鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)的研究

尹蘭芝

摘 要：近年來，我國(guó)鐵路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展迅速，在方便公眾出行、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的工作上做出了巨大的貢獻(xiàn)。目前，我國(guó)鐵路行業(yè)具有運(yùn)輸量大、安全要求高等特征，在此情形下，應(yīng)當(dāng)盡快完善改進(jìn)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)實(shí)要求。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)理論知識(shí)，在本文中研究了鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)方案，供有關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：鐵路；通信數(shù)據(jù)網(wǎng)；獨(dú)立組網(wǎng)

中圖分類號(hào)： U285.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）27-138-2

0 引言

傳統(tǒng)的鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)依托于SDH設(shè)備，在過去，這類通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)揮了一定的作用，尤其是對(duì)客運(yùn)專線的鐵路運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生了積極的影響。隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的不斷前行，SDH設(shè)備的缺陷逐漸顯現(xiàn)，總體上看，SDH設(shè)備存在的短板包括容量有限、適應(yīng)性相對(duì)較差等?，F(xiàn)階段，具備獨(dú)立組網(wǎng)特征的通信數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)逐漸走進(jìn)了人們的視野，強(qiáng)大的適應(yīng)性與數(shù)據(jù)聯(lián)通能力使其成了鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)的熱門之選。

1 鐵路通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)類型及組網(wǎng)關(guān)系

1.1 普速與高速鐵路傳輸設(shè)備容量研究

鑒于車站接入層集中了大量的業(yè)務(wù)，因此有必要重點(diǎn)分析車站接入層傳輸設(shè)備。結(jié)合相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)可知，國(guó)內(nèi)客運(yùn)專線車站接入層以ADM設(shè)備居多，傳輸速率通常在2.5Gb/s左右。相關(guān)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接入層傳輸系統(tǒng)初期通道利用率做出了規(guī)定，明確要求通道利用率需小于60%。

1.2 傳統(tǒng)的鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)方式

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)方案中，車站接入層傳輸設(shè)備與接入層通過GE接口相連。系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸工作采用了光纖環(huán)，數(shù)據(jù)集中在各個(gè)車站的路由器之中。通過分析，不難發(fā)現(xiàn)該組網(wǎng)模式的優(yōu)勢(shì)，在于幾乎不占用干線光纖資源，而組網(wǎng)方式也存在著較大的弊端，弊端在于傳輸設(shè)備的任務(wù)量過大，可以看到，SDH設(shè)備的帶寬相對(duì)有限，因此傳統(tǒng)鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式面臨著帶寬資源緊張的尷尬局面。

除此之外，傳統(tǒng)的鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式中，許多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同使用一個(gè)傳輸設(shè)備，在此情形下，數(shù)據(jù)網(wǎng)中一個(gè)SDH設(shè)備的損壞將造成系統(tǒng)的癱瘓，直接導(dǎo)致鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)的中斷，從而埋下安全隱患并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。

1.3 通信帶寬需求與通信業(yè)務(wù)類型

在過去，各類通信類型帶寬一般不大于10Mb/s，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通信帶寬的速率有了大幅的提升，鐵路運(yùn)輸功能豐富化程度不斷上升，綜合型的帶寬業(yè)務(wù)數(shù)量與日俱增。就目前狀況而言，我國(guó)鐵路監(jiān)控工程發(fā)展迅速，有代表性的鐵路沿線中安設(shè)了大量的攝像頭，流向監(jiān)控業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量持續(xù)增長(zhǎng)。

2 獨(dú)立的鐵路數(shù)據(jù)組網(wǎng)

2.1 組網(wǎng)方式

獨(dú)立的鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)是較為先進(jìn)的一類組網(wǎng)方式，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)有所差異的是，獨(dú)立的數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)擺脫了對(duì)SDH設(shè)備的依賴。獨(dú)立組網(wǎng)模式中，骨干層的OTN設(shè)備發(fā)揮了核心作用。獨(dú)立數(shù)據(jù)組網(wǎng)不需要使用SDH設(shè)備，與SDH設(shè)備共用光纖與帶寬的方案具有明顯的缺陷，因此獨(dú)立的數(shù)據(jù)組網(wǎng)模式不再使用技術(shù)方案。目前，干線光纖直接互聯(lián)技術(shù)是獨(dú)立組網(wǎng)模式的核心技術(shù)，該技術(shù)賦予了數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)嶄新的活力。

獨(dú)立組網(wǎng)方案中，技術(shù)人員需要在車站設(shè)置大量的路由器，我們將其定義為接入層路由器，接入層路由器與其他車站接入層路由器的連接通過光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立組網(wǎng)模式中，區(qū)間信號(hào)的牽引變電所、中繼站、基站中設(shè)有三層交換機(jī)，車站內(nèi)部也設(shè)有三層交換機(jī)，交換機(jī)與交換機(jī)的互聯(lián)通過干線光纖實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)上傳的基礎(chǔ)為車站接入層路由器與FE/GE接口的互聯(lián)。就目前狀況而言，我國(guó)各省鐵路干線正逐漸引進(jìn)獨(dú)立接入層數(shù)據(jù)組網(wǎng)模式，從而顯著地提升了通信數(shù)據(jù)傳輸工作的質(zhì)量以及效率[2]。

2.2 新舊傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)的對(duì)比

①可靠性?？煽啃允敲枋鰯?shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)性能的重要因素，強(qiáng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的工作必須引起技術(shù)部門的高度重視。上文提及，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)過于依賴SDH設(shè)備，數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備連接方式存在著一定的缺陷，在此情形下，數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)任何一個(gè)SDH設(shè)備發(fā)生故障，則數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)將即時(shí)中斷。獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)相較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)而言，可靠性得到了大幅度的提升。獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式中，系統(tǒng)擺脫了對(duì)SDH設(shè)備的依賴，所以不存在SDH設(shè)備受損而影響數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的情況。需要特別指出的是，獨(dú)立組網(wǎng)模式中，數(shù)據(jù)網(wǎng)還可以對(duì)SDH 設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)，SDH設(shè)備也能在一定程度上提升SDH設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性。②帶寬利用。應(yīng)當(dāng)看到，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)存在著數(shù)據(jù)傳送速率不佳的缺點(diǎn)，主要是因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸速率受到SDH設(shè)備速率等級(jí)的限制，而由于技術(shù)因素的影響，SDH設(shè)備速率等級(jí)較難實(shí)現(xiàn)大幅度的提升，所以傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力往往無法滿足現(xiàn)實(shí)需要。獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了傳輸網(wǎng)與數(shù)據(jù)網(wǎng)的隔離，不同的業(yè)務(wù)由不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)負(fù)責(zé)[3]。在業(yè)務(wù)分離模式下，傳輸網(wǎng)的工作壓力被大幅縮小，傳輸網(wǎng)的大顆粒業(yè)務(wù)強(qiáng)度幾乎為零，諸如車輛5T業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)等大顆粒業(yè)務(wù)由系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)單獨(dú)承載。獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)中，傳輸設(shè)備存在的帶寬瓶頸不再影響數(shù)據(jù)網(wǎng)的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)網(wǎng)的運(yùn)行能力得到了有效的強(qiáng)化。③業(yè)務(wù)種類。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式中，數(shù)據(jù)網(wǎng)與傳輸網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸工作較為混亂，具有混同傳輸?shù)奶卣?，業(yè)務(wù)顆粒大小與業(yè)務(wù)類型也相對(duì)雜亂。在獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式中，工作人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)顆粒大小、業(yè)務(wù)類型的有效分類，從而使得數(shù)據(jù)網(wǎng)與傳輸網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳遞工作更加的有序高效。在獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式中，傳輸專網(wǎng)負(fù)責(zé)承載信號(hào)傳遞、自動(dòng)電話以及防火減災(zāi)等業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)網(wǎng)在安保、網(wǎng)絡(luò)管理等方面的工作上發(fā)揮了顯著的作用。④光纖利用。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)方式對(duì)SDH設(shè)備的依賴性較強(qiáng)，對(duì)干線光纖資源的占用幾乎為零。而獨(dú)立數(shù)據(jù)網(wǎng)組網(wǎng)模式對(duì)SDH設(shè)備的依賴性較小，需要占用干線光纖資源。經(jīng)驗(yàn)表明，不同組網(wǎng)方式下的獨(dú)立數(shù)據(jù)組網(wǎng)占用的干線光纖資源比例有所差異。就目前狀況而言，客專鐵路的兩側(cè)均鋪設(shè)了一定數(shù)量的干線光纜，通常情況下，芯數(shù)為48或者36，從這個(gè)角度來看，干線光纖空余量相對(duì)較多。

3 如何提升鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)系統(tǒng)的研究水平

3.1 提升技術(shù)人員的綜合素質(zhì)

無論是何種工作，在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用的因素是“人才”，鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)系統(tǒng)研究工作也不例外。通過調(diào)查走訪，發(fā)現(xiàn)部分研究人員的綜合素質(zhì)相對(duì)較低，表現(xiàn)為理論知識(shí)儲(chǔ)備不足、專業(yè)技能不過關(guān)等。因此，鐵路部門應(yīng)當(dāng)采取有效措施以提升技術(shù)人員的綜合素質(zhì)，辦法如下：

①積極引進(jìn)高素質(zhì)人才。鐵路部門應(yīng)當(dāng)與相關(guān)高校展開合作，從而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)專業(yè)對(duì)口、能力出眾的技術(shù)人才。高校應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)專業(yè)的師資配備與硬件教學(xué)水平，從而吸引更多學(xué)生就讀該專業(yè)[4]。②強(qiáng)化現(xiàn)有技術(shù)隊(duì)伍的綜合素質(zhì)。鐵路部門可以通過定期舉辦行業(yè)專家講座以及組織專業(yè)技能培訓(xùn)活動(dòng)等形式來擴(kuò)充技術(shù)人員的理論知識(shí)儲(chǔ)備、強(qiáng)化其專業(yè)技能，從而使其更加適應(yīng)新時(shí)期鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)工作的要求。

3.2 加大對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)研究工作的投入

數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)研究工作需要大量的資金，因此政府要加大對(duì)該方面研究工作的資金與技術(shù)投入，為研發(fā)部門提供相應(yīng)的技術(shù)支持與政策性優(yōu)惠。研究人員需要充分了解我國(guó)鐵路運(yùn)輸基本概況，不斷地借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)研究經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)不斷完善現(xiàn)有組網(wǎng)技術(shù)的目的。

4 結(jié)語

新的發(fā)展形勢(shì)下做好鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)研究工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，為此，廣大技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)、善于總結(jié)借鑒優(yōu)秀的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際工作中秉持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木瘢瑥亩龠M(jìn)我國(guó)鐵路事業(yè)的長(zhǎng)足進(jìn)步。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王玉強(qiáng).OTN設(shè)備GE和10GE業(yè)務(wù)互聯(lián)互通的研究[J].鐵道通信信號(hào)，2014（12）.

[2] 岳銘凱.鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)及建設(shè)方案研究[J].鐵道通信信號(hào)，2015（08）.

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[4] 王開鋒，蔣韻，王祖元，付嵩.壓縮算法在GSM-R分組域數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2015（10）.