哈尔滨铁路局传输网络优化和安全控制措施的探讨

■ 王二力

传输网是铁路通信网的重要组成部分，是承载各专业网信息的基础网。为了提高铁路系统传输网安全性能，保障网络和设备正常运行，2011年哈尔滨铁路局对既有传输网进行优化改造。

1 既有传输网存在的问题

（1）可靠性：个别网络结构安全性差，结构合理性需提高；设备关键板件存在不安全隐患；电路运行负荷分担不均衡，个别设备业务过于集中；大量链形网络没有保护，设备掉电、光板故障、光缆故障等都会导致链上各站业务中断；光缆线路仍存在大的故障点等。

（2）可控性：由于分期建设等诸多因素影响，存在不同厂家相互对接的情况，虽不影响电路的开通，但在电路调度、运行维护的可控性方面存在不足，并影响数据等新业务接入，即设备环境欠佳。网管系统的ECC网络欠规划，使网管信息传送、开销字节的传送解读等速度欠佳，造成管理的时效性低。对电路的通道规划缺乏对电路等级的分级管理考虑。

（3）高效性：设备版本老旧，不能支持新功能、新业务，造成接入能力不足；通道使用缺少整体规划或在整体规划下由于电路的紧急开通，造成电路运行混乱，致使电路调配日益复杂，上下电路难度增加；经过多次扩容，网络交叉点、汇接点配置饱和，形成路由瓶颈；线路纤芯规划分配不合理，限制设备组网的灵活。

（4）扩展性：网络结构的整体规划不彻底或达不到长远发展演进的需求，网络延续建设性差；通路安排和使用欠合理，新电路开通接入维护复杂；个别设备性能升级扩展性差，对接入新技术、新业务的适应能力差。

针对上述传输网存在的问题，以及铁路发展对传输网的要求可以看出，对既有传输网优化整合非常必要。

2 传输网络优化原则

网络优化是通过深入分析网络现状和业务模型，从网络结构、承载业务、带宽管理和调度等多方面，提出新建网络合理规划方案及针对现有网络优化整改方案，达到充分挖掘网络资源、提高网络安全性、可靠性和利用率的目的，应满足以下7个原则。

（1）传输网优化建设应以满足业务需求为前提，遵循网络建设和网络优化相结合原则；

（2）网络结构的合理性对网络发展建设至关重要，直接影响网络的建设成本、组网效率、资源有效利用，应根据业务流量流向、业务量大小、业务安全性需求、光缆路由条件和光缆网结构，综合考虑业务需求和投资效益选择合理的网络结构，减少因网络升级改造导致频繁割接；

（3）充分分析和利用现有资源，挖掘现网潜力；

（4）查找网络瓶颈和安全隐患，提出优化思路及方案；

（5）考虑到网络建设的实际情况，优化意见和建议尽可能与实际相结合；

（6）进一步提高网络资源的利用率和增强网络调度的灵活性，降低运维成本，以达到结构合理、扩容灵活、安全可靠、维护方便和技术先进的目标；

（7）传输网络的建设往往要适度超前于业务发展需要，进行传输网络优化将为网络的长期发展打下坚实的基础。

3 传输网络设备技术选型

传输技术经过长足发展，在不同的需求下衍生出各类技术，各类技术也有其特点及适用特性。

SDH/MSTP技术作为当前传输中应用最广最成熟的技术，结合电路交换与IP承载于一体，特点是高QoS、稳定可靠、易维护、易维护。主要缺点是带宽承载能力相对弱，承载IP业务时基于VC的刚性通道降低了带宽利用率。但目前MSTP技术依然是专线业务、电路业务的最佳选择，哈尔滨铁路局的接入层传输系统仍采用MSTP承载。

CWDM/DWDM技术是应带宽需求产生的复用技术，在现网应用多年。其主要优势在于多波长复用显著提升了光纤的传输能力，曾广泛应用于城域和城际干线。其中CWDM技术简单，组网限制大，已逐步边缘化。DWDM技术由于带宽承载能力提升明显，业务接入种类多，在现网还有一定应用；但该技术在组网、管理上无法进一步完善，随着OTN技术标准完善化和产业化，逐步为OTN技术所取代。

OTN技术作为DWDM技术高度发展的产物，经历了ITU-T统一标准化、光层交叉调度和实现电层交叉调度3个发展阶段，兼容SDH电路调度的灵活性和DWDM技术带宽复用的承载能力。随着OTN技术产业规模化，其成本也降低至与DWDM技术持平，由于其承载能力强、管理调度方便、组网和生存性能高，且首次在高带宽下实现了广播业务的承载和保护，被广泛应用于铁路干线网络。但目前OTN技术对于小颗粒业务（E1/DS3等）接入手段匮乏，业务调度主要是基于GE及以上颗粒，所以哈尔滨铁路局采用OTN作为骨干传输系统和MSTP技术混合使用相互弥补。

4 传输网络优化和安全控制措施的实践

4.1 结构拓扑优化

4.1.1 加强骨干层传输系统建设

骨干层传输系统宜布设在通信枢纽，有客货运作业的较大车站，与既有网络有连接的节点等处，并应综合考虑汇聚容量、传输距离等因素设置。哈尔滨铁路局以哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江为中心枢纽，建立了西环、中环、东环、牡林鸡下环4个骨干传输系统。综合考虑技术发展和未来业务容量的增长，骨干层使用华为OSN 6800智能光传送平台产品进行承载，传输容量40波、传输速率为10 Gb/s，充分满足骨干层业务发展的同时，可为铁路业务提供跨线路的迂回保护带宽；采用ODUk环网保护，实现哈尔滨铁路局内铁路线双系统保护，提升网络的整体可靠性；采用ODUk电交叉实现业务灵活调度，同时结合网管系统，实现业务端到端快速开通。西环波分覆盖滨洲、伊加、牙林、滨北、嫩林线，由16个网元组成，主要网元及构成是齐齐哈尔—富裕—加格达奇—伊图里河—牙克石—海拉尔—牙克石—扎兰屯—齐齐哈尔；中环波分覆盖滨北、滨洲线，由12个网元组成，主要网元及构成是哈尔滨—绥化—北安—齐齐哈尔—让湖路—哈尔滨；东环波分覆盖滨绥、绥佳线，由20个网元组成，主要网元及构成是哈尔滨—牡丹江—林口—佳木斯—南岔—绥化—哈尔滨；牡林鸡下环波分覆盖滨绥、图佳、林密线，由7个网元组成，主要网元及构成是牡丹江—林口—鸡西—下城子—牡丹江。骨干传输层的OTN改造，极大提高了传输系统的信息传送能力和骨干传输层设备的运行稳定性、可靠性、灵活性，满足当前及未来网络演进的需要，为网络的进一步规划改造建立了基础平台。

4.1.2 完善接入层传输系统建设

（1）哈尔滨周边传输网改造：将万乐、前沙、陈家传输网网元从STM-1升为STM-4，敷设二场—穆家沟—孙家光缆，形成环网，提高业务保护能力。利用既有设备完成穆家沟—孙家—王岗—夏家—哈南一场网元形成环网。将王兆屯、香坊等处传输网网元从STM-1升为STM-4，利用既有哈尔滨、哈东、哈分数传工区网元形成环网。

（2）对绥化—佳木斯、佳木斯—林口、南岔—伊春、哈尔滨—让湖路、牡丹江—下城子、下城子—鸡西、鸡西—林口等无复用段保护的区段，进行设备升级形成环网保护，提高传输网的安全性。

（3）对鸡西—东方红、佳木斯—鹤岗、佳木斯—双鸭山、塔河—古莲等155M传输设备升级至622M，提高网络带宽和保护功能。

（4）解决拆站打直通工程：哈尔滨铁路局拆站在用接入网设备有65套，归铁通公司管理的接入网设备有35套，由于拆站没有铁路贯通用交流电，设备用电大部分使用的是市电和农电，经常停电，造成蓄电池过放，传输网络中断，特别是支链网络影响非常严重。因此，采取相邻两站通过增加长距离光板，取消拆站的传输网元，直接把光缆打通的方式解决设备安全隐患。

（5）对传输网络扩容改造：随着通信技术的发展，传输网络承载的业务正逐渐IP化，为满足铁路工务信息联网、电子货票联网、5T、房产信息管理系统联网、视频监控系统、视频会议系统等业务的带宽和接口需求，对既有哈—齐—海环、哈—牡—佳环、牡鸡环、海满环进行扩容改造，并开通FE接口，实现100M、1 000M IP接入能力。

4.2 业务路由、时隙资源优化

光传输网络在规划建设过程中，安全、高效的组网结构一直是关注的焦点，但随着网络规模的不断壮大，单环带宽已经趋于极限，网络复杂性越发增强，业务数量也日益庞大。业务路由的深度规划，时隙资源的进一步划分，将会对传输网络的最佳利用，产生巨大的影响，业务路由、时隙资源规划将会同组网规划一样，成为传输建设的一个重要组成部分。

采用业务路由分析法，通过对业务、资源的深入分析，并根据网络自身特点及业务发展需求提出个性化的优化方案。分出若干条指向相应源、宿的路由（可以形象的将其比喻成大路），源、宿相同的（或源相邻、宿相同）的业务，分别配置到规划好的时隙上，这样，新增业务可以根据源宿指向，很方便地配置到相应路由上。同时，对于现有的业务故障也能够非常快速定位。比如：清理接入网时隙，将第2个AU4清空后用来承载IT业务，按每个站点30M分配，4个站占用1个AU4，汇聚到有波分的接入网传输设备上，该设备与骨干层2.5G设备相连，在网络骨干层采用高阶通道整体规划，对高阶通道的占用尽量按短路由规划并考虑通道利用的均衡，减小通道分配负荷的不平衡度，最后将业务汇聚各地信息分所。

4.3 网管优化

网管系统优化可分为2个方面：一是网管信息传送优化；另一个是网管系统职能优化。

目前网管信息传送依托传输系统本身的DCC通道进行。一般通过设备环境及网络结构优化后，网管信息应可在网络上进行透明传送。应避免网管信息在不同设备厂家间进行传送，确实需要时，应保证网管信息传送的可靠、透明性。

网管系统职能优化主要指对网管系统安全管理级别和权限划分，哈尔滨铁路局网管按二级管理、三级维护进行设置，对网管的管理范围、职责分工进行优化配置，设置1个一级网管，哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、佳木斯、海拉尔5个二级网管。一级网管负责原铁道部管理的、局管内的波分系统、2.5G传输系统。为了尽量减少跨网管电路的维护，二级网管比照信息分所的管界划分维护界面，负责接入网传输系统。充分发挥网管设备管理潜力，提高网络的可运营性、可控性。

考虑到通信网络规模不断扩大，结构日趋复杂，管控难度提高，网管系统应具备友好的人机界面，能够提供统一的、有效的管理维护系统。哈尔滨铁路局采用华为U2000网管，提供多个视图供运维人员查看业务配置情况及告警性能统计。

4.4 光缆线路优化

光缆线路优化要根据网络组成，考虑经济、工程等因素，以通路规划的思路，以业务为导向，进行纤芯线路优化，对不合理的纤芯熔接分配进行整改，使光缆线路提供更多的光纤通路。采用同路由异侧异敷设方式备份，对端头站通过和中国联通公司、中国移动通信集团公司置换纤芯互为备份等方式优化。

采用OTN建设骨干层，MSTP建设接入汇聚层的组网模式在哈尔滨铁路局传输网络的建设中，得到了很好的检验。

（1）OTN做骨干层，MSTP作为汇聚接入层的模式很好的兼顾了网络大容量的需求以及现网小颗粒业务的接入问题。很好的解决了现在与未来的困扰。

（2）OTN技术是网络发展的尖端主流技术，技术和产品的生命周期长，持续保持网络的先进性。

（3）小颗粒业务通过MSTP汇聚，可以通过OTN实现所有业务的环网保护，保障了业务的安全性。

（4）既有光纤线路有限，采用OTN技术，节省光纤资源，降低线路成本。

5 结束语

通过哈尔滨铁路局一年来的实践，传输网优化不仅可以保证各业务的开通，还可以提高网络的安全性，更可以为铁路的发展提供条件。通过优化使传输网的资源潜力得到充分发挥，整合现有的各方面优势，解决存在的问题，建设成网络结构更清晰、支持业务更丰富、运营维护更方便、电路生产更高效、设备环境更合理、扩容升级更平滑的传输网络。网络优化是一个循序渐进的过程，无法一蹴而就，在实践工作中应结合工程投资、分清主次、由易到难地进行网络优化，最后将传输网建设成为高速、安全、灵活的承载网络。