晰、支持業務更豐富、運營維護更方便、電路生產更高效、設備環境更合理、擴容升級更平滑的傳輸網絡。網絡優化是一個循序漸進的過程，無法一蹴而就，在實踐工作中應結合工程投資、分清主次、由易到難地進行網絡優化，最后將傳輸網建設成為高速、安全、靈活的承載網絡。