OTN 技術在鐵路通信網絡中的應用

王 言 中鐵上海設計院集團有限公司

1 鐵路通信網的現狀

1.1 鐵路通信網絡構成

鐵路通信網絡是鐵路的神經系統(tǒng)，為鐵路系統(tǒng)各級部門、各類人員之間提供數據的采集、傳輸、交換、處理和控制的綜合性溝通橋梁。鐵路通信網為運輸生產和經營管理提供穩(wěn)定、可靠、暢通的語音、數據和圖像通信業(yè)務，其網絡結構也必須保證安全、可靠、靈活且高效，鐵路通信網絡主要由基礎網絡、鐵路移動通信網絡及鐵路通信業(yè)務網絡構成。

（1）基礎網主要由通信光電纜線路、傳輸網和數據通信網構成。鐵路數據通信網主要包括骨干層、匯聚層和接入層三層網絡結構，包括骨干網絡和區(qū)域網絡，為鐵路局、調度所、維修中心、各站段等業(yè)務系統(tǒng)提供IP 數據通道。

（2）鐵路移動通信網主要包括GSMR 系統(tǒng)和列車無線調度系統(tǒng)，現在GSM-R移動通信技術已經被廣泛應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，而列車無線調度系統(tǒng)多應用在一般鐵路線。

（3）鐵路通信業(yè)務網主要由電話交換系統(tǒng)、數字調度通信系統(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、音頻及低速數據通道要求，并為其它多媒體業(yè)務發(fā)展預留條件。綜合視頻監(jiān)控、會議電視系統(tǒng)也廣泛應用于當今鐵路系統(tǒng)，可以便捷的召開各級單位之間的遠程會議，并便捷的實現實時遠程視頻監(jiān)督、采集信息等功能，為及時獲取信息提供了基礎。應急通信系統(tǒng)應保證當事故發(fā)生后迅速建立鐵路總公司—調度中心—綜合維修段—事故現場的通信，為運營管理機構各級領導提供話音、數據和圖像服務。應急通信系統(tǒng)由應急中心接入設備、應急傳輸通道和應急通信現場設備組成。

1.2 鐵路通信網存在的問題分析

（1）鐵路通信線路及設備的老舊問題

由于鐵路的光纜建設時間長，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。傳輸設備長期使用，年限久遠，甚至部分老設備廠家已停產，需要更新換代。

（2）日益增長的新業(yè)務需求

鐵路通信網是隨著鐵路的建立而構建的，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，老線路也在擴建、改建。與此同時，鐵路通信網絡承載的業(yè)務也更加的多元化，各種新增業(yè)務的傳輸需求也使得通信網資源日益緊缺，必須要對現如今的通信網設備加快升級改造，通信技術更新優(yōu)化，才能滿足日益增長的數據承載要求，以更好的適應新業(yè)務持續(xù)發(fā)展需求。

2 OTN 技術介紹

2.1 OTN 技術概述

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

2.2 OTN 的優(yōu)點

結合了SDN 和WDM 兩方面技術優(yōu)勢的OTN 技術自其提出就受到了廣泛關注，具有多種客戶信號封裝與透明傳輸、大顆粒調度與保護恢復能力、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而言，結合了光域、電域處理優(yōu)勢的OTN 技術在通信網絡中就具備了很好的適用性。

3 OTN 技術在鐵路通信網絡中的應用

3.1 OTN 網絡架構的設置

OTN 在鐵路通信設計應用中，主要采用骨干層、匯聚層及接入層的網絡架構組網。

（1）骨干層

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

（2）匯聚層

在鐵路傳輸網絡的匯聚層可采用環(huán)網結構，為匯聚層節(jié)點業(yè)務提供保護，條件不夠的情況下，也可采用環(huán)型與線型結合等方式進行組網。匯聚層主要負責傳送鐵路局內部節(jié)點之間的信息業(yè)務，同時還完成對獲取的信息的匯聚功能。

（3）接入層

在鐵路傳輸網絡的接入層可采用環(huán)型或者線型拓撲結構，接入層實現單位各種業(yè)務的同時接入，并為其提供接口，實現鐵路內部信息業(yè)務的傳遞。

3.2 OTN 技術在鐵路通信中的應用

在鐵路大發(fā)展的背景下，面對傳統(tǒng)通信網絡承載壓力大不能滿足新興業(yè)務的現狀，OTN 技術的出現與應用使得通信網的改造出現了轉機。OTN 技術的運用可以有效的解決傳統(tǒng)骨干傳送網靈活性差、不易互通等問題，目前，OTN 技術主要應用在骨干傳送網，它具備大顆粒帶寬復用交叉和配置、業(yè)務透明傳輸、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能力，主要承載了鐵路系統(tǒng)中大顆粒業(yè)務、客票業(yè)務、貨運電子業(yè)務、綜合視頻監(jiān)控、鐵路數據網匯聚層及以上互聯業(yè)務等運輸生產業(yè)務。隨著鐵路信息化不斷的發(fā)展與進步，ONT 技術在鐵路通信網中的使用會更加的廣泛。OTN 技術的廣泛應用對承載大顆粒通信業(yè)務、智能化調度、進一步提高鐵路業(yè)務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)務的開發(fā)，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。

3 結束語

隨著鐵路行業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的鐵路通信網絡已經很難承載當前的發(fā)展需求，通過在鐵路通信網改造中應用OTN 技術，可以將鐵路通信網絡所承載的各類業(yè)務信息系統(tǒng)形成有效保護，新技術的應用對于提高現代鐵路運輸通信傳輸能力、提高通信傳輸質量及傳輸安全性具有重要意義。