论文部分内容阅读
摘要：高速铁路传输网采用基于SDH的MSTP传输制式，并按骨干层、汇聚层、接入层三层网络结构进行组网。高速铁路或客运专线通信系统包括以下子系统：传输网子系统、GSM-R移动通信子系统、数据网子系统、视频监控子系统、动力环境监控子系统、数字调度子系统、可视会议子系统、应急救援子系统、时间同步NTP子系统、电话与接入子系统、综合网管子系统、通信线路子系统、综合布线子系统。通信线路子系统为传输网子系统提供光缆，实现MSTP的组网。传输网子系统又为数据网子系统、GSM-R移动通信子系统、动力环境监控子系统、数字调度子系统、应急救援子系统、接入网子系统、可视会议子系统、时间同步NTP子系统等提供传输通道。
关键词：MSTP 高速铁路 GSM-R通信系统
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：
1.高速铁路MSTP组网情况
高速铁路传输网采用基于SDH的MSTP传输制式，并按骨干层、汇聚层、接入层三层网络结构进行组网。骨干层采用STM-64 ADM设备组建多业务传输平台（MSTP），汇聚层采用STM-16 ADM设备组建多业务传输平台（MSTP），接入层采用STM-4 ADM（或STM-16ADM）设备组建多业务传输平台（MSTP）用来接入基站、电力、信号中继站的622Mbit/s接入层设备，并根据业务需要组成3个二纤复用段保护环或二纤单向通道保护环。目前已经开通的高速铁路线以及客运专线的传输网络一般采用如图1、图2所示的组网方式。
图1 高速铁路传输网络组网图a
图2 高速铁路线传输网络组网图b
1.1骨干层
图1中10G MSTP设备采用1+1复用段保护方式，构成传输网的骨干层。
1.2汇聚层
同样2.5G MSTP設备也采用1+1复用段保护方式，构成传输网的汇聚层。
1.3接入层
相邻大站之间为一个区间，如图1所示，大站的2.5G MSTP扩与区间的基站机房622M MSTP、电力机房622M MSTP以及信号中继站站点的622M MSTP都需要与两大站构成环网，形成3个2纤通道保护环，构成传输网接入层。图中列举了AB区间和DE区间，实际6大站之间有5个区间的站点的MSTP设备都需要实现与大站之间的组网。
同一站点10G设备与2.5G设备之间、2.5G设备与2.5G扩设备之间也采用1+1复用段保护组网方式，以实现对通道资源的灵活调度。
2.MSTP在高速铁路中接入业务汇总
根据目前开通的客专铁路和高速铁路网络建设模式，MSTP不仅为各通信子系统提供通道需求，还为铁路运输其它各专业提供通道需求。
2.1 MSTP为通信子系统提供传输通道
高速铁路或客运专线通信系统包括以下子系统：传输网子系统、GSM-R移动通信子系统、数据网子系统、视频监控子系统、动力环境监控子系统、数字调度子系统、可视会议子系统、应急救援子系统、时间同步NTP子系统、电话与接入子系统、综合网管子系统、通信线路子系统、综合布线子系统。通信线路子系统为传输网子系统提供光缆，实现MSTP的组网。传输网子系统又为数据网子系统、GSM-R移动通信子系统、动力环境监控子系统、数字调度子系统、应急救援子系统、接入网子系统、可视会议子系统、时间同步NTP子系统等提供传输通道。
2.1.1为GSM-R移动通信子系统提供通道需求
①MSTP为BTS至BSC之间互联提供2Mbit/s传输通道。如图3所示。
图3 BTS基站环
② MSTP为GSM-R移动交换机MSC与调度交换机FAS之间互联提供2Mbit/s 传输通道。
③ MSTP为GSM-R移动交换机MSC与无线闭塞中心（RBC）实现互联提供传输通道。
④ MSTP为GSM-R移动交换机MSC与程控交换机之间中继互联提供传输通道。
⑤ MSTP为接口服务器（GRIS）与铁路应用系统之间实现互联提供以太网通道。
2.1.2为数据网通信子系统提供通道需求
核心层路由器采用MSTP提供的GE光口连接，汇聚层与核心层路由器利用MSTP提供以太网POS通道实现互联，接入层节点路由器与汇聚层节点之间、接入层节点路由器之间通过MSTP系统提供的155Mb/s通道互连构成环形网。如图4所示。
图4 利用MSTP多业务传送平台提供数据网互联通道图
2.1.3 MSTP为数字调度通信子系统提供传输通道
数字调度系统实现行车调度员与司机、行车调度员与车站值班员之间的语音通信联络。主要通过局端FAS主系统和各车站FAS分系统实现环形组网，FAS主系统与GSM-R交换控制中心（MSC）以及汇接FAS系统实现互联，固定用户与移动用户之间的通信。如图5所示。
图5数字调度系统组网及互联图
2.1.4 MSTP为电话及接入系统提供通道需求
高速铁路沿线公务通信电话业务纳入既有铁路固定电话交换网，采用接入网方式解决沿线供电部门、信号部门、工务部门等部门对电话的需求。通过既有铁路电话交换网与当地公网的连接。如图6所示：OLT与ONU之间的互联以及OLT与程控交换机之间都需要经过MSTP网络提供2M通道接入，实现程控交换机通过OLT、ONU下挂自动电话、以及用户的延伸。同样车站的FAS分系统的音频调度用户也可以通过ONU设备实现调度电话的远距离延伸。
图6 电话交换与接入系统
2.1.5 MSTP为动力环境监控通信子系统提供传输通道
通信电源及环境监控系统实现对通信交、直流电源设备工作运行状况及通信、信号机房环境的监控。环境监控系统具备与综合视频监控系统、机房照明等系统联动功能。动环监控系统需要通过MSTP传送网和数据网共同承载。沿线各通信机房的动力环境监控设备通过MSTP设备提供以太网通道接入。
2.1.6 MSTP为应急救援通信子系统提供通道需求
应急救援指挥通信系统由应急中心设备、应急现场设备构成。在铁路出现突发性事件时，为应急救援指挥中心与应急救援现场之间以及应急救援现场内部提供话音、图像、数据等信息传输，可以实现应急救援指挥中心对应急救援现场的远程指挥。应急救援通信子系统网络组网由MSTP提供2*2M或更高带宽的以太网通道接入。
2.2.MSTP在高速铁路其它部门中的应用
MSTP还为电力部门、信号部门、工务部门、客服信息部门等各种业务提供通道接入。
2.2.1为信号部门提供通道需求
① MSTP为调度集中（CTC）系统组网提供2Mbit/s传输通道；
② MSTP为信号微机监测提供2Mbit/s传输通道；
③ MSTP为无线闭塞中心（RBC）与GSM-R MSC提供2Mbit/s传输通道；
④ MSTP为临时限速服务器（TSRS）与调度集中CTC组网提供2Mbit/s传输通道；
2.2.2为电力部门提供通道需求
MSTP为电力监视控制及数据采集系统（SCADA）提供以太网通道接入；
2.2.3为工务部门提供通道需求
①MSTP为防灾系统提供以太网通道接入；
②MSTP为道岔融雪系统提供以太网通道接入；
2.2.4为客服信息部门提供通道需求
①MSTP为客票售票系统提供2Mbit/s通道接入；
②MSTP为铁路办公网提供2Mbit/s通道接入；
③MSTP为铁路公安实名制售票系统2Mbit/s通道接入；
2.3 MSTP在高速区间接入点接入实例
基站与信号中继站合设节点作为一个接入点接入的业务内容包括基站、应急、动环、视频、自动电话、电力SCADA、信号专业的信号微机监测，同时为防灾报警预留。如图7所示。
图7 基站与信号中继站合设节点业务接入
3.结束语
随着高速铁路的不断发展，面对铁路各专业业务需求的多样化和复杂化，需要通信专业提供完善的、高可靠性的网络通道资源，给通信专业的传输网络提出了更高的要求，既要考虑传输网络组网的安全性，又要考虑传输网提供业务的多样性，MSTP在铁路通信中作为各业务网络的承载网，发挥着巨大的作用。
关键词：MSTP 高速铁路 GSM-R通信系统
中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：
1.高速铁路MSTP组网情况
高速铁路传输网采用基于SDH的MSTP传输制式，并按骨干层、汇聚层、接入层三层网络结构进行组网。骨干层采用STM-64 ADM设备组建多业务传输平台（MSTP），汇聚层采用STM-16 ADM设备组建多业务传输平台（MSTP），接入层采用STM-4 ADM（或STM-16ADM）设备组建多业务传输平台（MSTP）用来接入基站、电力、信号中继站的622Mbit/s接入层设备，并根据业务需要组成3个二纤复用段保护环或二纤单向通道保护环。目前已经开通的高速铁路线以及客运专线的传输网络一般采用如图1、图2所示的组网方式。
图1 高速铁路传输网络组网图a
图2 高速铁路线传输网络组网图b
1.1骨干层
图1中10G MSTP设备采用1+1复用段保护方式，构成传输网的骨干层。
1.2汇聚层
同样2.5G MSTP設备也采用1+1复用段保护方式，构成传输网的汇聚层。
1.3接入层
相邻大站之间为一个区间，如图1所示，大站的2.5G MSTP扩与区间的基站机房622M MSTP、电力机房622M MSTP以及信号中继站站点的622M MSTP都需要与两大站构成环网，形成3个2纤通道保护环，构成传输网接入层。图中列举了AB区间和DE区间，实际6大站之间有5个区间的站点的MSTP设备都需要实现与大站之间的组网。
同一站点10G设备与2.5G设备之间、2.5G设备与2.5G扩设备之间也采用1+1复用段保护组网方式，以实现对通道资源的灵活调度。
2.MSTP在高速铁路中接入业务汇总
根据目前开通的客专铁路和高速铁路网络建设模式，MSTP不仅为各通信子系统提供通道需求，还为铁路运输其它各专业提供通道需求。
2.1 MSTP为通信子系统提供传输通道
高速铁路或客运专线通信系统包括以下子系统：传输网子系统、GSM-R移动通信子系统、数据网子系统、视频监控子系统、动力环境监控子系统、数字调度子系统、可视会议子系统、应急救援子系统、时间同步NTP子系统、电话与接入子系统、综合网管子系统、通信线路子系统、综合布线子系统。通信线路子系统为传输网子系统提供光缆，实现MSTP的组网。传输网子系统又为数据网子系统、GSM-R移动通信子系统、动力环境监控子系统、数字调度子系统、应急救援子系统、接入网子系统、可视会议子系统、时间同步NTP子系统等提供传输通道。
2.1.1为GSM-R移动通信子系统提供通道需求
①MSTP为BTS至BSC之间互联提供2Mbit/s传输通道。如图3所示。
图3 BTS基站环
② MSTP为GSM-R移动交换机MSC与调度交换机FAS之间互联提供2Mbit/s 传输通道。
③ MSTP为GSM-R移动交换机MSC与无线闭塞中心（RBC）实现互联提供传输通道。
④ MSTP为GSM-R移动交换机MSC与程控交换机之间中继互联提供传输通道。
⑤ MSTP为接口服务器（GRIS）与铁路应用系统之间实现互联提供以太网通道。
2.1.2为数据网通信子系统提供通道需求
核心层路由器采用MSTP提供的GE光口连接，汇聚层与核心层路由器利用MSTP提供以太网POS通道实现互联，接入层节点路由器与汇聚层节点之间、接入层节点路由器之间通过MSTP系统提供的155Mb/s通道互连构成环形网。如图4所示。
图4 利用MSTP多业务传送平台提供数据网互联通道图
2.1.3 MSTP为数字调度通信子系统提供传输通道
数字调度系统实现行车调度员与司机、行车调度员与车站值班员之间的语音通信联络。主要通过局端FAS主系统和各车站FAS分系统实现环形组网，FAS主系统与GSM-R交换控制中心（MSC）以及汇接FAS系统实现互联，固定用户与移动用户之间的通信。如图5所示。
图5数字调度系统组网及互联图
2.1.4 MSTP为电话及接入系统提供通道需求
高速铁路沿线公务通信电话业务纳入既有铁路固定电话交换网，采用接入网方式解决沿线供电部门、信号部门、工务部门等部门对电话的需求。通过既有铁路电话交换网与当地公网的连接。如图6所示：OLT与ONU之间的互联以及OLT与程控交换机之间都需要经过MSTP网络提供2M通道接入，实现程控交换机通过OLT、ONU下挂自动电话、以及用户的延伸。同样车站的FAS分系统的音频调度用户也可以通过ONU设备实现调度电话的远距离延伸。
图6 电话交换与接入系统
2.1.5 MSTP为动力环境监控通信子系统提供传输通道
通信电源及环境监控系统实现对通信交、直流电源设备工作运行状况及通信、信号机房环境的监控。环境监控系统具备与综合视频监控系统、机房照明等系统联动功能。动环监控系统需要通过MSTP传送网和数据网共同承载。沿线各通信机房的动力环境监控设备通过MSTP设备提供以太网通道接入。
2.1.6 MSTP为应急救援通信子系统提供通道需求
应急救援指挥通信系统由应急中心设备、应急现场设备构成。在铁路出现突发性事件时，为应急救援指挥中心与应急救援现场之间以及应急救援现场内部提供话音、图像、数据等信息传输，可以实现应急救援指挥中心对应急救援现场的远程指挥。应急救援通信子系统网络组网由MSTP提供2*2M或更高带宽的以太网通道接入。
2.2.MSTP在高速铁路其它部门中的应用
MSTP还为电力部门、信号部门、工务部门、客服信息部门等各种业务提供通道接入。
2.2.1为信号部门提供通道需求
① MSTP为调度集中（CTC）系统组网提供2Mbit/s传输通道；
② MSTP为信号微机监测提供2Mbit/s传输通道；
③ MSTP为无线闭塞中心（RBC）与GSM-R MSC提供2Mbit/s传输通道；
④ MSTP为临时限速服务器（TSRS）与调度集中CTC组网提供2Mbit/s传输通道；
2.2.2为电力部门提供通道需求
MSTP为电力监视控制及数据采集系统（SCADA）提供以太网通道接入；
2.2.3为工务部门提供通道需求
①MSTP为防灾系统提供以太网通道接入；
②MSTP为道岔融雪系统提供以太网通道接入；
2.2.4为客服信息部门提供通道需求
①MSTP为客票售票系统提供2Mbit/s通道接入；
②MSTP为铁路办公网提供2Mbit/s通道接入；
③MSTP为铁路公安实名制售票系统2Mbit/s通道接入；
2.3 MSTP在高速区间接入点接入实例
基站与信号中继站合设节点作为一个接入点接入的业务内容包括基站、应急、动环、视频、自动电话、电力SCADA、信号专业的信号微机监测，同时为防灾报警预留。如图7所示。
图7 基站与信号中继站合设节点业务接入
3.结束语
随着高速铁路的不断发展，面对铁路各专业业务需求的多样化和复杂化，需要通信专业提供完善的、高可靠性的网络通道资源，给通信专业的传输网络提出了更高的要求，既要考虑传输网络组网的安全性，又要考虑传输网提供业务的多样性，MSTP在铁路通信中作为各业务网络的承载网，发挥着巨大的作用。