OTN 技术在铁路通信网络中的应用

王 言 中铁上海设计院集团有限公司

1 铁路通信网的现状

1.1 铁路通信网络构成

铁路通信网络是铁路的神经系统，为铁路系统各级部门、各类人员之间提供数据的采集、传输、交换、处理和控制的综合性沟通桥梁。铁路通信网为运输生产和经营管理提供稳定、可靠、畅通的语音、数据和图像通信业务，其网络结构也必须保证安全、可靠、灵活且高效，铁路通信网络主要由基础网络、铁路移动通信网络及铁路通信业务网络构成。

（1）基础网主要由通信光电缆线路、传输网和数据通信网构成。铁路数据通信网主要包括骨干层、汇聚层和接入层三层网络结构，包括骨干网络和区域网络，为铁路局、调度所、维修中心、各站段等业务系统提供IP 数据通道。

（2）铁路移动通信网主要包括GSMR 系统和列车无线调度系统，现在GSM-R移动通信技术已经被广泛应用于高速铁路和新建客运专线中，是今后铁路无线通信的发展趋势，而列车无线调度系统多应用在一般铁路线。

（3）铁路通信业务网主要由电话交换系统、数字调度通信系统、综合视频监控系统、会议电视系统和应急通信系统等。电话交换系统可满足铁路沿线及各级部门各专业的自动电话、音频及低速数据通道要求，并为其它多媒体业务发展预留条件。综合视频监控、会议电视系统也广泛应用于当今铁路系统，可以便捷的召开各级单位之间的远程会议，并便捷的实现实时远程视频监督、采集信息等功能，为及时获取信息提供了基础。应急通信系统应保证当事故发生后迅速建立铁路总公司—调度中心—综合维修段—事故现场的通信，为运营管理机构各级领导提供话音、数据和图像服务。应急通信系统由应急中心接入设备、应急传输通道和应急通信现场设备组成。

1.2 铁路通信网存在的问题分析

（1）铁路通信线路及设备的老旧问题

由于铁路的光缆建设时间长，随着年限的增加，缆线也在老旧，不仅如此，在后期的改建、大修、迁改施工中也不可避免的需要进行多次割接，对线路存在一定的损伤。传输设备长期使用，年限久远，甚至部分老设备厂家已停产，需要更新换代。

（2）日益增长的新业务需求

铁路通信网是随着铁路的建立而构建的，时间较长，随着铁路交通在中国的迅速发展，特别是近几年高速铁路的迅猛发展，越来越多的新线路在建设，老线路也在扩建、改建。与此同时，铁路通信网络承载的业务也更加的多元化，各种新增业务的传输需求也使得通信网资源日益紧缺，必须要对现如今的通信网设备加快升级改造，通信技术更新优化，才能满足日益增长的数据承载要求，以更好的适应新业务持续发展需求。

2 OTN 技术介绍

2.1 OTN 技术概述

OTN 是光传送网 (Optical Transport Network)的简称，是指在光域内实现业务信号的传送、复用、交换、监控，并保证其性能要求和生存性的新型传送网络。OTN 是基于SGH 和WDM 基础上延伸发展成熟起来的，把SDH 维护管理开销能力应用到DWDM 系统中去，不仅拥有了SDH 的安全、调度优势，还兼顾了WDM 传输容量大和传输距离远的特点，成为了目前传输网发展的重要方向。OTN 技术能够有效解决传统传输网在无波长或者子波长等业务方面的保护效果差、调度能力弱以及组网能力差等问题，该技术对于通信网络技术的发展具有十分重要意义，可以实现铁路通信网络改造的目的。

2.2 OTN 的优点

结合了SDN 和WDM 两方面技术优势的OTN 技术自其提出就受到了广泛关注，具有多种客户信号封装与透明传输、大颗粒调度与保护恢复能力、更好的性能与故障检测能力等优点，可以提供大容量的传输通道、低的时延抖动并且具备完善的OAM 能力，强大的升级扩容潜力也可以大幅度节省光纤资源。对于大容量、长传输距离、大承载颗粒及高可靠性等高需求的铁路骨干网而言，结合了光域、电域处理优势的OTN 技术在通信网络中就具备了很好的适用性。

3 OTN 技术在铁路通信网络中的应用

3.1 OTN 网络架构的设置

OTN 在铁路通信设计应用中，主要采用骨干层、汇聚层及接入层的网络架构组网。

（1）骨干层

在铁路传输网络的骨干层是整个传送网的核心所在，是在骨干层传输网中选出重要节点，构建核心全光网络，该层解决调度问题，为整个组网提供全面可靠的支撑保护，主要是负责传递铁路局、各公司等主要单位之间的信息、业务。

（2）汇聚层

在铁路传输网络的汇聚层可采用环网结构，为汇聚层节点业务提供保护，条件不够的情况下，也可采用环型与线型结合等方式进行组网。汇聚层主要负责传送铁路局内部节点之间的信息业务，同时还完成对获取的信息的汇聚功能。

（3）接入层

在铁路传输网络的接入层可采用环型或者线型拓扑结构，接入层实现单位各种业务的同时接入，并为其提供接口，实现铁路内部信息业务的传递。

3.2 OTN 技术在铁路通信中的应用

在铁路大发展的背景下，面对传统通信网络承载压力大不能满足新兴业务的现状，OTN 技术的出现与应用使得通信网的改造出现了转机。OTN 技术的运用可以有效的解决传统骨干传送网灵活性差、不易互通等问题，目前，OTN 技术主要应用在骨干传送网，它具备大颗粒带宽复用交叉和配置、业务透明传输、良好的管理功能、有效的故障检测和自我保护能力，同时也具备了丰富的组网能力，主要承载了铁路系统中大颗粒业务、客票业务、货运电子业务、综合视频监控、铁路数据网汇聚层及以上互联业务等运输生产业务。随着铁路信息化不断的发展与进步，ONT 技术在铁路通信网中的使用会更加的广泛。OTN 技术的广泛应用对承载大颗粒通信业务、智能化调度、进一步提高铁路业务信息传输效率等方面将起到非常重要的作用，更加适合新业务的开发，满足可持续发展的需求。

3 结束语

随着铁路行业的飞速发展，传统的铁路通信网络已经很难承载当前的发展需求，通过在铁路通信网改造中应用OTN 技术，可以将铁路通信网络所承载的各类业务信息系统形成有效保护，新技术的应用对于提高现代铁路运输通信传输能力、提高通信传输质量及传输安全性具有重要意义。