铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计ppt课件.ppt
铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第一章、铁路光传送网的现状 第二章、业务发展需求 第三章、全路光传送网结构 第四章、全路骨干层传输系统规划 第五章、骨干层传输系统1、4号环设计方案 第六章、汇聚层传输系统规划 第七章、汇聚层传输系统设计示例,目录,目前，骨干层传输网容量和带宽都不能满足新增业务需要，除2006年建成的西北环外，其它环网设备老化，不支持网络扩展。汇聚（骨干）层传输网不完整，难以形成能力，部分接入层传输系统配置和可靠性不能满足需要，部分铁路区段、铁路地区和站场通信光缆资源匮乏。现有铁路传输网络整体能力、规模、安全可靠性等不能满足当前的实际需要，已经没有发展空间。客运专线数据网、铁通划转数据网、铁路计算机网相互独立，网络资源、传输通道资源、维护资源不能共享，制约了全程全网信息系统的组网和信息资源的综合利用。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第一章 铁路光传送网的现状,新一代客票系统、货运电子商务和运输企业管理信息化各系统的组网，对铁路传输网和数据通信网的带宽、服务质量、接入能力的要求急剧增加。预计近期铁道部至铁路局间需要带宽总量约10Gb/s，铁路局之间、铁路局至站段间的带宽约3-5Gb/s，每个车站、段、所接入的各类业务总带宽约155-300Mb/s，铁路沿线区间、车站内、工区班组等场所将部署大量的信息采集、汇聚点，业务接入需要带宽2-30Mb/s不等。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第二章 业务发展需求,骨干层连接铁道部和18个路局，为路局至铁道部、路局与路局之间的直达业务互通提供传输通道，同时为汇聚层大颗粒业务提供迂回保护通道。汇聚层以各路局为单位，构建路局内的骨干光传送网络（如波分系统及SDH系统），实现局内各站段间大颗粒业务传送、各站段至路局调度所的业务传送，同时为沿线SDH接入层提供保护。接入层为铁路沿线每个区间节点及较大的接入业务站点提供接入服务。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第三章 全路光传送网结构,光传送网网络分层结构如下。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第三章 全路光传送网结构,图 光传送网网络分层结构,4.1 现状,现有全路骨干层传输系统主要划分为五大环：京沪穗核心 环，以及东南环、西南环、西北环及东北环共4个片区环。 铁通铁路通信回归铁道部后，东北环一（16波系统）、京沪穗环一（北电设备）、西南环、西北环、东南环网络的管理划转铁路。现有全路骨干干光传输系统概况表（五大环）如下：,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.1 现状,网络示意图如下：,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.2 规划,新建6个骨干层传输环网，采用OTN+MSTP传送网技术，容量不小于120Gb/s，提供2Mb/s10Gb/s各类电路和波道。 十二五铁路通信网规划对全路骨干传输系统规划如下图：,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.2 规划,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,在十二五铁路通信网规划中，在十二五期间新建1-5号环，逐步替代既有京沪穗环、西南环、东北环、东南环和部分西北环。通过补强改造既有西北环和新建6-1号环，构成骨干层传输网6号环。,4.3 拟采用的OTN技术简介,OTN技术是在SDH和WDM技术的基础上发展起来的，兼有两种技术的优点，从电域和光域来看，又可以分为OTH和ROADM两种方式 。 OTN技术和SDH技术在电层上功能类似，只不过在OTN所规范的速率和格式上有自己的标准，其交叉颗粒基于ODUk（k=0、1、2、3），可以实现GE以上的带宽颗粒交叉。 ROADM是一种类似于SDH ADM光层的网元，可以在一个节点上完成光通道的上下路(Add/Drop)以及穿通光通道之间的波长级别的交叉调度。它可以通过软件远程控制网元中的ROADM子系统实现上下路波长的配置和调整。 OTN解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN技术简单的说就是对SDH技术和WDM技术的扬长避短，其优点体现为以下几点：,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.3 拟采用的OTN技术简介,1）业务透明传输OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、GE 和10GE等。OTN传送客户信号时不更改其净荷和开销信息。2）大颗粒的带宽复用、交叉和配置OTN目前定义的电层带宽颗粒2.5Gb/s、10Gb/s和40Gb/s，光层的带宽颗粒为波长，对高带宽数据客户业务的适配和传送效率显著提升。3）强大的维护管理能力OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，具备完善的性能和故障监测机制，从而使WDM系统具备类似SDH的性能和故障监测能力。4）丰富的组网和保护能力OTN提供基于电层和光层的业务保护功能，如OSMP保护、板间OSP保护、客户侧保护以及基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，根据业务需求灵活选择保护机制。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.1 业务定位,提供OTN节点间SDH传输系统ODUK级别保护通道,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.2 既有波分业务的迁移,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.3 OTN节点设置及波道分配,铁道部及路局所在地的两处机房内、原分局所在地（蚌埠除外）、铁路交汇点、省会城市节点设置一套OADM设备。 再生段内容许的光放段数量及光放大器的增益，需满足光信噪比的要求（不小于20dB），光放段距离一般按80km左右考虑，最长不大于120km，OLA设备需考虑配置房屋、电源、维护环境等条件较好的机房。 OTN系统波道分配原则如下：SDH及IP业务分配在不同的波道上； OTN节点间SDH系统提供冷备及热备波道； 为相邻OTN环预留波道。,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.4 SDH节点设置及组网,OTN下挂的SDH节点设置在铁道部、铁路局、原分局所在地、省会节点以及根据组网需要的环切点处。 铁道部和铁路局间利用OTN提供的四个波道分别构建两个SDH 10Gb/s四纤双向复用段保护环。铁道部及路局的双套SDH节点分别承载在两个环上，且两个环应尽量利用不同维度方向的波道构成。 利用OTN系统提供的一个波道按区域分别构建SDH 10Gb/s二纤双向复用段保护环，解决局间业务需求。 为避免单台OADM失效导致SDH系统业务中断，路局所在地的两个SDH设备之间建议利用枢纽内光缆直连。,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.5 系统保护,设备级保护 所有OTN节点均采用板件级保护，在铁道部、铁路局所在地的两处机房内设置两个OADM设备，通过对重要业务实现业务分担实现网元级保护。网络级保护 利用同一铁路的两条光缆作光线路1+1保护，并利用不同铁路的光缆作ODUk SNCP保护。OTN对新建或既有铁路SDH系统保护方案 对于既有铁路，宜利用OTN提供的波道/子波道采用冷备份方案或双向1+1热备份进行保护；对于新建铁路，宜利用OTN提供的波道与局干SDH系统构成复用段保护环/SNCP保护环。,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.6 同步及网管,频率同步 采用主从同步方式，同步与铁路骨干时钟同步网时钟源。时间同步 OTN支持通过IEEE 1588 V2协议透传时间同步信号。 目前既有铁路时钟同步系统设备在网运营时间长，厂家已停止维保，备品备件及扩容需求无法得到满足，安全无法得到保证，建议铁路骨干时钟同步网先期或同步改造。网管 在北京通信中心、武汉分别设置1套OTN及SDH网络级网管（包括网元级管理），通信中心网管为主用网管，武汉网管为备用网管。在各路局设置网元管理复示终端。,4.4 骨干传输系统设计原则（以1.4号环为例）,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第四章 全路骨干层传输系统规划,4.4.7 配套机房、电源及光缆,机房 优先采用客运专线新建通信机房；当条件不具备时，选择机房及电源条件好、方便缆线进出、方便维护的站点。 铁通与铁路机房分离，新建设备需设在产权为铁路的通信机房内。电源 充分利用既有电源设施，对容量不足但具备扩容条件的设备进行扩容。 铁通与铁路电源分离，必要时新设通信电源设备。光缆 铁路沿线利用两条不同径路的光缆的各两芯，路局所在地利用枢纽内不同径路的两条光缆，芯数根据组网需要确定。 当客运专线或枢纽内光纤资源不满足要求时，可局部新建光缆线路。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,OTN系统的保护分为设备级保护和网络级保护，本研究将同时采用两种保护方式，以提高京沪穗骨干光传送网的可靠性。设备级保护 根据保护范围的不同，设备级保护又可分为网元级保护和板件级保护。网元级保护即指单台OTN网元失效后，该网元所承载的业务可通过其它网元自愈，从而不受影响；板件级保护即指单个板件失效后，备用板件即可投入工作，从而不中断业务。网元级保护 在铁道部、铁路局所在地的机房内设置两个OADM设备，通过对其承载的业务进行规划，实现网元级保护。OTN上所承载的业务可分为两大类，第一类是IP业务，第二类是TDM业务，下面就如何对两类业务实现网元级保护进行阐述。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,网元级保护 在IP业务组网时采用双归属方案，两条路由分别自路局两个不同的OADM节点接入，在每个OADM节点再采用ODUk SNCP为该条路由提供保护，这样在承载IP业务的单台OADM失效后，IP业务可利用双归属的机制实现自愈。 路局所在地的TDM业务均在SDH设备上下，SDH设备利用OTN提供的波道进行组网，采用SDH的保护机制进行保护，为保证单台OADM失效不导致SDH系统业务中断，路局所在地的两个SDH设备之间需利用枢纽内光缆连接。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,板件级保护 所有OTN网元采用板件级保护，关键板件（如主控板、交叉板、电源板等）采用1+1热备。网络级保护 OTN网络级保护分为光层保护和电层保护。常见的光层保护包括光层ASON保护、光通道1+1保护、光波长共享保护、光复用段保护和光线路1+1保护，常见的电层保护包括：电层ASON保护、ODUk SNCP保护、ODUk RING保护。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,光层通道1+1保护、光波长共享保护、光复用段保护、光线路1+1保护均需要额外配置保护单板来实现保护倒换功能，当保护单板出现故障时会增加故障点隐患。光层ASON需借助光交叉盘实现，不仅成本高，而且光交叉盘无法热备，存在安全隐患。电层ASON保护仅需加载ASON控制平面即可实现，具有端到端的业务自动配置、带宽自动分配、网络拓扑自动发现和支持MESH组网等优点，但在维护方面比较复杂，需要专业的软件定期进行网络优化和业务跟踪，加大了维护难度，同时不同厂家ASON互通难以实现。ODUk RING 保护对于分散型业务波道占用较少，但协议较复杂,环中节点数量受限，工程倒换速度受ODUk和节点数量影响，目前工程应用尚不成熟。ODUk SNCP保护是通过内部交叉板来实现倒换的保护方式，无需额外配置保护单板即可实现保护，可以节约槽位，减少故障点，倒换无需协议，倒换速度快。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,本工程利用了京广、京沪等客运专线的光缆，由于客运专线采用天窗点维修制度，因此客专的光缆故障不能得到及时抢修，此时OTN系统处于单链运行状态，一旦在用光缆再发生故障，将导致通信中断。 通过上述技术上的分析比较，结合客运专线的天窗点维修体制，为提高骨干传送网的安全可靠性，本研究推荐京沪穗骨干光传送网利用同一铁路的两条光缆作光线路1+1保护，并利用不同铁路的光缆作ODUk SNCP保护。,新建或既有铁路SDH系统保护方案,OTN系统形成了基于不同铁路光缆的可靠保护，因此其可为新建或既有铁路提供承载于不同铁路光缆的波道资源作保护，进一步提高新建或既有铁路传输网的可靠性。本研究重点研究了冷备份方案、SNCP方案、二纤/四纤复用段保护环热备份、双向1+1热备份四个方案。 方案一：冷备份方案。即在OTN系统上开设波分环，在每个OADM节点的OUT板上分别落地波长（10G）或子波长（2.5G）业务，并在ODF架上将东西向环通。当SDH系统所在铁路光缆全部中断时，将中断处临近的OADM站点ODF架上东西向波长和子波长环通的尾纤断开，手动切换故障SDH节点处光群路口尾纤至可用的OTN预留波道上。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,新建或既有铁路SDH系统保护方案,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,方案二：子网保护方案。即OTN系统为SDH系统提供承载于不同铁路光缆的STM-N的通道，与SDH系统中要保护的部分重要通道构建SNCP保护环，SDH系统中其它通道利用其沿线的光缆构建1+1保护/复用段保护/SNCP保护。当SDH系统所在铁路光缆中断时，重要业务通过SNCP环得到保护。 方案三：系统保护方案。即OTN系统为SDH系统提供承载于不同铁路光缆的波长或子波长， SDH系统利其沿线光缆和OTN提供的波长或子波长构成MSP/PP保护环。当故障时，可通过MSP/PP环自动倒换。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第五章 骨干层传输系统1、4号环设计方案,方案四：双向1+1热备份。即SDH系统在利用其沿线光缆构建1+1保护的同时，再根据业务需要在首尾或中间两个站点之间利用OTN波道构建1+1保护，如图所示。业务系统环形通道的一个方向分配在利用光缆构建的SDH 1+1系统中，另一个方向分配在利用OTN提供的波长或子波长构建的SDH 1+1系统中。当故障时，可利用业务系统自身环保护或多路由实现业务自动倒换。,通过对四个方案的分析比较，对于既有铁路SDH系统，为规避较大的实施风险，建议采用方案一或方案四进行保护；对于新建铁路SDH系统，考虑既要实现自动倒换，又要节约波道资源，建议采用方案二或方案三进行保护。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,OTN网络结构,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,SDH节点设置,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,SDH组网,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,SDH组网,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,SDH节点设置,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,IP业务波道分配,推广采用OTN和MSTP传送网技术。新建骨干传输网采用OTN+MSTP技术，环形组网，容量不小于120Gb/s，提供2Mb/s10Gb/s各类电路和波道；汇聚层传输网采用OTN+MSTP技术，支线铁路容量也可根据业务需求设为2.5Gb/s及以上。,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第六章 汇聚层传输系统规划,十二五铁路通信网规划对汇聚层传输系统规划如下图：,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第六章 汇聚层传输系统规划,7.1 汇聚层承载业务预测,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,7.2 汇聚层传输系统节点的设置,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,局干层OTN节点主要选择在业务汇聚点、铁路交汇点、枢纽节点的位置。站点选址尽可能采用客专新建车站，设备互连尽可能采用客专线的光纤资源。当必须设在既有普速通信机房时，则设在光缆进出局方便的通信站内。枢纽节点的设置：枢纽核心节点的位置确定应在业务相对集中的区域，节点的选取应选择机房条件较好，光缆进、出局方便的地点。原则上选取枢纽内通信站、多条线路引入的交汇点、大的节点站作为枢纽核心层节点。 广铁集团在广州枢纽内设置3个局干光传送节点，广州东山通信站、广州南、广州调度所，广州调度所及广州南节点同时也是全国骨干层的节点，方便骨干层及局干层间的互联。 同时考虑到长沙、怀化属于原分局所在地，目前有多条普速线及高铁线在此汇聚，在长沙及长沙南、怀化及怀化南设置局干层传输节点。 衡阳枢纽内目前湘桂铁路、京广铁路、武广客专、怀邵衡、衡茶吉等多条条路在此汇聚，在衡阳通信站、衡阳东站设置局干传输节点。广局范围内OTN节点节点设置见表7-1：,7.2 汇聚层传输系统节点的设置,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,广铁集团局干节点的选择,7.3 汇聚层传输系统组网简介,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,广铁集团汇聚层传输系统由核心环、湘南环、湘北环、粤东环、粤西环、海南环以及茂名-湛江-海口链组成，网络拓扑示意如下：,7.3 汇聚层传输系统组网简介,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,1）湘北环： 环1 长沙-益阳-常德-石门北-张家界-怀化南-怀化-娄底-株洲，光缆径路选择既有石长线、焦柳线石门至怀化段、湘黔线怀化至株洲。 2）湘南环： 株洲-娄底-邵阳-永州-衡阳，光缆径路选择洛湛铁路娄底至永州、改建湘桂铁路永州至衡阳。3）核心环： 长沙-株洲衡阳-韶关东-广州调度所-广州南-郴州西-衡阳东-长沙南，径路选择长沙至广州、广州枢纽内光缆沟通东山通信站、广州调度所至广州南，武广客专广州南至长沙南。,7.3 汇聚层传输系统组网简介,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,4）粤东环： 广州调度所-东莞东-惠州-龙川-畲江-汕头-汕尾-株洲北-广南，径路选择广深铁路至东莞、京九铁路东莞至龙川、漳龙铁路龙川-梅州、畲汕铁路畲江至汕头、建设中的厦深铁路汕头至深圳北、广深港高铁深圳北至广州南。5）粤西环： 广州调度所-佛山-肇庆-茂名东-阳江-江门-广南，径路选择广茂铁路广州至茂名东，设计中的广东西部沿海铁路茂名东至江门、广珠城际江门至广州南 。6）茂名-湛江-海口链: 径路选择茂湛铁路茂名东至湛江，粤海铁路湛江西至海口。,7.3 汇聚层传输系统组网简介,铁路骨干、汇聚传输系统规划与设计,第七章 汇聚层传输系统设计示例（以广铁集团为例）,7）海南环: 海口-琼海-三亚-东方，径路选择海南东环海口至三亚，然后利用设计中的海南西环线至海口。 本规划采用完整的OTN设备（同时具备OTN电层设备OTH和光层设备ROADM），既能完成电层的子波长交叉和调度，同时又具备ROADM光交叉能力。选定波道的基础速率为10Gb/s，初装的波道数按工程配置。 核心环实际使用20波，预留4波，初装24波，并预留扩容至40波的条件；湘北环株洲至娄底段，实际使用15波，预留4波，初装19波，并预留扩容至40波的条件；其余节点初装10波，并预留扩容至20波的条件。,谢谢！,
