王 宏

鄭州鐵路局鄭州通信段，河南 鄭州 450052

鄭西高鐵通信系統(tǒng)包括傳輸系統(tǒng)、電話交換與接入系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)、專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、同步及時(shí)鐘分配系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、通信線路系統(tǒng)、車(chē)站段（所）綜合布線系統(tǒng)、通信電源及通信信號(hào)機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等13個(gè)子系統(tǒng)。為鄭西高鐵列車(chē)控制、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、旅客服務(wù)、經(jīng)營(yíng)管理、防災(zāi)安全監(jiān)控等業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，并為運(yùn)輸生產(chǎn)提供高質(zhì)量的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及圖像通信業(yè)務(wù)。

為了確保提供的各類(lèi)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)整體具備高可靠性、高可用性，通信系統(tǒng)采用了多重的保護(hù)措施。

1 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的保護(hù)

1.1 通信光纜的保護(hù)

在鄭西高鐵鐵路線的南北兩側(cè)分別敷設(shè)了1條32芯干線光纜，除了為通信系統(tǒng)中的傳輸設(shè)備提供不同物理路由的光纖通道外，還為信號(hào)RBC、TCC構(gòu)建了由兩條光纜中的光纖組成的雙層高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

在GSM-R無(wú)線系統(tǒng)中，隧道內(nèi)的光纖直放站也是分別通過(guò)鐵路線南北兩側(cè)的兩條光纜從上下行方向的基站獲取信號(hào)的。

這種雙光纜線路的設(shè)計(jì)，可以保證任何一條光纜中斷，都不會(huì)造成任何業(yè)務(wù)的中斷。

1.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)

鄭西高鐵傳輸網(wǎng)絡(luò)按骨干層、接入層兩層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。

骨干層為鏈型網(wǎng)絡(luò)，由鄭州調(diào)度所、鄭州通信站、滎陽(yáng)南、鞏義南、洛陽(yáng)龍門(mén)、澠池南、三門(mén)峽南、靈寶西、華山北等節(jié)點(diǎn)組成。骨干層傳輸系統(tǒng)分別使用兩條干線光纜中2根光纖，組成了1+1的保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，如圖1。

圖1 骨干層網(wǎng)絡(luò)示意圖

接入層按照區(qū)間組成環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，在每個(gè)區(qū)間內(nèi)接入通信基站、牽引供電及電力配電所、信號(hào)中繼站等節(jié)點(diǎn)。接入層傳輸系統(tǒng)按節(jié)點(diǎn)類(lèi)型的不同組成3個(gè)不同的傳輸環(huán)，分別使用兩條干線光纜中2根光纖，組成了二纖復(fù)用段保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。

1.3 GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋的保護(hù)

GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋是通過(guò)基站來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鄭西高鐵采用單網(wǎng)交織冗余覆蓋技術(shù)，任何一個(gè)基站的場(chǎng)強(qiáng)都能夠覆蓋到相鄰的兩個(gè)基站。這樣就可以保證單個(gè)基站發(fā)生故障時(shí)，全線的無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋電平仍然能夠達(dá)到系統(tǒng)規(guī)定的性能要求。

在隧道等弱場(chǎng)區(qū)域采用光纖直放站冗余覆蓋，每個(gè)光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)都接收兩端兩個(gè)基站內(nèi)的光纖直放站近端機(jī)的信號(hào)，按照“主、備、從”3種分類(lèi)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。同時(shí)每個(gè)遠(yuǎn)端機(jī)的信號(hào)能夠覆蓋到兩端相鄰的遠(yuǎn)端機(jī)，實(shí)現(xiàn)冗余覆蓋。

圖2 基站單網(wǎng)交織冗余覆蓋示意圖

圖3 直放站冗余覆蓋示意圖

2 通信系統(tǒng)內(nèi)部的保護(hù)

2.1 硬件配置

所有通信子系統(tǒng)主設(shè)備的主要板件全部按照1+1熱備份的方式配置，能夠保證各系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和不中斷業(yè)務(wù)的日常維護(hù)需要。

傳輸設(shè)備的2M接口板和以太網(wǎng)接口板首次采用了N+1的保護(hù)方式，即通過(guò)一塊備用接口板和一塊倒換板，實(shí)現(xiàn)對(duì)多塊在用接口板的保護(hù)。

2.2 組網(wǎng)方式

除了網(wǎng)絡(luò)支撐層面的傳輸網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)以外，各子系統(tǒng)在組網(wǎng)方式上還盡量完善了自身的保護(hù)能力。

調(diào)度通信系統(tǒng)（FAS）采用了異地冗災(zāi)方式的保護(hù)，即在鄭州和西安分別設(shè)置了一套主系統(tǒng)設(shè)備、分別作為對(duì)方的熱備主機(jī)，所有調(diào)度臺(tái)也同時(shí)接入這兩套主系統(tǒng)，任何一套設(shè)備故障都不影響調(diào)度通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)采用雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的保護(hù)，即匯聚和核心設(shè)備全部設(shè)置兩套，以網(wǎng)狀連接。沿線車(chē)站設(shè)備以鏈狀方式分別接入不同的匯聚層設(shè)備。

用于連接信號(hào)CTC、用于傳送調(diào)度命令和進(jìn)路預(yù)告的GRIS系統(tǒng)也采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主備兩套設(shè)備和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)運(yùn)行。

3 業(yè)務(wù)層面的保護(hù)

3.1 環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)保護(hù)

各專(zhuān)業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)都采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，任何一個(gè)點(diǎn)的中斷都不影響業(yè)務(wù)通道的暢通。采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主要業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)有：信號(hào)專(zhuān)業(yè)的RBC、TCC、CTC、微機(jī)監(jiān)測(cè)、道岔融雪；工務(wù)專(zhuān)業(yè)的防災(zāi)安全監(jiān)控；供電專(zhuān)業(yè)的牽引供電和電力SCADA；車(chē)務(wù)專(zhuān)業(yè)的客票、旅客服務(wù)等。

3.2 物理雙徑路保護(hù)

鄭西高鐵的通信系統(tǒng)是相對(duì)獨(dú)立的，為了實(shí)現(xiàn)主要業(yè)務(wù)的絕對(duì)安全，我們還利用既有線的鐵路國(guó)干傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不同物理路由、不同傳輸系統(tǒng)的保護(hù)。也就是將主用或常用通道納入鄭西高鐵通信系統(tǒng)中，將備用或迂回通道納入既有線的鐵路傳輸系統(tǒng)中。

3.3 劃分VLAN進(jìn)行保護(hù)

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名為"虛擬局域網(wǎng)"。按照業(yè)務(wù)類(lèi)別的不同，鄭西高鐵傳輸設(shè)備可以通過(guò)在以太網(wǎng)端口上劃分不同的VLAN，將每一類(lèi)業(yè)務(wù)分別組建成一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。

劃分VLAN的作用：一方面可以限制不同的業(yè)務(wù)之間的互通，實(shí)現(xiàn)各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)之間的隔離，確保業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的安全；另一方面可以降低廣播風(fēng)暴的影響，有效保障通道帶寬。

通過(guò)以上各種保護(hù)方式，鄭西高鐵的通信通道始終保持了安全暢通，確保了行車(chē)的安全。

[1]鐘章隊(duì)，李旭，等.鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

[2]鐘章隊(duì).鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM-R)應(yīng)用基礎(chǔ)理論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.