馮云龍

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 湖北武漢 430074）

0 引言

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，通信信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中都有應(yīng)用，人們對(duì)通信服務(wù)的要求也不斷提升，傳統(tǒng)鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需求，逐步顯現(xiàn)出一定的問(wèn)題。主要表現(xiàn)在通信系統(tǒng)間缺乏關(guān)聯(lián)性，固定帶寬應(yīng)對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)傳送時(shí)質(zhì)量較差且效率低，網(wǎng)絡(luò)故障頻發(fā)和響應(yīng)速度慢等，這些問(wèn)題極大地制約我國(guó)高鐵通信行業(yè)的發(fā)展。如果仍然利用傳統(tǒng)的方式對(duì)帶寬進(jìn)行改變，則需要改變業(yè)務(wù)類型或物理端口，甚至需要對(duì)通信電路進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，造成通信的長(zhǎng)時(shí)間中斷或進(jìn)行設(shè)備終端的更換。以上問(wèn)題極大地影響了我國(guó)鐵路通信的質(zhì)量，不滿足目前鐵路專用通信網(wǎng)絡(luò)的需求，因此對(duì)于鐵路專用網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，需要重新構(gòu)建專用數(shù)據(jù)網(wǎng)和改變組網(wǎng)方式。

1 鐵路專用數(shù)據(jù)網(wǎng)的組網(wǎng)方式

（1）IP over ATM組網(wǎng)方式。該種方法屬于異步傳輸模式，具體來(lái)說(shuō)就是在鐵路一等車站的通信室中安裝交換設(shè)備，因?yàn)殍F路二等、三等車站或線路不具備的通信的基本條件，所以這種組網(wǎng)的方式并不符合實(shí)際情況，存在一定的缺點(diǎn)。

（2）TP over Optical組網(wǎng)方式。該種組網(wǎng)方式是通過(guò)光纖直連的方法建設(shè)鐵路專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，該方法對(duì)于光纖資源較為豐富的地區(qū)較為適用。對(duì)于新建的鐵路客運(yùn)專線通常都具備豐富的光纖資源，但對(duì)于部分光纖資源不足的線路則無(wú)法使用該組網(wǎng)方式。

（3）MSTP組網(wǎng)方式。該種方式的基礎(chǔ)是MSTP設(shè)備，對(duì)于新建的鐵路客運(yùn)專線都具備相關(guān)設(shè)備，該方式對(duì)于組建專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)較為適合。但是對(duì)于既有線路來(lái)說(shuō)，其缺乏MSTP設(shè)備則不適用該方式，但隨著高鐵建設(shè)的不斷加快，該種組網(wǎng)方式會(huì)廣泛采用。

（4）互聯(lián)網(wǎng)VPM組網(wǎng)方式。這種組網(wǎng)方式具有較多的優(yōu)點(diǎn)：門檻低、成本低和便利性強(qiáng)，適合廣泛的采用。但是該種方式從安全角度分析，存在一定的問(wèn)題，隨著人們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)的加深，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信任卻不斷降低，因此該種組網(wǎng)方式對(duì)于辦公網(wǎng)絡(luò)及場(chǎng)所較為適用，對(duì)于安全性需求較高的場(chǎng)所并不適用。

（5）IP over SDH組網(wǎng)方式。對(duì)于全路一等或以上的車站來(lái)說(shuō)，其具備了較為豐富的資源，包括E1STM-1STM-4等。該種組網(wǎng)方式基本可以對(duì)二等、三等車站及線路進(jìn)行覆蓋。同時(shí)，鐵路中間車站支持E1通道。考慮該種方式的安全性，由于SDH傳輸網(wǎng)具有較強(qiáng)的自愈保護(hù)功能，因此人們較為信任。

通過(guò)以上對(duì)鐵路專用數(shù)據(jù)網(wǎng)不同組網(wǎng)方式的介紹，在組建鐵路專用數(shù)據(jù)網(wǎng)時(shí)通常會(huì)選擇IPoverSDH方式，并利用多種方式一同組成鐵路數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)。

2 數(shù)據(jù)網(wǎng)承載業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)

（1）路由器屬于三層IP設(shè)備，可以對(duì)不同子網(wǎng)進(jìn)行隔離，為了有效避免環(huán)路對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不利影響，也可以對(duì)不同子網(wǎng)的環(huán)路進(jìn)行隔離，從而避免各子網(wǎng)間相互影響。同時(shí)，交換機(jī)可以設(shè)置VLAN來(lái)劃分不同的業(yè)務(wù)，為每個(gè)業(yè)務(wù)設(shè)置一個(gè)VLAN，使其進(jìn)行二層隔離。

（2）帶寬的復(fù)用。多種業(yè)務(wù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)的每條鏈路來(lái)承載。各業(yè)務(wù)可以按照自身流量情況利用實(shí)時(shí)帶寬，不用為每項(xiàng)業(yè)務(wù)都分配固定的帶寬，從而極大地提高了帶寬的利用率。

（3）完全隔離不同業(yè)務(wù)，重復(fù)利用地址空間。數(shù)據(jù)網(wǎng)對(duì)業(yè)務(wù)的隔離可以應(yīng)用BGP／MPLS VPN三層技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使不同業(yè)務(wù)間不能互訪。VPN地址空間不同，其是相對(duì)獨(dú)立的，因此該地址空間可以重復(fù)的利用，從而避免本地地址出現(xiàn)沖突。

（4）QoS機(jī)制完善，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)的管理和控制，監(jiān)控流量和限速。如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)堵塞問(wèn)題，QoS還可以避免重要業(yè)務(wù)量延遲情況，確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定。

3 數(shù)據(jù)網(wǎng)接入、匯聚、核心組網(wǎng)方式分析

3.1 組網(wǎng)方式一

接入層的各站點(diǎn)采取單臺(tái)設(shè)備互聯(lián)的方式。各車站利用鏈組成閉合環(huán)，匯聚與核心之間互聯(lián)方式為口字型，其組網(wǎng)特點(diǎn)：①由于接入層采用單臺(tái)設(shè)備，出現(xiàn)單點(diǎn)故障。當(dāng)站點(diǎn)出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，則該站點(diǎn)的全部接入業(yè)務(wù)都受到影響。②鐵通專用數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)采取SDH層承載，有助于組網(wǎng)融合。③匯聚、核心兩個(gè)層次不存在單點(diǎn)故障。

3.2 組網(wǎng)方式二

接入層的各站點(diǎn)存在兩臺(tái)設(shè)備，各業(yè)務(wù)可接入到不同的設(shè)備上，每個(gè)站點(diǎn)兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)，匯聚與核心層互聯(lián)方式為口字型，其組網(wǎng)特點(diǎn)：①兩臺(tái)設(shè)備組網(wǎng)，可以有效保護(hù)設(shè)備和鏈路等，各站點(diǎn)互不影響。②該組網(wǎng)方式由于需在各站點(diǎn)與匯聚之間建立SDH通道用來(lái)承載數(shù)據(jù)，因此占用SDH層時(shí)隙較多。③成本高。

3.3 組網(wǎng)方式三

接入層各站點(diǎn)存在兩臺(tái)設(shè)備，各業(yè)務(wù)可接入到不同的設(shè)備上，所有接入設(shè)備通過(guò)鏈型互聯(lián)最終在匯聚層形成閉合環(huán)，匯聚層與核心層互聯(lián)方式為口字型，其組網(wǎng)特點(diǎn)：①雖然兩臺(tái)設(shè)備組網(wǎng)，可以有效保護(hù)設(shè)備和鏈路等，但站點(diǎn)間存在影響。②可以適應(yīng)在SDH上進(jìn)行承載，同SDH組網(wǎng)相統(tǒng)一。③可靠性低。

4 系統(tǒng)接入調(diào)試方案

以漢十高鐵項(xiàng)目為例，武漢局漢十線新建數(shù)據(jù)網(wǎng)全線287個(gè)接入站點(diǎn)。其中車站SR6608路由器22臺(tái)，車站S7503E交換機(jī)22臺(tái)，基站S5560交換機(jī)243臺(tái)；漢十線此次數(shù)據(jù)網(wǎng)接入設(shè)備涉及數(shù)量較多，規(guī)模較大，原既定基站交換機(jī)、車站交換機(jī)、車站路由器設(shè)備組網(wǎng)全部以AR（接入）層次納入現(xiàn)網(wǎng)，現(xiàn)就存在兩種接入方案進(jìn)行分析如下：

4.1 方案一（見(jiàn)圖1）

圖1

組網(wǎng)規(guī)劃：①數(shù)據(jù)網(wǎng)采用IS-IS路由協(xié)議作為IGP路由協(xié)議，匯聚路由器、車站路由器交換機(jī)、基站交換機(jī)設(shè)備“路由級(jí)別為L(zhǎng)evel-2”。②此次數(shù)據(jù)網(wǎng)新設(shè)SR6608、S7503E、S5560均為接入層AR設(shè)備，接入設(shè)備與既有DR匯聚孝感東，新增DR匯聚東津共同建立二級(jí)反射器。

優(yōu)缺分析：①此種架構(gòu)全網(wǎng)設(shè)備均為level-2核心區(qū)域設(shè)備，所有接入側(cè)設(shè)備將學(xué)習(xí)到全網(wǎng)IS-IS路由條目，而維護(hù)龐大路由表。②接入側(cè)單鏈路中斷將會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)路由刷新，如出現(xiàn)多點(diǎn)單鏈路故障會(huì)造成路由震蕩。上述兩點(diǎn)都會(huì)大幅度占用設(shè)備內(nèi)存及CPU性能，且不便于后期維護(hù)。

4.2 方案二（見(jiàn)圖2）

圖2

組網(wǎng)規(guī)劃：①本次數(shù)據(jù)網(wǎng)采用IS-IS路由協(xié)議作為IGP路由協(xié)議，使用分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)規(guī)劃數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。②匯聚設(shè)備孝感東AR6616-X、東津SR6616路由器設(shè)備“路由級(jí)別全為L(zhǎng)evel1-2”。③接入設(shè)備：車站路由器SR6608、車站交換機(jī)S7503E、基站交換機(jī)S5560設(shè)備“路由級(jí)別全為L(zhǎng)evel-1”。④此次數(shù)據(jù)網(wǎng)新設(shè)接入設(shè)備，與既有匯聚孝感東，新增匯聚東津共同建立二級(jí)反射器。⑤接入設(shè)備全部以AR層級(jí)存于現(xiàn)網(wǎng)，全部配置ISIS、BGP、MPLS、VPN等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)及系統(tǒng)接入，具體配置要求按照鐵總369號(hào)文規(guī)定執(zhí)行。

優(yōu)缺分析：①此種架構(gòu)大大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)更加扁平化，便于后期管理維護(hù)。②接入側(cè)全部使用level-1此種架構(gòu)可避免基站交換機(jī)學(xué)習(xí)到全網(wǎng)路由，而維護(hù)龐大路由表問(wèn)題，且基站交換機(jī)單鏈路故障不會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)路由刷新震蕩，此架構(gòu)可大幅度降低設(shè)備性能使用情況。③接入設(shè)備與既有匯聚孝感東，新增匯聚東津共同建立二級(jí)反射器。此架構(gòu)可減少IBGP對(duì)等體數(shù)目，降低設(shè)備網(wǎng)絡(luò)資源和CPU資源。

4.3 方案對(duì)比拓?fù)渥儎?dòng)

方案二與方案一對(duì)比架構(gòu)需變動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如：既孝感東AR-云夢(mèng)東AR互聯(lián)斷開、云夢(mèng)東AR-孝感東DR互聯(lián)、基站交換機(jī)-車站路由器互聯(lián)。

（1）既有孝感東AR-云夢(mèng)東AR互聯(lián)斷開原因：既有孝感東AR設(shè)備為leve-2級(jí)別，云夢(mèng)東AR設(shè)備為leve-1級(jí)別，不可直接對(duì)接。故而提議將既孝感東AR-云夢(mèng)東AR互聯(lián)斷開，換做云夢(mèng)東AR-孝感東DR互聯(lián)。

（2）基站交換機(jī)-車站交換機(jī)互聯(lián)斷開原因：現(xiàn)目前規(guī)劃為所有業(yè)務(wù)全部通過(guò)車站交換機(jī)、基站交換機(jī)接入數(shù)據(jù)網(wǎng)，極大浪費(fèi)了AR路由器的資源，通信段要求所有車站業(yè)務(wù)系統(tǒng)均接入路由器。故而提議將基站交換機(jī)—車站交換機(jī)互聯(lián)斷開，改為基站交換機(jī)-車站路由器互聯(lián)。

（3）通信段提議此變動(dòng)后車站7503交換機(jī)，將作為AR路由器擴(kuò)展設(shè)備使用。

5 結(jié)束語(yǔ)

高速鐵路通信系統(tǒng)是鐵路的重要基礎(chǔ)設(shè)施，目的是保障鐵路的高效穩(wěn)定運(yùn)行。高速鐵路專用數(shù)據(jù)網(wǎng)是通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信的平臺(tái)，負(fù)責(zé)將各類信息進(jìn)行傳送和交換，因此需要保障其安全性。對(duì)于數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)組網(wǎng)方式和安裝調(diào)試方案需要我們不斷學(xué)習(xí)和探究，為高速鐵路的順利開通運(yùn)營(yíng)及通信安全暢通打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。