数据通信业务需求及特征范文

作者：冯敬然单位：铁道第三勘察设计院高级工程师

1客运专线通信传输业务需求

客运专线通信传输网,应为客运专线用户提供语音、数据、图像等多种媒体信息,满足各业务功能需要及其发展要求;应为铁路运营、生产、管理、过程控制和营销服务等计算机信息系统,提供准确、安全、可靠的数据信息传输与交换的网络。数据通信业务需求如表1所示。结合目前在建的京津城际、郑西、武广等客运专线项目的具体情况,客运专线传输业务应涵盖运输组织系统、运输数据采集、过程控制、生产监控信息系统、客货营销系统、经营管理系统,以及通信各子系统的各类信息传输。其具体的传输业务、接口类型、传输速率、信道方式可参考表1。其中客运专线不办理货运业务,传输通道应涵盖除货物运输管理系统(FTMS)、货物服务系统(FTSS)以外的传输业务。

2通信传输业务需求分析

客运专线通信传输网,需承载的业务种类有语音、视频、实时数据、非实时数据等;接口种类包括模拟语音、视频、数据等;信道方式有点到点、点到多点、多点对多点、共享环等;可靠性要求高,保护倒换时间要求严格。其中,以太网业务在传输系统承载的各种业务中占很大的比重,消耗了传输系统很高的带宽,而且随着技术的发展,以太网业务还将会不断增加。5铁路运输通信设计规范6(TB10006-2005/J451-2005)中也明确指出,铁路运输组织系统宜采用专用线路与数据通信网结合的传送方式;铁路运输数据采集、过程控制、生产监控信息系统宜采用专用线路传送;铁路客货营销、经营管理系统宜采用互联网(IP网)传送。由此可见,选择客运专线传输系统方案时,应重点考虑以太网业务的承载能力,选择具有良好数据承载能力的传输技术,或单独建设数据网来满足大量的以太网数据业务需求。

3客运专线数据通信业务实现方案

方案一全IP通信网络——千兆以太网(80213z)千兆以太网(80213z)是被广泛使用的计算机网络标准。随着数据业务的增加,语音、视频等业务的IP化,千兆以太网的应用范围不断增加。客运专线以太网全IP通信网络,应该由满足不同功能要求的、基于IP分组进行通信的应用层设备,承载传输IP分组的数据链路层,以及物理层网络组成。利用VoIP技术实现话音功能,利用软交换技术组建无线通信网络,利用IP全数字视频技术实现图像监控功能,其他非话业务均能利用IP技术实现。随着多数以太网设备对80211p(流量优先权控制)、80211q(VLAN标准)等协议的支持,以太网在提供业务分级和QoS保障方面有了很大的改善,同时可利用80211s(多生成树协议)、80211w(快速生成树协议)或工业以太网厂家的专用协议进行倒换保护。方案二多业务传输平台(MSTP)+IP数据网MSTP是为建立承载TDM电路、分组数据和信元的统一平台而发展起来的。基于传统TDM链路交换技术的MSTP,继承了SDH承载TDM语音业务和环网倒换保护的优势,使用虚级联技术、LCAS(链路容量调整机制)技术,解决了对ATM信元和IP分组业务的承载,大大提高了对数据业务的承载能力。MSTP与传统SDH一样也存在接口种类少的问题,但与接入设备、IP数据网络配合使用,MSTP完全能满足客运专线传输网络的功能要求。

其中,IP数据网络采用骨干汇聚层及接入层分层组建,结合各业务系统的带宽需求和联网要求,以及MSTP的承载能力,确定IP数据网骨干汇聚层及接入层设备的选型和联网通道容量。当客运专线站点少、需要数据传输的通道较少、信息交换也较少时,可不单独建设IP数据网络,只利用MSTP实现数据业务的传输。

方案三SDH传输及接入网+千兆以太网(80213z)考虑数据与语音业务的传输特性及实际业务需求,采用SDH传输及接入技术传送语音和低速数据,用千兆以太网(80213z)解决突发数据业务的传输需求,构建数据、语音相对独立的传输网络,优势互补,可更好地、更加针对性地满足客运专线通信传输需求。其中,数据业务按照传输系统不同,划分为多个VLAN,并按照IEEE80211p的规定对各种业务定义不同的QoS数据流分类。调度和远动等过程控制、生产监控、售检票等业务,可划分为设备控制类突发数据负载;电视监视、旅客信息业务,可划分为可计算恒定带宽的视频数据负载;运力资源管理、办公管理等业务,可划分为普通的数据负载,以提供不同的服务质量。

4综合比较

方案一基本能满足客运专线通信系统的功能要求,符合下一代通信网络的发展方向。但在铁路、高速公路、地铁轻轨等相关领域的具体实施上还没有工程建设实例,部分设备生产厂商少、价格高,系统集成难度较大,话音业务成熟性和可靠性差,故障倒换时间较长,管理维护难度大,目前还不能作为客运专线建设通信传输系统的整体推荐方案。方案二具有强大的路由处理能力,数据业务增加时扩展性较好,组网灵活,目前正在设计的客运专线均推荐采用此方案。

方案三原则上实现了话音与数据分网传输,业务针对性强,通道备用能力强,应该关注。由于MSTP传输以太网业务需对以太网帧进行封装、映射等,增加了开销字节,较工业千兆以太网传输效率低、时延大。此外,工业千兆以太网为满足工业控制的严格要求,在采用环状拓扑的情况下,其MAC层保护倒换时间小于500ms;而MSTP对以太网二层交换采用分层保护方式,物理层采用SDH提供的保护,保护时间小于50ms。总体上,工业千兆以太网在业务保护倒换时间上优于MSTP。总之,客运专线通信传输网应综合考虑多业务承载能力、接口种类、保护倒换时间、系统成熟性和可靠性等,兼顾经济性以及在国内相关领域的实施和系统运营维护成本等情况,确定最佳的实施方案。