京沪穗骨干传输网上海局建设方案研究
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摘 要：由于我国铁路建设的大发展，对京沪穗环波分系统的可用带宽提出了更高要求。本文对现有及新增业务进行分析，对OTN网络结构、保护方案、波道分配以及既有业务迁移等方案进行了研究，特别针对上海局建设方案进行了分析，并满足今后铁路发展对骨干传输网带宽的需求建设。
关键词：业务分析、OTN、MSTP
中图分类号：TU2 文献标识码： A
一、概述
京沪穗环波分系统包括京沪穗环一（北电设备）及京沪穗环二（中兴设备）波分系统，京沪穗环二（中兴设备）资产和管理保留在铁通公司，本文除特指外，均指的为京沪穗环一波分系统。京沪穗环波分系统地跨京、沪、穗等14个大城市，覆盖铁道部，以及北京局、郑州局、武汉局、济南局、上海局、南昌局、广铁集团7个铁路局，连接东部、南部经济发达城市。以北京、上海p广州三点为中心，沿铁路线组成铁路骨干网络。
京沪穗环波分系统构建了一个环型网络（40波*10G系统），是全路五大波分传送网的核心网络之一，在网运营时间达9年；提供了铁路干线传输大通道、骨干互联网crnet、公司及企业租用业务等。
二、业务分析
1、现有京沪穗波分系统的业务统计
现有京沪穗波分系统承载的铁路业务主要为铁道部至各个路局、相邻或相关铁路局之间、跨铁路局转接业务以及局内站点之间长途电路等提供承载服务，如：干线调度通信、TDCS/CTC运营调度系统、TMIS运输管理信息、PMIS票务信息、公安信息、电视联网、综合视频监控等业务。大部分业务通道需求为2M颗粒。
2、新增业务分析
1、铁路IP数据通信业务
铁路IP数据通信系统为铁路运输组织、客货营销、经营管理领域的信息应用系统、GSM-R的数据应用、会议电视和综合视频监控等通信应用系统提供网络承载平台。各个大区节点间设备的互联链路的带宽根据网络流量设置，满足网络近期需求，并预留50%余量。
2、传统TDM时分复用业务
传统TDM时分复用业务主要包括数字调度通信系统、GSM-R网络、TDCS、CTC、SCADA、微机监测、票务、TMIS等业务。上述业务与铁路的行车安全、资金安全密切相关，因此对传送网的要求主要体现在实时性、可靠性要求上，而相对对带宽需求要求较低，一般均为2M颗粒。
3、传输系统迂回保护电路
随着高速铁路和客运专线等快速铁路网的飞速建设，作为配套通信网建设的重要内容，铁路光传输系统也同步按照层次化结构进行建设，骨干汇聚层一般采用1+1链型复用段保护，系统容量不小于2.5G SDH系统；接入层一般采用SDH自愈保护环，系统容量不少于1×2.5G。
4、客专调度所间互联
目前有铁道部调度中心及六大客专调度所（北京、武汉、广州、上海、西安、成都）；其中铁道部调度中心、北京、武汉、广州、上海四个客专调度所在京沪穗范围内。根据相关调度所工程的测算，每个客专调度所及铁道部调度中心间用于所间互联的出口带宽总需求将达到约20320M。（这个带宽需求应该包括了上述1和2两类业务带宽）
三、技术体制的比选
京沪穗环光传送网络建设推荐采用基于DWDM技术的OTN设备，逐步引入OTN。从技术本质上而言，OTN技术是对已有的SDH和WDM的传统优势进行了更为有效的继承和组合，同时扩展了与业务传送需求相适应的组网功能，而从设备类型上来看，OTN设备相当于SDH和WDM设备融合为一种设备，同时拓展了原有设备类型的优势功能。因此，OTN具有多厂家支持、接口丰富、有较大的颗粒度等，更适合骨干传输网络；而且，目前主流厂家的波分系统在线路侧已基本上采用了OTN结构，均已支持符合G.709标准的OTN接口，都属于OTN终端复用设备。根据铁路建设的进程和规划部署骨干OTN网络，利用大容量OTN交叉设备，实现大颗粒波长通道业务的快速开通，提高业务响应速度和调度能力，既符合通信网络发展的趋势，又能满足铁路通信网络的特点。同时建议在新建的OTN网络预留加载ASON智能控制平面的能力，为下一步光传送网络全面智能化打下基础。
四、技术方案及设备选型
1、OTN网络结构
OADM节点设置在铁路总公司和7个路局所在地及各路局业务汇聚点、铁路交汇点、枢纽节点的位置。
OLA设备一般设置在机房、电源、维护环境等条件较好的机房，普速铁路设置在沿线的既有通信站内，新建客运专线及客货共线铁路一般设置在沿线的车站内，光放段距离一般按80km左右考虑，最长不大于120km。
2、OTN系统类型的选择
本次工程选择40波系统，采用10G非相干和100G相干混合网络。
路局及铁路总公司节点的OADM设备要求支持单子架6.4T或以上电交叉容量；局内设有骨干层SDH及环切点所在地的OADM设备要求支持单子架3.2T或以上电交叉容量；其余局内站点要求支持单子架1.6T或以上电交叉容量；业务槽位按不小于30%预留。
初期开通20波，配置2波100G（路局及总公司8节点间双平面）用于承载数据网业务；配置8波10G用于承载骨干层SDH业务；配置2波10G用于承载SDH维护倒接波道；预留8波10G，其中4波在沿线各相邻OADM节点均上下波道，另4波仅在路局及总公司16个节点间上下波道。
3、OTN系统保护方案
本次将同时采用两种保护方式，以提高京沪穗骨干光传送网的可靠性。
1）设备级保护
网元级保护：在铁路总公司、铁路局所在地的机房内设置两个OADM设备，通过业务规划来实现网元级保护。对承载于OTN系统上的IP数据网业务及MSTP的业务，为防止路局及总公司所在地单台OADM节点失效导致本地业务中断，均采用网元级保护。
板件级保护：所有OTN网元均采用板件级保护，关键板件（如主控板、交叉板、电源板等）采用1+1热备。
2）网络级保护
光层保护：利用同一铁路的两条光缆作光线路OLP 1+1保护，在光传输段双发选收，实现相邻站点间的光纤保护，对相邻站点间的光纤进行保护。所有节点均配置OLP单板，光缆条件具备的区段，初期开通OLP保护；对于部分光缆存在大衰耗点、两条光缆同径路敷设及衰耗极限（若开通OLP保护，需增加拉曼放大器）的区段，初期不开通OLP保护，须预留加装OLP所需光功率、光信噪比等条件，具备开通条件时再启用OLP 1+1保护。
电层保护：对于OTN系统上的MSTP的业务，利用MSTP自身的保护机制进行保护，本次对MSTP业务波道不作ODUk SNCP保护。对OTN系统上的承载的IP业务波道采用ODUk SNCP保护。
光层保护与电层保护的关系：OTN系统同时启用光层光缆OLP保护及电层ODUk SNCP保护，光层保护倒换时间快，在系统网管设置时，电层保护需要设置一定的时延。
4、波道分配
1）MSTP系统组网波道
中国铁路总公司和七个铁路局间的SDH业务约为10G的带宽，为了保证部局间业务的可靠传送，利用OTN提供的四个波道分别构建两个SDH 10Gb/s四纤双向复用段保护环（A、B双平面）。中国铁路总公司两个节点的SDH设备分别承载在两个环上，路局的2个SDH节点分别承载在两个环上，且两个环尽量利用不同维度方向的波道构成。A、B双平面 10G四纤双向复用段保护环。相邻路局之间组建4个四纤双向复用段保护环。
2）IP数据网组网波道
初期在路局及总公司所在地8个节点间，开通双波100G系统，用于承载IP数据网业务。双平面尽量利用不同维度的波道组成，波道占用第1波及第2波。其中IP-1平面为：总公司调度中心-郑州通信站-武汉调度所-广州调度所-南昌调度所-上海客专调度所-济南调度所-北京客专调度所客专机房-总公司调度中心，IP-2平面为：通信中心-北京客专调度所普速机房-郑州东-武汉-南昌通信站-广州南-虹桥-济南西-通信中心。IP数据业务同时考虑网元级保护及ODUK SNCP保护。
3）其他
在承载部局间TDM业务节点及环切点间预留2个维修倒接用波道。
对于沿线各条铁路的骨干中继SDH系统保护波道、相邻OTN环的保护穿透波道以仅作统一预留，不作具体分配预留8波10G，其中4波在沿线各相邻OADM节点均上下波道，另4波仅在路局及总公司16个节点间上下波道。
5、既有业务的迁移
对于需迁移至本工程新建骨干网上的业务，根据京沪穗既有设备与京沪穗新设设备的相对位置关系，相应的迁移方案如下：
位置关系 既有业务迁移方案
同城同地 利用新设SDH设备同地割接
同城异地 利用既有枢纽SDH环设备割接
新无老有 利用沿线既有SDH系统割接至邻近OADM站点
五、上海局管内建设改造方案
1、传输骨干网OTN系统
（一）OTN节点设置
在上海客专调度所、虹桥北辅楼、南京南、南京通信站、徐州东、合肥、杭州通信站、杭州东、宁波东、温州南、金华西站设置OADM设备，在宿州东、蚌埠南、定远、滁州、镇江南、常州北、苏州北、昆山南、苏州城际站、常州城际站、镇江城际站、全椒、巢北、六安、天堂寨、嘉兴南、绍兴北、余姚北、宁海、台州、雁荡山、松江、嘉兴、苍南、诸暨、衢州、萧县北、砀山南、阜阳、三堂集、亳州设置OLA设备。
（二）网管
本次在上海、杭州、南京、合肥、温州高铁车间分别新设1套网管复示终端，仅做告警监测。
2、骨干层MSTP系统
（一）节点设置及组网
根据骨干层MSTP节点设置原则及组网方案，上海局管内MSTP STM-64 ADM节点设置如表Ⅱ-2-2：
表Ⅱ-2-2：上海局管内MSTP STM-64 ADM节点设置表
序号 节点位置 数量 备注
1 上海客专调度所 3
2 虹桥北辅楼 3
3 徐州东 2
4 南京南、南京通信站、合肥、杭州通信站、杭州东、 1
（二） MSTP网管及同步
1）网管
本次在上海、杭州、南京、合肥、温州高铁车间分别新设1套网管复示终端，完成对管内 MSTP设备的告警监测。
2）同步
频率同步采用主从同步方式，SDH A、B双平面大环上海局管内新增MSTP节点设备利用北京通信技术中心PRC提取主用时钟同步信号，利用广铁集团东山通信站PRC提取备用时钟同步信号；SDH区域环上海局管内新增MSTP节点设备利用北京通信技术中心PRC提取主用时钟同步信号，自相邻路局LPR/PRC处提取备用时钟同步信号。
（三）光缆
为沟通京沪穗骨干光传送网与既有通信网，本次在杭州通信站至杭州东之间新设48芯光缆2条。
由于宁波至宁波东区间甬台温铁路既有2根20芯光缆已被甬台温铁路、杭甬客专铁路使用，剩余光纤不满足本工程使用。本次在宁波至宁波东之间新设36芯光缆2条。
由于上海通信站至上海客专调度所目前本工程利用上海枢纽既有96芯光缆，本缆为铁路与上海铁通分公司合用，上海枢纽传输环网、路局局干传输网均利用本缆组建。为了便于今后维护以及产权分开，本次沿既有线从上海站至上海客专调度所，利用既有枢纽内管道新增子管，并在新设子管内敷设48芯管道光缆一条，部分芯线与铁通光缆进行置换。置换后达到枢纽内双物理径路保护，以及产权分开的目的。
3、机房、电源及接地
（一）机房
本工程新增设备利用京沪高铁、沪昆线、沪杭高铁、沪宁城际、合宁线、合武线、杭甬客专、沿海铁路、郑徐客专、京九铁路等通信机房安装。
新增设备机柜按每套OADM设备2个机架、SDH设备1个机架、OADM配套ODF一个机架、SDH配套DDF一个机架、OLA设备一个机架考虑。
（二）电源及接地
本工程新增设备采用-48V电源供电，利用京沪高铁、沪昆线、沪杭高铁、沪宁城际、合宁线、合武线、杭甬客专、沿海铁路、郑徐客专、京九铁路等沿线车站通信机房电源设备。新增设备功耗暂按OADM设备4000W/套、12路63A空开；OLA设备300W、2路16A空开；SDH设备1000W/端、2路32A空开考虑。
六、结束语
京沪穗骨干传输网建设不仅可以提供京沪穗范围内足够的系统容量，满足铁路各部门的业务需求，改善既有网络的现状。京沪穗光传送网建成后不但可以承载京沪穗范围内的各种业务，还可以为客专等新建通信网络等提供不同系统保护，使全路通信网络可靠性更高，有效的保证铁路的通信畅通。