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摘要：随着经济的发展，通信技术也在不断的发展。在铁路通信中，随着不断发展和应用通信技术，使其朝着智能化、高速化、集成化以及稳定化的方向发展。本文根据现在网络通信技术的优势为前提，着重阐述了铁路通信网络平台的发展，并根据实际应用对光纤技术的应用进行分析，以供参考。
关键词：铁路，GSM-R，网络，探讨
中图分类号： F530 文献标识码： A
引言
根据国家发展要求，到2015年全国铁路将达到16万公里的营运里程，这对于目前的铁路交通发展而言，是一个非常艰难的考验。想要如此规模的铁路运输网能够正常、安全的运作，就一定要选择一种先进的通信技术，而GSM-R通信技术正好契合这个要求。为了实现铁路运输的高效运行目标，实现铁路列车实时化调度和自动化控制系统的传输，在通信技术方面的探讨，尤为重要。
GSM-R技术是由目前的GSM(Global System of Mobile，全球移动通信系统)技术体系在全球广泛使用发展而来，因此GSM-R网络对GSM网络是相互兼容的。GSM-R网络设备基本上都是在GSM网络的基础上加以改进，以支持新的功能特性，相对于GSM技术体系，GSM-R系统除具有GSM系统的全部功能和全部网元设备外，又增加了新的功能特性，以适应铁路专用移动通信系统的需求。
一、GSM-R网络现状
这些年来，随着GSM-R网络迅速扩大，我国铁路交通以及高铁客运的迅速发展，目前高速铁路专用通信系统中GSM-R已经成为主流的通信技术。目前，中国铁路GSM-R整体网络架构已经形成。
（一）电路域互联现状
根据图1，目前电路域的互联现状为:北京、武汉间核心平面互联；西安/广州/南昌节点与双平面节点间的双归属互联；全路共用设备SCP，HLR的地理冗余互联。
图1电路域互联完成后网络结构图
（二）电路域的路由组织方案
单节点(包括核心平面节点)访问SCP，通过路由实施和组织，采用了不同的路由组织方案在HLR共用设备，但对地理冗余备份功能都完备地实现，电路域的路由组织方案，特别是共用设备的路由组织方案，是实现访问共用设备路由保护冗余备份以及单节点业务冗余备份控制的关键技术环节。
二、GSM-R在铁路中的运用
近年来，一组调度集整合信息传输以及企业移动，移动通信的列车控制网络的扩大和加速平台，工信部急需建立，其中提出了新的要求，铁路移动通信系统。GSM-R系统可以上述要求满足，它能够通过在各级通过GSM-R系统，建立覆盖到铁路工作人员，形成现代化的调度，指挥，控制，通信，工具，全路范围的移动通信系统所有范围的信息共享，并为社会各界人士提供各种客货运输和铁路服务的信息。基于GSM-R系统的优势，在选择TETRA和GSM-R系统中，最终选择GSM-R系统的决定。信息产业2003年9月22日，批准了930-934MHz下行，上行885-889MHz频段的GSM-R系统。
在我国这个决定标志这我国正式对GSM-R进行发展，从那时开始，我国所有新建的运输线中，均采用先进的GSM-R通信技术，根据我国铁路应用的特点，GSM-R在铁路业务中应用的范围如图2所示。
图2 GSM-R承载的铁路业务
三、GSM-R网络存在的问题及解决建议
目前的GSM-R网络，由于我国通常所使用的方式为一边建设一边运行的方式，无法避免地有一定的问题存在，这些问题在很多方面都可以体现。
（一）传统MSC不能满足STP核心节点的冗余要求
目前既有的STP北京、武汉双节点，采用了传统的MSC设备构成，其设备本身具备一定的冗余能力，但根据经验，仍存在部分设备失效导致整个MSC设备宕机的可能；由于某地电源的问题，可能导致整个MSC设备均会受到影响；同一房间内的MSC设备，可能会受到环境等共同的问题而难以正常运行；另外，传统MSC地理上不可能分开，与其他网络的连接在本端实际上还是单MSC节点的连接。这些对于传统的MSC来说都是无法克服的。
解决建议:3GPP的R4版本中，随着移动通信技术的发展，具有颠覆性对核心网的改造，其承载与控制相分离的技术理念，导致MSC的功能出现了细分，分成了承载设备(如MGW)和控制设备(如MSCSERVER)两大类，已经标准化两类设备间的接口。这就对设备的冗余度要求更高的铁路专用通信的要求恰如其分的适合。可以将北京、武汉两MSC根据上述分析，降级为路局级MSC端局使用，下挂无线网络，另将全路其他所有交换机双上行到新核心网中，新建R4核心网作STP/SRP/SSP。由于交换网的路由组织可以灵活运用，可以采用其他节点交换机与新核心网对接调试业务正常后，再断开旧STP连接的方法，使得网络改造对既有业务的影响几乎为0，能够满足网络平滑演进的要求。
（二）雙核心节点承担的角色过于复杂
北京、武汉两核心节点MSC，目前的功能包括了如下几个方面:
1)信令转接点STP，与共用设备相连；2)信令中继点SRP，提供GT层路由转接分析功能；3)提供与智能网的业务交互，智能业务点SSP；4)网关交换机GMSC，提供与固网的关口；5)中继汇接局TMSC，汇接全路局间呼叫；6)移动交换端局，下挂多个无线网络。
可见北京、武汉两MSC的功能十分复杂，不仅作为信令转接点、关口局、长途汇接局，还兼作端局，下挂了部分线路的无线网络。根据网络发展的扁平化、层次化规律看，上述功能将两MSC的功能定位变得比较模糊。当某节点出现问题时，相关业务另一节点固然可以接管，充当中继节点，但故障节点作为一个端局的功能无可替代，下挂的无线网络将无法正常使用。因此，可以预见，如果遇到类似情况，甚至正常的停机要点，其影响范围不仅极大，而且具体的影响情况也相当复杂，与其对应功能并不完全相符。
解决建议:作为核心网络节点，对北京、武汉两核心网络节点为标准STP/SRP节点应明确定义，也可以兼具在网络规模较小的情况下，长途汇接局TMSC的功能，但不应在上述网元设备中让端局、关口局等功能体现。因此，作为特殊节点，北京、武汉两地应抛弃GMSC关口局和端局的功能，突出其全路共用设备信令核心双平面转接点的功能，这样就使得网络更加明晰，对网内故障的排查和定位将更加简便直观。
四、未来我国通信技术的发展
在20世纪80年代，在铁路运输的集群通信系统已被广泛应用，具有较高的组网灵活性，利用系统的功能，这使得访客在很大程度的质量保障，乘务人员通信工程的通信通道，铁路通信基本能满足铁路集群系统的需求。虽然铁路通信集群通信系统的需求已经基本满足，但它不能达到实时跟踪列车定位，因此，重塑和重新建立在铁路部门铁路交通网络的先进的行动，来改善和优化通信系统在我国的现代铁路，诸如第三代移动通信系统和移动蜂窝通信技术被广泛使用。能够与公用网达成统一的目的，并且在铁路通信网络中未来能够与公用网相互融合。不论是在列车的运行过程中，还是在具有铁路网覆盖的区域，用户都可以通过GSM-R进行信息的交流，如电话联络和接入Internet，进行宽带的图像传输，数据通信等。而对这一要求的满足，集群移动通信系统不能达到这一要求，现行的CDMA技术和GSM-R也已经远远不够。从目前的发展来看，只有对CDMA技术继续开发新一代，才可以与未来铁路的发展速度相适应。因此，铁路通信网的无线接入部分今后的发展方向也必须是形成具有铁路通信特有要求的公用无线通信接入网，朝着新一代CDMA的方向发展。
结束语
总而言之，将网络管理和设备维护分离，建立GSM-R网络的集中式网管的管理思路，具有相当的必要性。集中式的网管系统，可以统一各个网元设备上的配置，不会出现网络数据不一致造成的令人费解的网络问题；专注于设备维护的技术人员可以更加关注设备本身的条理性，专注于设备内部与设备间的各种硬件关系，与网管的分工明确可以更加准确地配合网管人员执行各种应急倒代措施等。
参考文献
[1]王邠.铁路通信技术[M].北京:中国铁道出版社，2008．
2]郭潼.浅谈我国铁路通信信号发展趋势[J].科学之友,2011(22)
关键词：铁路，GSM-R，网络，探讨
中图分类号： F530 文献标识码： A
引言
根据国家发展要求，到2015年全国铁路将达到16万公里的营运里程，这对于目前的铁路交通发展而言，是一个非常艰难的考验。想要如此规模的铁路运输网能够正常、安全的运作，就一定要选择一种先进的通信技术，而GSM-R通信技术正好契合这个要求。为了实现铁路运输的高效运行目标，实现铁路列车实时化调度和自动化控制系统的传输，在通信技术方面的探讨，尤为重要。
GSM-R技术是由目前的GSM(Global System of Mobile，全球移动通信系统)技术体系在全球广泛使用发展而来，因此GSM-R网络对GSM网络是相互兼容的。GSM-R网络设备基本上都是在GSM网络的基础上加以改进，以支持新的功能特性，相对于GSM技术体系，GSM-R系统除具有GSM系统的全部功能和全部网元设备外，又增加了新的功能特性，以适应铁路专用移动通信系统的需求。
一、GSM-R网络现状
这些年来，随着GSM-R网络迅速扩大，我国铁路交通以及高铁客运的迅速发展，目前高速铁路专用通信系统中GSM-R已经成为主流的通信技术。目前，中国铁路GSM-R整体网络架构已经形成。
（一）电路域互联现状
根据图1，目前电路域的互联现状为:北京、武汉间核心平面互联；西安/广州/南昌节点与双平面节点间的双归属互联；全路共用设备SCP，HLR的地理冗余互联。
图1电路域互联完成后网络结构图
（二）电路域的路由组织方案
单节点(包括核心平面节点)访问SCP，通过路由实施和组织，采用了不同的路由组织方案在HLR共用设备，但对地理冗余备份功能都完备地实现，电路域的路由组织方案，特别是共用设备的路由组织方案，是实现访问共用设备路由保护冗余备份以及单节点业务冗余备份控制的关键技术环节。
二、GSM-R在铁路中的运用
近年来，一组调度集整合信息传输以及企业移动，移动通信的列车控制网络的扩大和加速平台，工信部急需建立，其中提出了新的要求，铁路移动通信系统。GSM-R系统可以上述要求满足，它能够通过在各级通过GSM-R系统，建立覆盖到铁路工作人员，形成现代化的调度，指挥，控制，通信，工具，全路范围的移动通信系统所有范围的信息共享，并为社会各界人士提供各种客货运输和铁路服务的信息。基于GSM-R系统的优势，在选择TETRA和GSM-R系统中，最终选择GSM-R系统的决定。信息产业2003年9月22日，批准了930-934MHz下行，上行885-889MHz频段的GSM-R系统。
在我国这个决定标志这我国正式对GSM-R进行发展，从那时开始，我国所有新建的运输线中，均采用先进的GSM-R通信技术，根据我国铁路应用的特点，GSM-R在铁路业务中应用的范围如图2所示。
图2 GSM-R承载的铁路业务
三、GSM-R网络存在的问题及解决建议
目前的GSM-R网络，由于我国通常所使用的方式为一边建设一边运行的方式，无法避免地有一定的问题存在，这些问题在很多方面都可以体现。
（一）传统MSC不能满足STP核心节点的冗余要求
目前既有的STP北京、武汉双节点，采用了传统的MSC设备构成，其设备本身具备一定的冗余能力，但根据经验，仍存在部分设备失效导致整个MSC设备宕机的可能；由于某地电源的问题，可能导致整个MSC设备均会受到影响；同一房间内的MSC设备，可能会受到环境等共同的问题而难以正常运行；另外，传统MSC地理上不可能分开，与其他网络的连接在本端实际上还是单MSC节点的连接。这些对于传统的MSC来说都是无法克服的。
解决建议:3GPP的R4版本中，随着移动通信技术的发展，具有颠覆性对核心网的改造，其承载与控制相分离的技术理念，导致MSC的功能出现了细分，分成了承载设备(如MGW)和控制设备(如MSCSERVER)两大类，已经标准化两类设备间的接口。这就对设备的冗余度要求更高的铁路专用通信的要求恰如其分的适合。可以将北京、武汉两MSC根据上述分析，降级为路局级MSC端局使用，下挂无线网络，另将全路其他所有交换机双上行到新核心网中，新建R4核心网作STP/SRP/SSP。由于交换网的路由组织可以灵活运用，可以采用其他节点交换机与新核心网对接调试业务正常后，再断开旧STP连接的方法，使得网络改造对既有业务的影响几乎为0，能够满足网络平滑演进的要求。
（二）雙核心节点承担的角色过于复杂
北京、武汉两核心节点MSC，目前的功能包括了如下几个方面:
1)信令转接点STP，与共用设备相连；2)信令中继点SRP，提供GT层路由转接分析功能；3)提供与智能网的业务交互，智能业务点SSP；4)网关交换机GMSC，提供与固网的关口；5)中继汇接局TMSC，汇接全路局间呼叫；6)移动交换端局，下挂多个无线网络。
可见北京、武汉两MSC的功能十分复杂，不仅作为信令转接点、关口局、长途汇接局，还兼作端局，下挂了部分线路的无线网络。根据网络发展的扁平化、层次化规律看，上述功能将两MSC的功能定位变得比较模糊。当某节点出现问题时，相关业务另一节点固然可以接管，充当中继节点，但故障节点作为一个端局的功能无可替代，下挂的无线网络将无法正常使用。因此，可以预见，如果遇到类似情况，甚至正常的停机要点，其影响范围不仅极大，而且具体的影响情况也相当复杂，与其对应功能并不完全相符。
解决建议:作为核心网络节点，对北京、武汉两核心网络节点为标准STP/SRP节点应明确定义，也可以兼具在网络规模较小的情况下，长途汇接局TMSC的功能，但不应在上述网元设备中让端局、关口局等功能体现。因此，作为特殊节点，北京、武汉两地应抛弃GMSC关口局和端局的功能，突出其全路共用设备信令核心双平面转接点的功能，这样就使得网络更加明晰，对网内故障的排查和定位将更加简便直观。
四、未来我国通信技术的发展
在20世纪80年代，在铁路运输的集群通信系统已被广泛应用，具有较高的组网灵活性，利用系统的功能，这使得访客在很大程度的质量保障，乘务人员通信工程的通信通道，铁路通信基本能满足铁路集群系统的需求。虽然铁路通信集群通信系统的需求已经基本满足，但它不能达到实时跟踪列车定位，因此，重塑和重新建立在铁路部门铁路交通网络的先进的行动，来改善和优化通信系统在我国的现代铁路，诸如第三代移动通信系统和移动蜂窝通信技术被广泛使用。能够与公用网达成统一的目的，并且在铁路通信网络中未来能够与公用网相互融合。不论是在列车的运行过程中，还是在具有铁路网覆盖的区域，用户都可以通过GSM-R进行信息的交流，如电话联络和接入Internet，进行宽带的图像传输，数据通信等。而对这一要求的满足，集群移动通信系统不能达到这一要求，现行的CDMA技术和GSM-R也已经远远不够。从目前的发展来看，只有对CDMA技术继续开发新一代，才可以与未来铁路的发展速度相适应。因此，铁路通信网的无线接入部分今后的发展方向也必须是形成具有铁路通信特有要求的公用无线通信接入网，朝着新一代CDMA的方向发展。
结束语
总而言之，将网络管理和设备维护分离，建立GSM-R网络的集中式网管的管理思路，具有相当的必要性。集中式的网管系统，可以统一各个网元设备上的配置，不会出现网络数据不一致造成的令人费解的网络问题；专注于设备维护的技术人员可以更加关注设备本身的条理性，专注于设备内部与设备间的各种硬件关系，与网管的分工明确可以更加准确地配合网管人员执行各种应急倒代措施等。
参考文献
[1]王邠.铁路通信技术[M].北京:中国铁道出版社，2008．
2]郭潼.浅谈我国铁路通信信号发展趋势[J].科学之友,2011(22)