第二章传输和接入网系统

第二章传输和接入网系统

铁路传输网是铁路各种语音数据和图像等通信信息的基础承载平台，接入网主要承载于传输网的接入层上，通过铁路通信接入网，可以将用户信息接入到相应的通信业务网络节点，并在传输网的支撑下，实现铁路通信的相应功能。

本章主要介绍了传输和接入网系统结构即各部分功能、系统维护项目等内容，同时引入接入网设备实例进行系统讲解。

第一节传输系统

铁路传输网是铁路各种语音、数据和图像等通信信息的基础承载平台，应满足铁路运输组织、客货营销和经营管理等通信的需要。

一、传输网结构

铁路传输网可分为三层结构，即骨干层、中继层和接入层。

铁路传输网骨干层主要承载铁道部到铁路局和铁路局之间的通信信息，中继层主要承载铁路局内较大通信站点之间的通信信息，接入层主要承载各铁路车站以及区间等站点的通信信息。

传输网系统示意图如图2-1所示。

二、传输制式

（一）PDH和SDH

通信中使用的时分多路复用传输网系统主要有两类，即准同步数字系列PDH(Plesiochronous Digital hierarchy)和同步数字系列SDH(Synchronous Digital hierarchy )。

1.PDH的缺点

（1）PDH只有地区性的数字信号速率和帧结构标准，不存在世界性标准。目前国际上通行的有三种数字信号速率等级系列，即欧洲系列、北美系列和日本系列，造成国际互通的困难。北美和日本采用1.544Mbit/s作为第一级速率（即第一次群）的PCM24路数字系列;欧洲和中国则采用2.048Mbit/s作为第一级速率的PCM30/32路数字系列。

（2）PDH没有世界性的标准光结构规范，各厂家各自采用自行开发的线路码型，给组网、管理和网络互通带来很大困难。

（3）PDH系统的复用结构除了几个低速等级的信号同步复接外，其他多数登记的采用异步复接，难以从高速信号中识别低速支路信号。

（4）PDH准同步复用帧结构中没有安排很多用于网络操作、管理和维护（OAM）的比特，因而无法对传输网实现分层管理和对通道的传输性能实现端到端的监控。

2.SDH的优点

（1）SDH的优点SDH可对网络节点接口（NMI）进行统一的规范，使得SDH 能实现横向兼容。

（2）SDH信号的基本模块是速率155.5220Mbit/s的同步传送模块（STM-1）,

更高速率的同步数字系列信号，如STM-4（622.080Mbit/s）、STM-16

（2488.320Mbit/s）、STM-64（9953.280Mbit/s）可通过简单地将STM-1信号进行字节间插入同步信号复接而成，大大简化了复接和分接，是SDH十分适合于高速大容量光纤通信系统，便于通信系统的扩容和升级换代。

（3）SDH信号的基本传送模块可以容纳现有的北美、日本和欧洲数字信号速率

等级系列。

（4）SDH采用同步复接方式和灵活的复用映射结构，可将高速信号一次直接分差出低速支路信号。

（5）SDH灵活的同步复用方式也使数字交叉连接(DXC)功能的实现大大简化。DXC的引入使得环形网络增强了自愈能力，便于根据用户的需要进行动态组网，利用各种新业务的接入。

（6）SDH帧结构中安排了丰富的开销比特，使网络的运行、维护和管理能力大大增强。

（7）SDH构成了世界性、统一性的NNI接口的基础。

（二）密集波分复用DWDM

波分复用目前分为DWDM和CWDM两种制式。

DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing），是密集型波分复用系统，利用单根光纤传输多个载波实现超大容量光传输。采用DWDM技术优越性在于，不仅能提高系统传输容量，而且不同种类、不同速率的信号在进行波分复用是不需要经接口变换就能一起传输。

CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing），是稀疏波分复用系统。他利用光复用器将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输。他们主要区别有两点：

（1）CWDM载波通道间距较宽，因此，同一根光纤上只能复用5~6个左右波长的光波，“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来。

（2）CWDM调制激光采用非冷却激光，而DWDM采用的冷却激光。冷却激光采用温度调谐，非冷却激光采用电子调谐。由于在一个很宽的波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很大，成本也高。

CWDM避开了这一难点因而大幅度降低了成本，整个CWDM系统成本

只有DWDM的30%

（三）多业务传输平台MSPT

MSPT（Multi Service Transfer Platform），全称为多业务传输平台，是新一代传输系统平台，它除了继承传统SDH设备传送功能之外，而且还可以术实现语音、数据、视频等业务的综合接入和汇聚。

铁路传输网骨干层和中继层传输系统目前主要采用DWDM+SDH/MSTP制式，接入层传输系统目前主要采用SDH/MSTP制式。

三、网络拓扑结构

传输网络的物理拓扑结构主要有五种，如图2-2所示。

1.线型

将通信网络中的所有点一一串联，而使首尾两点开放，这就形成了线型拓扑结构，有时也称为链型拓扑结构。这种拓扑结构的特点是期间所有点都具有完成连接的功能。这也是SDH早期应用的比较经济的网络拓扑结构。2.星型

星型拓扑结构即是通信中某一特殊点与其他各点直接相连，而其他各点间不能直接相连接的结构。在这种拓扑结构中，特殊点之外的两点通信一班应通过特殊点进行。这种网络拓扑结构形成的优点是可以将多个光纤终端综合成一个，并利用分配带宽来节约成本，但也存在着特殊点的安全保障问题和潜在瓶颈问题。

3.树型

所谓树型拓扑结构可以看成线性拓扑结构和星型拓扑结构的结合，即将通信的末端点连接到几个特殊点。这种拓扑结构可用于广播式业务，但它不利于提供双向通信业务，同时还存在瓶颈问题。

4.环型

环型的拓扑结构实际上就是将线型拓扑结构的首尾之间相互连接，即为环型拓扑结构。这种环型拓扑结构在SDH网中应用比较普遍，主要是因为它具有很强的生存性，在这当今网络设计、维护中尤为重要。

5.网孔型

当涉及通信的许多点直接互相连接时就形成了网孔型拓扑结构，若所有的点都彼此连接即成为理想的网孔型拓扑结构。这种拓扑结构为两点间通信提供多种可选路由，具有可靠性高、生存性强且不存在瓶颈问题和失效问题的优点，但结构复杂，成本也高。

从以上可看出，各种拓扑结构各有其优缺点。再做具体的选择时，应综合考虑网络的生存性，网络配置的容量，同时考虑网络结构应当适于新业务的引进等多种实际因素和具体情况。

铁路运输网目前主要采用环型网和线形网的拓扑结构。其中SDH环网应用最为广泛。SDH环网又称自愈网。自愈是指网络发生故障，例如：光纤中断时，无需人为干预，网络自动在极短时间内（ITU-T限定为50ms以内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到出了故障。自愈环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。

（1）按保护的业务级别可划分为通道保护环和复用段保护环两大段。

（2）按环上业务的方向可划分为单向环和双向环两大类。

（3）按网元节点光纤数可划分为双纤环和四纤环。

四、网络保护方式

从网络的物理拓扑来划分，网络拓扑结构