構建鐵路數據通信論文

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1運營商IP數據網及鐵路既有IP數據網

1．1運營商IP數據網

中國移動、中國電信、中國聯通三大運營商IP數據骨干網，基本覆蓋了所有省會節(jié)點和大部分地市節(jié)點，采用核心、匯聚和接入3層結構。它們基本都采用BGPMPLSVPN承載業(yè)務，建立了服務質量保證（QoS）體系，在全網部署了IGP／LDP快速收斂功能，并部署了MPLSTEFRR鏈路保護功能，域內路由協(xié)議采用IS－IS，并通過MP－iBGP傳播MPLSVPN路由信息。

1．2鐵路既有IP數據網

鐵路數據通信網由建設于不同時期的客運專線數據網、鐵通公司劃轉的專用數據網及鐵路綜合計算機網（TMIS數據網）3個相對獨立的網絡構成。客運專線數據網目前已經覆蓋了鐵路總公司，各鐵路局的調度中心，京滬、京石武、武廣、甬臺溫、溫福、鄭西、滬寧、滬杭等已建成的客運專線沿線站段、動車所等業(yè)務節(jié)點。鐵路局區(qū)域網絡由核心節(jié)點、匯聚節(jié)點、接入節(jié)點構成。骨干網絡暫采用北京、武漢、西安、上海局區(qū)域網絡的核心節(jié)點路由器作為臨時域間數據轉發(fā)節(jié)點，滿足各鐵路局對總公司區(qū)域網絡間，以及各鐵路局區(qū)域網絡間數據路由轉發(fā)需求?？瓦\專線數據網采用MPLSVPN實現對業(yè)務的承載。既有普速線數據網大部分為鐵通公司劃轉鐵路之前的鐵通建設，目前各鐵路局網進行基礎通信網改造工程，在改造完成后基本實現了對既有普速線所有車站的覆蓋，并實現了與客運專線數據網的整合。鐵路綜合計算機網為2層網絡結構，覆蓋鐵路總公司、鐵路局及部分車站。隨著網絡安全工程的實施，鐵路總公司、鐵路局機關局域網實行三網分離，即局域網被分割成內部服務網、安全生產網、外部服務網3個邏輯子網，分屬于不同的安全域。TMIS網絡以路局為分界點，路局以上是骨干網，路局以下是基層網，總公司至各路局為星形組網。目前TMIS數據網與客運專線數據網（即鐵路數據通信網）未實現整合。

2鐵路數據通信網網絡建設

鐵路數據通信網建設的目標為以既有數據網為基礎，整合成一張綜合的IP數據網，實現對不涉及行車安全及資金往來的鐵路信息系統(tǒng)和通信數據業(yè)務的承載，采用適合鐵路需求的技術策略，提高數據網絡運行效率。

2．1骨干網建設方案

骨干網絡由匯接節(jié)點、轉發(fā)節(jié)點和接入節(jié)點組成。骨干網匯接節(jié)點設置在鐵路總公司；轉發(fā)節(jié)點設置在北京、西安、武漢、上海、成都；接入節(jié)點設置在各鐵路局。每個節(jié)點設置2臺路由器。骨干網為一個獨立自治域。北京、武漢、西安轉發(fā)節(jié)點間構成半網狀連接方式，相鄰骨干網轉發(fā)節(jié)點間互聯，每個轉發(fā)節(jié)點與總公司節(jié)點間直聯，實現全網流量在骨干網層面轉發(fā)；骨干網接入節(jié)點同時與2個大區(qū)轉發(fā)節(jié)點互聯。骨干網節(jié)點間采用10GEWAN接口互聯。

2．2區(qū)域網絡建設方案

每個鐵路局區(qū)域網絡均作為一個獨立的自治域，區(qū)域網絡間的互訪通過骨干網絡實現。鐵路局區(qū)域網絡由鐵路局所在地的核心節(jié)點、業(yè)務相對集中的匯聚節(jié)點和接入節(jié)點組成。接入節(jié)點到匯聚節(jié)點間、匯聚節(jié)點到核心節(jié)點間的連接，在城市范圍內或有需求的節(jié)點，采用星形或環(huán)形方式接入上層節(jié)點，在鐵路沿線范圍，接入節(jié)點采用鏈型雙歸方式接入匯聚節(jié)點。對于接入節(jié)點，采用分層PE技術，在大型車站部署SPE節(jié)點，小型站段或工區(qū)部署UPE節(jié)點。

2．3既有數據網整合方案

由于TMIS數據網承載著貨票、確報、調度、車號自動識別、行車安全監(jiān)控（5T）、鐵路辦公自動化、統(tǒng)計、工務、財務核算等多個應用系統(tǒng)，因此，鐵路數據網與TMIS網絡的整合要分步驟實施。第一步：TMIS數據網業(yè)務之間存在大量互通需求，因此沒有對承載業(yè)務做嚴格的訪問隔離，而鐵路數據通信網采用VPN方式實現業(yè)務接入，為避免對TDMS廣域網承載業(yè)務造成影響，第一步將承載的全部業(yè)務以一個統(tǒng)一VPN接入鐵路數據網。第二步：新的信息業(yè)務直接接入鐵路數據網，TMIS既有業(yè)務逐步向鐵路數據網割接，業(yè)務割接后TMIS網絡設備根據性能及配置情況，融入鐵路數據網各類節(jié)點中，實現一張統(tǒng)一的數據網，實現信息資源共享。

2．4技術策略

鐵路數據通信網采用骨干網絡及區(qū)域網絡二級構建，在區(qū)域網絡接入節(jié)點，采用分層PE構建。鐵路數據通信網骨干網絡鏈路由OTN承載，采用10GE接口；鐵路局區(qū)域網絡核心、匯聚節(jié)點間的鏈路及接入節(jié)點到匯聚節(jié)點間的鏈路，主要由OTN承載，采用GE接口；接入節(jié)點間的鏈路主要由光纖承載，采用GE接口。為保證數據網對業(yè)務承載的可靠性，數據網要求OTN承載網啟用保護機制，并利用傳輸網絡保護機制、數據網故障檢測恢復機制及兩者的協(xié)調配合，來共同保證數據網的可靠性。數據網通過lay－er3MPLSVPN實現對業(yè)務的承載，保證不同業(yè)務組的安全隔離，采用OptionB方式實現VPN跨域互通；將layer2MPLSVPN作為補充，提供基于MartiniVLL業(yè)務。采用區(qū)分業(yè)務（DiffServ）同時結合CBQ以及CAR等多種技術方式，來保證各類業(yè)務的QoS。骨干網絡依靠高帶寬的設計提供網絡的輕載來保證SLA，采用IPDSCP、IPTOS和MPLSEXP字段標識QoS等級；在PE路由器實現QoS的等級化標記，根據初始業(yè)務類型提供6類服務等級對應6種隊列；部分關鍵業(yè)務，如GSM－R／GPGS、會議電視、軟交換等，考慮直接在區(qū)域網核心節(jié)點下設置獨立的PE接入設備，基于物理端口進行分類和標識。在全網部署路由快速收斂功能，啟用BFD完成快速鏈路故障探測，先期在骨干網絡轉發(fā)節(jié)點間對重要業(yè)務（如GSM－R／GPRS業(yè)務）進行MPLS－TEFRR的部署。域內路由協(xié)議采用IS－IS，并通過MP－iBGP傳播MPLSVPN路由信息，域間協(xié)議采用E－BGP。骨干網絡及各區(qū)域網絡均為獨立AS。在骨干網接入路由器部署流量采集設備，在鐵路總公司節(jié)點設置流量分析與統(tǒng)計服務器，對各鐵路局引入骨干網流量進行統(tǒng)計分析，并對異常流量進行告警。數據網為鐵路專網綜合IP網，與公眾互聯網采用物理隔離；全網通過實施MPLSVPN，完成各業(yè)務系統(tǒng)的隔離；網絡支持分域、分權管理；對于網絡設備的服務配置，遵循最小化服務原則，關閉網絡設備不需要的物理端口及服務；對網絡設備實行交互式訪問安全措施；支持對接入業(yè)務限速處理；在IS－IS、BGP等協(xié)議中啟用校驗和認證功能；網管區(qū)域的防火墻具有入侵檢測功能；在網絡互聯端口開啟I－SISHello的MD5認證；在區(qū)域網出口限制BGP對等體（peer）以外IP地址對179端口的訪問。在MPLS環(huán)境下向IPv6演進，在所有IPv6業(yè)務不需隔離時，可采用6PE技術實現；在IPv6業(yè)務需隔離的情況下，可采用6VPE技術實現。

3結束語

隨著業(yè)務種類和服務質量要求的不斷變化、IP技術的發(fā)展，不斷更新完善技術策略，構架一張綜合的IP數據網完成對鐵路信息業(yè)務及通信數據業(yè)務的承載來實現信息資源共享，以便適應鐵路的發(fā)展、提高鐵路運營效率。

作者：岳銘凱