西安至商州铁路通信传输系统组网设计

西安至商州铁路通信传输系统组网设计(光缆部分)

摘 要：本设计为西安至商州段铁路通信组网设计,根据铁路对通信的需求，研究了光传输系统、铁路专用通信、铁路通信网的结构组成，结合任务书的要求，给出了西安至商州铁路通信系统的容量、通信线路、网络结构及保护方式等工程建设方案，并介绍了SDH设备在西安至商州铁路网中各站点的具体配置，光中继距离计算。根据铁路通信网的组成原则，本设计利用四芯光纤构成西安至南京方向SDH 2.5G(1+1)干线网；利用两芯光纤构成西安、新丰镇、蔡家河、商州站的SDH622M本地传送网；底层利用两芯光纤构成OLT和多个级联的ONU区段通信接入网。各网络层之间考虑了保护措施。本组网设计层次分明，安全可靠。

关键词：SDH;铁路;通信网;组网

目 录

1 绪论... 1

2 铁路通信网概述... 3 2.1 铁路通信网的主要内容... 3 2.2 铁路长途通信系统介绍... 3 2.3 铁路专用通信系统介绍... 4

2.4 铁路长途通信传输系统组网方式... 6 2.5 铁路专用通信接入网组网方式... 8 3 西安至商州铁路通信网设计方案... 12 3.1 西安至商州铁路通信网设计依据... 12 3.2 通信组网设计... 14 4 光传输设备选型和配置... 26 4.1 干线网设备配置方案... 26 4.2 本地传送网设备配置方案... 28 4.3 本地接入网设备配置方案... 30 5 光通信线路设计... 35 5.1 光缆类型的选定... 35 5.2 光纤类型的选定... 37 5.3 中继距离的计算... 38 结 论... 41 致 谢... 42 参 考 文 献... 43

附录：... 44

1 绪论

铁路是国家经济的大动脉，铁路运输是关系着国家经济发展的重要因素，铁路通信网历来有铁路运输的耳目之称。

通信技术在今天已向着数字化、宽带化、智能化、高速化及个人化的方向发展。未来的通信要彻底克服时间与空间的，能够使用户在任何时间、任何地点与任何人进行包括语音、数据和视频等信息的交流。铁路通信网应满足铁路通信的需要，提供包括话音、数据、图像等各种信息的通信业务。铁路通信的发展方向应为数字化、宽带化、智能化、综合化。现代铁路通信系统主要体现了如下特点： 服务对象多元化：

铁路通信网将体现通信信号一体化，作为统一的通信平台为信号、综合调度系统、旅客服务信息系统、信息化系统等专业提供不同层次、不同要求的通信网络服务。 服务手段多样化：

现代铁路通信网为铁路提供全覆盖的有线双路由光纤网络；为旅客服务提供高质量、人性化的全方位通信、信息服务；业务包扩话音、数据、图像的多媒体化。 高安全可靠性：

由于铁路专用通信是为信号、综合调度中心、信息化等提供专业服务，已成为与铁路行车安全密切相关的不可或缺的基础设施，其安全可靠性要求与信号系统同样的等级。 专用性：

专网专用，专为铁路运输服务，同时纳入铁路通信网，成为其有机组成部分。

铁路通信网作为整个铁路信息化体系的重要载体，它由传输网、接入网、数据通信网和无线通信系统组成，是一个集成了有线和无线、窄带和宽带、话音和数据等各种通信技术的复杂网络。

西安至商州铁路位于西安至南京铁路线上，其通信传输系统由三层网构成，最上层为干线长途传输网（S T M - 16），主要提供西安方向至南京方向的长途通信传输通道；第二层为本地中继网及部分区段遥控回路传输网（S T M - 4），主要提供西安至商州方向的传输道路；底层为区段及地区传输网（S T M - 1），承担铁路本地网的传输业务。前2 层可归结到铁路核心网中，接入网需解决的是第3 层的业务，即采用用户接入网系统，构成铁路的区段通信及地区通信系统。

长途传输网的传输通道应以光纤数字通信为主，综合利用数字微波和卫星通信等传输手段共同构成。 接入网应采用同步数字传输(SDH)或基于SDH的多业务平台(MSTP)等光纤接入技术。区间用户可采用光纤、电缆或无线等接入方式。

各通信枢纽间和铁路区段的通道数量根据通信总业务的需要及发展确定，应符合铁路运输通信网规划；并满足调度通信、电话交换网、区段通信、数据通信、电报、应急通信、会议电视(电话)、移动通信、各种管理信息系统及新业务等对传输通道的要求。

2 铁路通信网概述 2.1 铁路通信网的主要内容 2.1.1 铁路干、局线网内容

铁路传送网分为长途(干、局线)传送网、本地传送网及本地接入网。长途干线传送网为铁道部至各铁路局、铁路局之间以及铁道部指定的重要地段的信息传送网络，组织长途干线传送网的线路为一级干线，在各路局通信节点及一级干线交叉点处设置数字交叉连接设备(DXC)，建成格状DXC网。这些DXC由铁道部网管中心统一控制，进行节点间路由调度，以保证干线的畅通。

长途局线传送网为连接铁路局与本局管辖内的分局之间的信息传送网络，组织长途局线传送网的线路为二级干线，在路局及分局的通信节点及局线交叉点设置DXC，建成格状DXC或SDH环形自愈网，边远地区可利用卫星通信作为迂回信道。 2.1.2 铁路本地网、接入网内容

本地传送网为连接分局通信节点以下各节点间的传送网络，应建立铁路分局范围内的SDH自愈环网或相邻分局相互保护的SDH自愈环网。

接入网解决分布在铁路局、铁路分局、段级单位所在地和区段站及编组站等用户集中的地点的用户接入。接入网是将分布在铁路沿线中各车站等地的用户纳入其范围,利用本地传输网中的SDH传输信道，在发展用户的地区设置带V5接口的光纤网络终端(OLT)和光纤网络单元(ONU)，可向用户提供多种业务。 2.2 铁路长途通信系统介绍 2.2.1 铁路通信及长途通信网

(1) 铁路通信应满足指挥列车运行、组织运输生产及进行公务联络等要求，做到迅速、准确、安全、可靠[3]。 (2) 铁路长途通信网是传递长途电话、电报、数据、传真、图像等话音业务和非话音业务信息的专用通信网[3]。

2.2.2 铁路长途通信网的特点

(1) 铁路长途通信网是一个和完整的专用通信网，具备铁路需求的结构与标准[3]。

(2) 铁路长途通信网与公用长途通信网相比，具备点多线长、话路分下插入频繁、长短系统兼容及专用子系统多等突出特点[3]。

(3) 为确保运输安全、正点，铁路长途通信网必须具备高可靠性[3]。 2.2.3 长途通信网的分级及设置地点

(1) 铁路长途通信网由局间枢纽（含总枢纽）、局枢纽、分枢纽和端站四级以及期间的通路组成[3]。 (2) 设置地点

① 总枢纽设于铁道部所在地，在通信网中与局间枢纽同为一级[3]。

② 局间枢纽是长途通信网中东北、西北、西南、华东、华北、华中和华南各大区的通信枢纽，设于铁道部所指定的地点[3]。

③ 局枢纽是铁路管理局的通信枢纽，设于铁路管理局所在地或铁道部指定的地点[3]。 ④ 分枢纽是铁路分局的通信枢纽，设于铁路分局所在地或通路转接适中的汇接点[3]。 ⑤ 端站是铁路长途通信网的末端，设于分枢纽以下的长途通路与地区交换网接续的地点[3]。 2.2.4 干、局线通信网的划分原则 (1) 干线长途通信网包括： ① 局间枢纽（含总枢纽）相互间； ② 总枢纽至各局枢纽间； ③ 局间枢纽至本区各局枢纽间；

④ 相邻局枢纽间以及业务通话较多的不相邻局枢纽间。 (2) 局线长途通信网包括： ① 局枢纽至本局各分枢纽间； ② 分枢纽至本分局各端站间； ③ 局枢纽至所辖主要大站间； ④ 相邻分枢纽间和相邻端站间。

为了保证通信网的可靠性，枢纽间通信应尽量采用两个或两个以上的路由构成，避免或减少孤立点。在困难区段，可考虑采用微波中继或卫星通道作为第二路由[3]。 2.3 铁路专用通信系统介绍

铁路区段通信是直接为铁路运输生产服务的。为了保证铁路运输生产的安全、准确、迅速和协调，沿线各车站、工区的工作人员需要进行各种公务通信联系，区段通信就是为此而设置的。它是铁路通信的一个重要组成部分。随着铁路技术现代化进程的加速，铁路信号显示、牵引供电远动系统、车辆故障检测系统等的信息传递，也要求纳入到区段通信系统中，因此，铁路区段通信系统的服务内容更加重要、更加广泛。 铁路区段通信系统主要包括调度电话、专用电话、公用电话以及区间电话和站间电话等。此外，还为铁路调度集中系统(CTC) 、牵引供电远动系统、车辆故障检测系统、自动闭塞电力远动系统和低速数传系统提

供传输信道。 2.3.1 调度电话系统

铁路调度电话系统分为列车调度电话系统、电力调度电话系统、货运调度电话系统和列车无线调度电话系统。在区段有线通信系统中，包括前三个调度电话系统，并为列车无线调度电话系统提供传输信道[3]。 (1) 列车调度电话系统

列车调度电话供列车调度员与其管辖区段内所有的分机进行有关列车运行通话之用。在列车调度电话回线上，只允许接入与列车运行直接有关的车站(场)值班员、车站调度员、机务段(或折返段)值班员，以及列车段(或车务段)值班员、机车调度员及电力牵引变电所值班员处。

列车调度电话必须满足的基本条件是：容易和迅速地呼叫任何一个车站(单呼) 、一批车站(组呼)或同时呼叫该调度区段内的全部车站(全呼)，并与他们互相通话；任何车站也可以对列车调度员呼叫并进行通话。 (2) 电力调度电话系统

电力调度电话供铁路电气化区段管理接触网供电之用。与供电直接联系和组织列车运行的。如牵引变电所值班员、开闭所、接触网工区、分区亭、AT所、电力机车段及折返段的值班员、供电段调度员、无接触网工区的中间站的车站值班员室。 (3) 货运调度电话系统

货运调度电话供调度货运车辆用。货运调度电话应与中间站货运员及区段站、编组站、货运站的货运调度员室连接。

2.3.2 专用电话系统

铁路专用电话系统目前包括:电务专用电话系统、工务专用电话系统、车务专用电话系统、水电专用电话系统、电力专用电话系统、站间行车电话系统、道口电话和桥隧守护电话等系统[3]。 (1) 电务专用电话系统

电务专用电话供电务段技术人员调度指挥工作用,以保证在车站和区间内的信号设备和通信设备可靠的工作。电务专用电话分机一般安装在通信工区、信号工区、电缆工区和领工区，当总机设在通信站时，在电务段调度室亦应设置专用电话分机。 (2) 工务专用电话系统

工务电话供工务段技术人员调度管理工作、维护线路设备和建筑物之用。养路电话一般设置在养路工区、路基工区、桥隧工区和领工区。根据需要，在桥梁和隧道的巡守工值班室、特殊看守的地点也可设置。当总机不在电务段调度室时，调度室亦应设置专用电话分机。 (3) 车务专用电话

车务专用电话供本务段技术人员进行调度管理之用。车务电话一般设置在中间站的车站值班员室，中间站其它必要的地点和本务段调度室。 (4) 水电专用电话

水电专用电话供水电段技术人员进行生产调度管理之用。水电电话一般设置在水电段变电所值班员室、电力工区及领工区、自动闭塞电力工区及领工区、给水所及领工区及水电段值班室。 (5) 电力专用电话系统

电力专用电话系统供交流电气化铁路区段的牵引供电段的技术人员进行生产管理之用。电力专用电话设在沿线的接触网工区、牵引变电所、分区亭、AT所及领工区。 (6) 站间行车电话系统

站间行车电话又称闭塞电话，是供相邻的车站值班员联系办理行车业务的专用电话。在自动和半自动闭塞区段，一般接入车站电话集中机。站间行车电话设备大部分采用磁石电话机。站间行车电话回线上不允许连接其他设备和电话，以保证迅速、准确地联系和行车安全。 (7) 道口电话系统

有人看守的区间道口和站内道口应设道口电话系统，可接入车站值班员室的电话集中机内。道口电话设备可采用共电式或磁石式。

(8) 桥隧守护电话系统

根据《铁路通信设计规范》的规定, 铁路桥隧、隧道无井由守护时，应装设守护电话。直接指挥桥梁、隧道守护的连、营部亦应装设守护电话。 2.3.3 区间电话

在长途电缆或长缆区段,应设置区间电话。区间电话能构成与车站值班员的联系，并能接通该段区段内的列车调度、电力调度、工务、电务、水电、电力和车务电话回线,并应能通过有关回线接通长途台。 2.3.4 其它区段通信业务

铁路区段通信系统，除了包括上述的调度电话系统和专用电话系统外，还应给其它为铁路运输服务的信息提供通道，如铁路调度集中系统的信号、牵引供电远动系统和自动闭塞电力远动系统的控制信号、车辆故障检测系统的信息、列车电报信号等，均可使用铁路区段通信系统的信道。 2.3.5 中间站自动电话系统

在铁路沿线各中间站为各种用户设置自动电话，将其纳入临近大站的数字程控交换机中,以实现各中间站的非公务通话。

2.4 铁路长途通信传输系统组网方式

铁路长途通信传输系统组网应遵循以下原则[3]：

(1) 铁路长途通信网由网形和星形相结合的复合型网络结构。

(2) 局间枢纽(含总枢纽)相互间按网形构成，以减少各大区之间通信时的转接次数，提高通话质量，同时便于通路转接和迂回、增强抗御自然灾害与减少故障的能力。

(3) 总枢纽除与其他局间枢纽均设直达通路构成星形，以提高总枢纽在长途通信网中的灵活性。

(4) 居间枢纽对本区各局枢纽间、局枢纽对本局各分枢纽间、分枢纽对本分局各端站间，原则上按星形构成。

(5) 下述情况应设直达通路

① 相邻局枢纽间以及业务通话较多的不相邻局枢纽； ② 局枢纽至所辖主要大站间； ③ 相邻分枢纽间和相邻端站间。

铁路长途通信传输系统在组网设计中应根据SDH网的基本拓扑结构特点,合理地选择,做出符合要求的通信传输网络。

SDH网的基本拓扑结构有以下5种类型，即线形、星形、树形、环形、格形，如图2-1所示。

图2-1 SDH基本网络拓扑图

(1) 链形网

此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。这种拓扑的特点是简单经济，主要用于专网（如铁路网）中。 (2) 星形网

此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各网元节点互不相连，网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。特殊节点的作用类似交换网的汇接局，此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）。 (3) 树形网

此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈。 (4) 环形网

环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。环形网常用于本

地网（接入网和用户网）、局间中继网。 (5) 网孔形网

将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由，使网络的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效问题。但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。

当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。设计中不同层面的网络拓扑结构应统筹考虑，注重远近结合，选择适合目标网络要求、有利于远期发展的网络结构。根据具体情况，可采用多种类型相结合的复合网结构。 2.5 铁路专用通信接入网组网方式

铁路专用通信网接入网有链型网、环型网、T 型网、星型网、综合网5 种方式[15]。 2.5.1 链型网

链型网也称为线型网。其传输线路采用2 芯光纤，线路设备采用HO方式，每个有业务需求的点（一般为中间站）都设ONU并接ADM方式配置。OLT设在集中提供业务源的地方，一般TM方式配置。由于以总线方式构成的网络可靠性较差，因此在干局线传输网中需提供保护通道，使接入网在一些适当地点（一般为通信站或规模较大的中间站）与干局线传输网沟通，形成通道保护，组网结构如图2-2所示。链型网的应用范围较广，可以用在新建铁路的通信网中，也可用在具有光传输系统的现在铁路通信网改造中。该网型干局线传输网与区段通信网间的业务互通能力强，业务分配灵活，不足之处是接入网本身的性较差，其保护通道要由核心网提供。

图2-2 链型结构

2.5.2 环型网

环型网传输线路采用2 芯光纤，线路设备采用（1+0）保护方式，OLT、ON U的设置地点和应用方式与链形网相同，其网络形式是将OLT 所有的ONU“首尾”相连，构成一个具有自愈能力的保护环，其网络结构如图2-3 所示。

这种网络结构主要用于一些铁路支线专用线或铁路大地区等。由于在一些铁路支线和专用线上，一般不设干局线通信。采用这种组网方式，既可以保证网络的可靠性，又可节省建设干局线传输系统的投资。其最大的特点是具有自愈环保护功能。如果在干线铁路中应用，可在干局线传输网中为其提供保护通道。这种网型可靠性比较高，缺点是需要4 根传输光纤，光纤利用率不如链形网结构。

图2-3 环形结构

2.5.3 T 型网

T 型网的基本结构是在链型网中间某一ONU处引出一个分支结构，该分支结构也按链型网结构组网，这种由干线链型网和分支链型网共同构成的网络形式称为T 型网。其传输线路干线和分支线均采用2芯光纤，线路设备采用（1+0）保护方式，其结构如图2-4所示。这种结构适合于铁路干线与支线（或专用线）统一构网的情况，网络中的干线部分用于铁路干线。T 型网利用干局线通道进行通道保护，以提高网络的可靠性。分支部分用于铁路支线（或专用线），以提供与干线一样的通信业务，进而实现统一管理，提高效益。T 型网的可靠性相对较差，尤其是分支部分。其优点是可将铁路干线上的支线及专用通信业务，采用同一网管，实现业务共享。

图2-4 T形结构

2.5.4 星型网

星型网的基本结构如图2-5所示。网络中的光网络单元（ONU）分散分布，均与光纤线路终端（OLT）以2 芯光纤（HO）或4 芯光纤（H1）的方式相连接。网络运用方式与前几种网络相似，OLT 集中提供用户所需的各种通信业务，通过ONU 将这些业务分发至用户。这种网络的一个明显特点是，各个支路间故障的相关性很小，即1 个ONU 与OLT之间出现通信故障时，基本不影响其它ONU 与OLT 以及相互间的通信。如果OLT 与ONU 间均接通道（1 + 1）方式设置，整个网络的可靠性比较高，但网络成本也较高。这种网络的组网灵活性较差，OLT 的业务负载繁重，一旦OLT 出现传输故障，全网络就会瘫痪，所以一般只用在地区及站场通信，不在铁路区段通信中应用。其优点是适用于处于网络边缘地带的接入网环境，能够有效地实现窄带业务向宽带业务的平滑过渡，这对于支持未来灵活多变的多媒体通信很有价值。

图2-5 星形结构 2.5.5 综合网

综合网是既有铁路通信网的改造、新建铁路与既有铁路相结合统一组建的通信网，以及位于路网纵横交错的长大干线铁路通信网的建设中，其接入网往往需要采用几种网络结构相结合的方式，形成一个综合型的接入网络，故称为综合网。采用这种组网方式，以便更合理、更有效地满足铁路运输需要。综合网具有网络结构比较复杂、可靠性高等特点。

3 西安至商州铁路通信网设计方案 3.1 西安至商州铁路通信网设计依据

本课题为西安至商州铁路长途通信传输系统组网设计（光缆部分），采用SDH传输技术。根据设计任务书给定的设计范围、行政区划分及对传输系统的要求进行组网设计。 3.1.1 设计范围：

本段工程的设计范围为西安至商州铁路，全长153.1公里。中间分布有新丰镇、零口等12个中间站，各站间距离如表3-1所示。 表3-1 站间距离表

站名 站间距离

西安至商州段的铁路地理位置见图3-1。

图3-1 西安至商州段铁路地形图

3.1.2 行政区划分:

(1) 新丰镇(含)至商南(含)段由郑州铁路局西安铁路分局管辖，在商州设车务段，管理本线良山(含)至商南(含)各车站；零口车站由新丰镇车站管辖。

(2) 调度区划：新丰镇（含）至商南（含）由西安铁路分局调度所统一指挥，其中：新丰镇（含）至零口（含）归西安铁路分局调度所既有东二台；零口（不含）至商州（不含）归行调一台；商州（含）至商南（含）归行调二台。货调纳入西安分局调度所既有的西安地区台。

(3) 工务行政区划分：西安工务段管辖新丰镇--渭南南(含)；商州工务段管辖渭南南(不含)--商南(含)，西安、商州公务段属西安分局管辖。

(4) 西安至商州电务系统由西安电务段管辖。

(5) 西安至商州水电系统由西安水电段管辖，供电系统由西安供电段管辖。

西安-新新丰镇-零口-良良山-渭渭南南-花园-桥桥南镇-涧峪-蔡蔡家河-灞源-砚砚川-两两岔河-商北-商丰镇 8.2 零口 8.1 山 8.1 南南 10.2 花园 9.3 南镇 10.5 涧峪 8.9 家河 10.9 灞源 23.5 川 24.8 岔河 11 商北 10.8 州 8.8 3.1.3 传输系统要求：

(1) 分别利用两芯光纤(采用1550nm波长)开设干线与局线通信系统; 两系统的ADM、TM设备用STM-1电口互相连接，构成系统环路保护。

(2) 利用两芯光纤（1310nm波长)开设接入网系统，西安、商州、设OLT，其余各站分别设ONU。接入网与本地网的ADM以2Mbps连路部分相互连接，构成系统环路保护。 3.1.4 各站间通道数量如下： 西安至南京方向：350×2MB 西安至商州：80×2MB 西安至新丰镇：20×2MB

西安、商州、新丰镇设程控交换机。零口、良山、渭南南、花园、桥南镇、涧峪、蔡家河站的自动电话纳入新丰镇交换机；灞源、砚川、两岔河、商北站的自动电话纳入商州交换机，各战自动电话数量按10部考虑。

3.1.5 干、局线电报和电话会议

根据规范要求设置会议电话及电报，在西安分局会议机械室新设会议电话总机，西安分局电报所设普报设备终端。在商州通信站设普报终端、在商州车务段、商州工务段设会议电话分机。 3.1.6 专用通信

(1) 调度电话：列调、货调、电调(牵引供电调度) 、供电调度(电力贯通线调度)采用数字式共线调度综合通信系统，数字调度通信系统具备环路保护功能，车站运转室另配应急专用自动电话一台作为列调电话的备用手段。

(2) 车务、工务、电务、水电(给水用) 、供电(电力用)专用电话纳入数字式共线调度综合通信系统。 (3) 根据行车业务需求，接入网系统中考虑提供红外线轴温测试通道、电力远动通道到、DMIS通道、通信通道、微机检测通道、电源监控通道、货运管理信息及机务管理信息通道等。 (4) 接入网系统在每个中间站根据业务需求提供音频、数据、自动电话的接口。 3.1.7 设计规程

TB-10006-2005铁路运输通信设计规范

TB- 10006-2009 铁路通信传输及接入网工程设计规范 YD-T 5095-2005 SDH 长途光缆传输系统工程设计规范 YD-T 5024－2005 SDH 本地网光缆传输工程设计规范 3.2 通信组网设计

西安至商州段铁路属于一级干线铁路，由于业务繁忙，宜将干、局线长途传送网、本地接入网分别设置光传输系统。网络结构以链形为主要传递信息方式，各层传输系统传输设备可考虑用STM-1电口互相连接，构成系统环路保护。 3.2.1 长途通信组网方案 (1) 干、局线传输容量的确定

根据任务书的要求，西安至南京方向的通道数量为350×2Mb,在这两个节点间应该设置STM-16传输设备，STM-16的最大传输容量为1008个2M话路，能够满足传输通路的要求。西安至商州、西安至新丰镇的通道数量分别为80×2Mb、20×2Mb，并考虑将西安至南京方向的少量通道安排在此系统中（加强干线通信的安全性），在这两个节点间应设置STM-4传输设备，STM-4的最大传输容量为252个2M话路，能够满足传输通路的要求。长途通信组网方案见图3-2。

图3-2 长途通信组网方案

(2) 长途干、局线主要的电路类型及数量 ① 干、局线长途电话

光缆数字传输系统与时分数字程控交换设备相互配合使用，为干、局线长途电话提供了数字传输和数字交换的合理方案，使得接口简单经济，通话质量高，中继话路多，服务功能强，而且机房面积利用率高，电源耗电量低。

采用光缆数字传输系统后，合理设计中继线束，采取2Mb/s高速链路接口直接与程控交换机相接，可节省音频连接所需要的PCM基群复用设备的投资。有些时分数字程控交换机还提供8Mb/s高速中继接口。 光纤通信传输容量大，可为长途自动组网提供充足的话路数量。在工程设计中按照任务书的要求确定长途自动直达通路。

任务书中给定的长途通道数量如下： 西安至南京方向：350×2MB 西安至商州：80×2MB 西安至新丰镇：20×2MB

设计中将其中西安至南京方向的300×2MB通道/西安至商州20×2MB通道安排在2.5Gbit/s的干线网中, 西安至南京方向的50×2MB通道/西安至商州60×2MB通道/西安至新丰镇20×2MB通道安排在622Mbit/s传输系统中，两层网络之间可以进行保护,当2.5Gb/s干线网设备出现故障时,622Mb/s传输系统就能起到备用的作用，确保了骨干网的安全可靠。干、局线电话系统构成情况见图3-3。

图3-3 干、局线电话系统构成方式

② 干、局线长途电报

在铁路电报网中，分枢纽至本分局管辖范围内的编组站、区段站和有段级单位的站均应设普报所。这部分电报报路传输方式与分枢纽以上的普报报路相比存在一些差异。分枢纽以上的普报均有载波通路，采用载波电报设备；分枢纽以下沿线各普报所间所需报路一般为一个。因此，我们在西安和商州站间分别设一路普报，西安和新丰镇站间也要设一路。

在实际的工程建设中，长途通信网中还设计有传递列车编组顺序的列车确报电报网，确报报路的传输方式与分枢纽以下的普报报路相同，同样的道理西安到新丰镇、西安到商州也各设一路确报。 报务的数量应根据报务量和设备制式确定。在确乏报务量资料时，一般可参照表3-2确定[3]。

表3-2 电报电路数量表 电报名称 干线电报 通报范围 总枢纽至局间枢纽间 总枢纽至局枢纽间 局间枢纽至局枢纽间 各局间枢纽间 各相邻局枢纽间 局线电报 局枢纽至分枢纽间 局枢纽至重点端站间 各相邻分枢纽间 各站电报 分枢纽至编组站、区段站和有段级单位的 大站及特殊需要的站间

参照表3-2来确定各站间的电报数量，西安原为铁路局枢纽，现属于郑州铁路局管辖下的分枢纽。西安至商州间、西安至新丰镇间可考虑设置局线电报。局线电报可通过西安至商州、西安至新丰镇所设的PCM设备经STM-4传输网络系统构成。 ③ 干、局线会议电话

报路数不少于 4 1 1 2 1 1 1 1 1 在光缆数字传输系统中，会议电话由PCM数字通道组成。干、局线会议电话网仍按铁道部、铁路局、铁路分局和分局以下的汇接点汇接构成。会议电话通路在分局以上的应设专用话路，并应考虑固定倒换的备用话路；分局以下的会议电话通路一般可按固定倒换话路设计。 长途干、局线会议电话电路数量可参照表3-3确定[3]。

表3-3 会议电话电路的配备 电路方向 总枢纽－各局间枢纽 总枢纽、局间枢纽－管内各局枢纽 局枢纽－管内各分枢纽 分枢纽－端站

根据要求在西安分局会议机械室新设会议电话总机，在商州车务段、商州工务段设会议电话分机，在新丰镇也设了会议电话分机，主用通道从PCM经STM-4传输系统构成，备用通道从OLT、ONU接入网传输系统构成。

④ 干、局线调度电话

在光缆数字传输系统中，干、局线调度电话由PCM数字通道组成。由于调度电话网属于封闭专用电话系统，在网中总机与分机间通话不经过半固定接续设备，任一分机用户拿起送受话机柄即可与总机构成通话条件，不需拨号过程。

干、局线调度电话电路数量可参照表3-4来确定[3]。

表3-4 干、局线调度电话电路的配备 电路方向 总枢纽－各局枢纽 局枢纽－分枢纽、编组站、区段站

电报、会议、局调系统构成方式如图3-4所示。

图3-4 电报、会议、局调系统构成方式

3.2.2 铁路专用通信

铁路专用网通信业务种类多，专业性强，因此接入网这部分是我设计的难点,以下将铁路接入网部分着重阐述。

(1) 接入网组网方式的选择

传统的接入网由OLT、ONU和传输系统构成，ONU作为接入单元，提供各种接入端口，业务通过传输系统送至OLT，由OLT设备完成业务的交叉和汇聚。但是铁路接入网却具有其特殊性，由于铁路是由一个站一个站组成的很长的链形结构，站与站之间有互通的数据业务，如果仍采用传统方式，由OLT完成不同ONU之间的业务连接，就会兜一个大圈子，而且由于经过的站点很多，可靠性也会有所下降。基于铁路特有的组网需求，我将采用ZXA10提供的ONU级联功能。

如图3-5所示，各ONU节点之间的数据专线业务可以直接互通，不必经过OLT设备，避免了ONU的每个通道都要由OLT转接，节省了传输资源。当ONU节点的业务量较少时，如图中举例，每个ONU都有4个时隙需要汇聚到OLT，由于ONU之间互通，可以将多个ONU的数据业务信道复用到一个E1中，进一步节省传输资源。

电路数量 1主1备 1主1备 电话名称 干线调度 局线调度 1路主用 主用同上 电路数量 1路主用 1路备用 附注 备用话路一般与长途自动话路共用，仅在开会时作会议电话通路。 图3-5 ZXA10提供ONU级联功能

ONU级联的好处不仅是节省传输资源，更提高了网络的可靠性。

如图3-6所示，如果ONU-A和ONU-B之间的光纤或通信信道发生故障，B、C之间的数据业务仍然可以正常通信；如果ONU-A发生停电故障，原有各信道的链路配置信息在ONU-A上仍然保存，来电后可自动恢复，不必重新配置。

图3-6 ONU级联功能提供了更高的可靠性

利用V5接口组成接入网，组网方式如图3-7所示。此方式是利用区段SDH系统提供2Mbit/s信道，将光线路终端(OLT)与ONU相连构成接入网。此时OLT和ONU除具有常规PCM的一系列接口外，还能提供2B+D及30B+D接口，交换机应具备V5(包括V5.l或V5.2)界面。就POTS而言，交换机侧为V5接口方式。采用V5.1开放接口与交换机相连，实现诸如普通电话和ISDN等基本接入；V5.2接口具有集中功能，除支持V5.1接口业务外，还可以支持ISDN基群速率接入，即支持30B+D和N×kbit/s业务。采用V5接口可提高网络利用效率，降低成本。此方式是发展方向，利于开展新的业务。

图3-7 利用V5接口的接入网组网方案

(2) 铁路专用通信系统主要的电路类型 ① 调度通信

调度通信应包括列车调度电话、货运调度电话、牵引供电调度电话等通信系统。铁路所有区段均应设置列车调度电话、货运调度电话，在电气化铁路区段还应设置牵引供电调度电话。

列车调度电话的区段划分，应与运输指挥的调度区一致。在铁路枢纽内，设有调度区时，应单独设置枢纽列车调度电话。列车调度台应设于调度所的列车调度员处，列车调度分机应设在车站值班员、车站调度员、机务段(折返段)调度员、列车段(车务段、客运段)值班员、机车调度员、电力牵引变电所值班员及铁路局红外线调度员处。

货运调度电话的区段划分，应与货运调度员管辖区一致。货运调度台应设于调度所的货运调度员处，货运调度分机应设在中间站、区段站、编组站及货运站的货运室。

牵引供电调度电话的区段划分，应与电力调度员的管辖区一致。牵引供电调度台应设于调度所的电力调度员处，牵引供电调度电话分机应设在牵引变电所值班员室、开闭所、接触网工区、分区所、自祸变电所、电力机务段(折返段)值班员室、供电段调度室、“V亭”控制站、既无接触网工区又无“V亭”控制站的中间站车站值班员室。

养路电话、电务电话、水电电话、车务电话等铁路维修部门专用电话系统，因分机较多或传输衰减的要求，需划分为二至四段，采用遥控话路组成一个专用网。在光缆数字传输系统中，这些遥控电路均由PCM数字通道组成。

调度集中、红外线测轴温、接触网牵引供电远动等行车指挥自动化、遥测业务的信息传递，也需要在光纤数字传输系统中提供一定数量的遥控组网通路。而且，一般要求提供一主一备的电路，以提高系统的可靠性。 ② 区段通信

区段通信应包括车务、工务、电务、供电、水电等专用电话以及站间行车电话、区间电话、道口电话、桥隧守护电话等。

在铁路区段可设置车务、工务、电务、供电、水电等专用电话。各类专用电话分别组成系统，并以车务段、工务段、电务段、供电段、水电段等业务段的管辖分界。专用电话调度台设置在段调度室，段下属单位设置专用电话分机。

车务、工务、电务、供电、水电等专用电话分机可按表3-5设置。

表3-5 车务、工务、电务、供电、水电电话分机设置地点 专州电话名称 车务 工务 电务 供电 各信号领工区及工区、电务段调度室 供 电领工区及工区、牵引变电所、接触网工区、开闭所、分区所、自烟变电所、“V亭”控制站、供电段调度室 水电 变 电所值班员室、电力领工区及工区、自动闭塞电力领工区及工区、给水所及领工区、水电段调度室

在铁路所有区段，均应设置站间行车电话，站间行车电话应安装通信记录装置。在采用数字调度通信设备的区段，站间行车电话应纳入数字调度通信系统，金属回线宜作为备用通道。站间行车电话应接入车站值班员(或信号员)的值班台，站间行车电话回线应接入调度分设备。

在长途电缆或光电综合缆区段，应设区间电话回线、区间应急抢险回线，宜设区间临时施工回线和区间自动电话回线等。区间电话应能构成与车站值班员的联系，并能接通该区段内的列车调度、牵引供电调度电话，以及自动电话。

道口电话应接入车站值班员室的值班台，道口电话可采用共电式或磁石式设备。

铁路桥梁、隧道和隧道天井由守护时，应装设桥隧守护电话。铁路桥梁、隧道守护的应装设桥遂守护电话的值班台和自动电话。有守护的每一桥梁或隧道应设1台电话分机:在桥梁或隧道两端均驻有守护点时，则在两端间设置直通电话，守护点至营房间应设直通电话。 (3) 数字调度专用设备

针对铁路通信中对调度系统的特殊要求，中兴接入网还提供了专用数字调度单元ZXA10-DXT设备，它提供了调度电话、站间电话、音频及数据等接口，可与铁路调度系统无缝连接，并提供了多种保护方式，确保铁路通信和调度系统的可靠性。所以选用ZXA10-DXT设备构成铁路专用通信的数字式共线调度综合通信系统。

ZXA10-DXT设备的特点： ① 灵活多样的业务与技术方式

应用现代通讯技术，提供各种通信业务，包括数字共线的调度系统（增益可调）、站间电话、站间数据业务等。

② 丰富的接口类型

包括E1 接口、音频接口、普通电话接口和各种数据接口。 ③ 安全可靠的组网方式

采用多种保护方式，即使光设备出现故障或光缆发生断缆，也可以实现业务的自动恢复。 ④ 便捷的维护方式

系统具有自诊断功能，可以做到设备的无人值守，降低了维护费用。 ⑤ 最小的带宽占有率

采用链形拓扑结构，整个系统共用SDH 传输系统的同一个2M 时隙，每个站点具有k交叉能力，站间通信只需要利用站间的传输通道。共线调度共用同一个k 时隙，提高了业务通信的资源利用率。 ⑥ 良好的语音质量

采用先进的数字时分交换技术，保证良好的语音通信质量。 ⑦ 优异的性能价格比

养 路、路基、桥隧领工区及工区、桥隧巡守工值班室、特殊看守地点、工务段调度室 电话分机设置地点 中间站的车站值班员室、中间站其他必要的地点(设1一2台)、车务段调度室 系统配置灵活，成本低，可以根据用户需求灵活配置各种功能单板。 ZXA10-DXT设备的外形见图3-8所示。 图3-8 ZXA10-DXT设备的外形图

ZXA10-DXT提供数字共线功能，将铁路沿线的各个调度分机都插入到传输通道的一个Kbps时隙中，使各调度分机之间时刻保持互通，且调度台根据需要，可以对调度分机进行群呼或组呼。这种共线业务以前都是通过实回线来实现，而DXT采用了数字技术实现了该功能，保证了铁路通信向数字化和光纤化方向迈进。

DXT的另一个主要功能是站间电话，根据需要可以设置成拨号方式或热线方式。拨号方式就是通过拨下一站电话的号码，下一站的电话才会振铃；而热线方式是拿起电话听筒，下一站的电话自动振铃，接听后即可通话。热线方式也称为闭塞电话业务，是铁路调度管理的一个重要业务。

铁路调度是铁路运输正常工作的重要保证，对其可靠性有极高的要求，因此DXT提供了两种保护方式：通过提供一个冗余的E1接口，使每个信道都具备1+1的保护，主信道故障，备用信道接替工作。另外，通过迂回路由，提供系统业务在其它路径的保护，如图3-9所示。 图3-9 ZXA10-DXT组网与信道保护功能

铁路接入网支持的业务范围及接口如表3-6所示。

表3-6 接入网支持的业务范围表 业务类型 电话 数据通信 区段调度通信 区段专用通信 应急通信 会议电视等

铁路接入网体系能为铁路各专业的远程监控体系和各单位信息治理系统供给2M、K数据、ISDN、自动电话和音频等重要业务。组要有四个特色：一是组网方法机动，保证了铁路现代通讯的高可靠性请求；二是在电路和接口配置上可以依据铁路每站业务的不同而做到按需配置，在同类业务可以在OLT处做到交叉整合向上一级传输，节俭电路和投资；在主动电话业务中以V5接口供给高集线比用户接入，为铁路及铁通在主动电话业务需求上有足够的支撑且投资较低；四是在各种低、高速数据节点、视频业务节点和租用线等多业务节点方面铁路光接入网体系适合现有铁路中各车站的信息治理和文化传布。 3.2.3 总方案设计图

通过以上分析得出总方案设计图见图3-10。其特点是网络层次分明，接入网可通过本地传送网进行保护，本地传送网通过长途传送网进行保护。该网型干局线传输网与区段通信网间的业务互通能力强，业务分配灵活，不足之处是接入网本身的性较差，其保护通道要由核心网提供。

范围

普通电话、数字电话、 自动电话

牵引供电远动等各类控制数据 列调、货调、牵引供电调度 车务、工务、电务、供电、 水电

语音业务、图像业务、 数据业务

会议电视、会议电话

2Mbit/s、2B+D、Z、 kbit/s

n×kbit/s 、2Mbit/s、30B+D、2B+D 2Mbit/s、kbit/s、2/4W 2Mbit/s、kbit/s 接口

V5、Z、2B+D SUB

TMIS、DMIS、PMIS、红外轴温、2B+D、2/4W 、kbit/s、2Mbit/s

图3-10 西安至商州铁路通信网设计图

4 光传输设备选型和配置 4.1 干线网设备配置方案

在西安、蔡家河、商州设2.5G ADM 网元，网元选的是中兴的ZXMP S385型2.5Gbit/s ADM设备，相邻两个网元间接入4条光芯组成1+1链形网络。相邻网元之间的业务有西安至南京方向300×2MB/西安至商州20×2MB。

ZXMP S385设备子架见图4-1，采用19 英寸机架形式，外形尺寸为888.2mm（高）×482.6mm（宽）×270mm（深），子架整体由侧板、盖板和金属导轨等组成，可单独完成散热、屏蔽等功能。子架底部有单独的风扇插箱，装有3 个的风扇模块盒，每个风扇模块盒单独和风扇背板连接，方便维护。子架上部有一个装饰门，可灵活拆卸，具有装饰、通风、屏蔽的功能[18]。

1.上出线口 2.装饰门 3.单板区 4.下走线区 5.风扇插箱 图4-1 ZXMP S385设备子架结构图

(1) 背板：背板是连接各个单板的载体，也是ZXMP S385 设备同外部信号的连接界面。背板上设有单板连接插座，各单板通过插座和背板上的各种总线连接。

(2) 插板区：子架插板区为双层结构，用于插装ZXMP S385 设备的单板。 (3) 风扇插箱：风扇插箱位于子架底部，用于对设备进行强制风冷散热。

ZXMP S385 设备子架后部设有安装支耳（左右各一），用于在机柜内固定设备子架。ZXMP S385 设备子架采用了后固定的安装方式，可以在机柜正面对设备子架进行固定，并不影响子架的布线，满足前安装、前维护、设备机柜靠墙安装、背靠背安装的要求。

ZXMP S385 设备机柜是符合ETSI 标准的19 英寸机柜，柜体采用优质钢板材料制作，具有优良的电磁屏蔽性能和散热性能。

ZXMP S385设备业务槽位丰富，提供了丰富的业务接口：STM-/STM-16/STM-4/STM-1光接口；STM-1和E1电接口；以及10M/100M和1000M以太网接口等；可提供高集成度的业务接口板，满足大容量业务接入的需要。ZXMP S385 设备的子架插板区分为上下两层，上排插功能接口板，下排插功能板，下排单板有16 个槽位，上排单板有15个槽位,板位排列如图4-2所示[18]。

图4-2 S385子架插板示意图

其中西安2.5G ADM网元设备的硬件配置，如表4-1所示。

表4-1 单板类型选择配置表 单板类别 业务单板 配置单板 2块OL16单板 配置说明 线路选择2块OL16单板，分别对应主链和备链 6块EPE1单板，每块上西安在骨干网中要上下320个E1业务，支路板选择6块下63 x E1业务 EPE1板和6块EIE1界面板 1块LP1(STM-1电界面连接本地网中的622M ADM设备 板)单板 功能板 NCP 2块网元控制板 OW QxI CSA

1块公务板 标配为一块 交叉板需要进行备份保护， 因此选择2块XCS交叉板 商州2.5G ADM网元设备的硬件配置与西安的几乎相同只是上下63 x E1业务的EPE1板只要配1块,因为商州站的通道只有西安至商州的20×2MB。

蔡家河站2.5G ADM网元设备的硬件配置相对比较简单，它在整个干线网中起到REG的功能，不需要考虑上下业务，所以在业务单板只要配4块OL16单板，作为群路传输使用。 4.2 本地传送网设备配置方案

在西安、新丰镇、蔡家河、商州设622M ADM 网元组成本地传送网，网元选的是中兴的ZXMP S330型622Mbit/s ADM设备，相邻两个网元间有2条光纤。相邻网元之间的业务有西安至南京方向50×2MB/西安至商州60×2MB/西安至新丰镇20×2MB。

ZXMP S330设备子架见图4-3，采用19 英寸机架形式，外形尺寸为443.7mm（高）×482.6mm（宽）×270mm（深），子架整体由侧板、横梁和金属导轨等组成，可单独完成散热、屏蔽、防尘等功能。子架底部有单独的风扇插箱，装有3 个的风扇模块盒，每个风扇模块盒单独和风扇背板连接，方便维护。子架上部有一个装饰门，可灵活拆卸，具有装饰、通风、屏蔽的功能[19]。 1.上走线区 2.装饰门 3.单板区 4.下走线区 5.风扇插箱 6.防尘单元 图4-3 ZXMP S330设备子架结构图

子架由四部分组成：

(1) 背板：背板是连接各个单板的载体，也是ZXMP S330 设备同外部信号的连接界面。背板上设有单板连接插座，各单板通过插座和背板上的各种总线连接。

(2) 插板区：子架插板区为双层结构，用于插装ZXMP S330 设备的单板。 (3) 扇插箱：风扇插箱位于子架底部，用于对设备进行强制风冷散热。

(4) 防尘单元：防尘单元位于子架底部，用于保证子架内的清洁，避免灰尘影响散热性能。

ZXMP S330 光接入端口提供STM-16/4/1级别；电接入端口提供E1/T1、E3/T3、STM-1 等TDM 业务接口，提供灵活的业务上下方式。ZXMP S330设备可最大同时支持20个622M光方向和8个155M光方向，单子架最大可支持252个E1业务直接上下。ZXMP S330设备的子架插板区分为上下两层，上层为接口板，下层为业务单板，板位排列如图4-4所示[19]。 图4-4 S330子架插板示意图

其中西安622M ADM网元设备的硬件配置，如表4-2所示。

表4-2 单板类型选择配置表 单板类别 业务单板 配置单板 1块OL4单板 配置说明 构成线路速率为622Mbit/s的本地传送网 3块EPE1单板，每块上下63 西安在本地传送网要上下130个E1业务，支路板选择3块x E1业务 EPE1板和3块EIE1界面板 1块LP1(STM-1电接口板)单连接骨干网中的2.5G ADM设备 板,1块LP1(STM-1电接口板) 连接本地接入层中的OLT设备 功能板 SC NCP 2块时钟板 1块网元控制板 CSA

交叉板需要进行备份保护，因此选择2块XCS交叉板 新丰镇622M ADM网元设备的硬件配置与西安的几乎相同只是上下63 x E1业务的EPE1板只要配1块就能满足业务要求，群路部分要配2块OL4单板实现光线路的传输。

蔡家河622 ADM网元设备在本地传送网中起到REG功能，所以业务单板只要配4块OL4单板就能满足要求。

商州622M ADM网元设备的硬件配置几乎与西安相同，只要支路部分配1块EPE1上下E1业务就能达到要求。

4.3 本地接入网设备配置方案

本地接入网是铁路通信网的一个重要组成部分，它主要完成铁路专用通信，直接为基层运输生产服务，提供各种综合业务的接入。中兴通讯研制开发了新一代ZXA10 综合接入网系统，该系统由ZXA10 T600（V1.0）综合接入局端业务汇聚单元(OLT)和ZXA10 U300综合接入用户端业务处理单元(ONU)组成。每个有业务需求的点（一般为中间站），都设ONU并接ADM方式配置。OLT设在集中提供业务源的地方，一般按TM 方式配置。 4.3.1 OLT 设备的说明

ZXA10 T600(OLT)为最终实现一个全面支持话音、数据、图像传输等多种综合业务、并可平滑升级到宽带传输平台而设计的大容量局端接入设备，能满足铁路上的要求。ZXA10 T600（V1.0）接入平台支持的主要有以下业务和功能。 (1) 实现用户侧接口功能 ① 支持早期各类模拟用户接口。 ② 支持ISDN BRI(2B+D)接口。 ③ 支持各类DDN数据专线。 ④ 支持V.35 N× K数据接口。 ⑤ 2/4线音频专线接口。

⑥ 支持模拟用户接口的112测试。 ⑦ 支持ONU之间的专线直连通路。 ⑧ 支持ONU堆叠。 (2) 实现中继侧接口功能 ① 支持V5接口。

② 支持各类DDN数据专线接口。

ZXA10 T600（V1.0）采用19英寸6 U的机柜，单个机柜内机框的排列如图4-5所示[20]。根据需要，各层的数量可以进行增减而且各层的排列顺序可以进行调节。ZXA10 T600（V1.0）采用分层式的模块化设计，按照不同的业务类型划分成不同的功能单元，如POTS业务单元、DDN业务单元等等。各功能单元在软硬件上基本，在保证模块间接口不变的条件下可自行升级，甚至可以不依赖T600机型而使用。ZXA10 T600（V1.0）系统只需通过功能单元的堆栈式叠加就可实现系统业务和用户容量的无级扩容。一个OLT可以根据组网方式、系统容量和业务需求，选取其中需要的功能单元组合而成。

图4-5 ZXA10 T600（V1.0）机柜机框排列示意图

ZXA10 T600（V1.0）综合接入局端业务汇聚单元采用19英寸6 U（1 U=44.45 mm）机框结构，现在以单个POTS模块为例进行介绍，单板插件采用1英寸宽度的紧凑型设计，机框的槽位有18个，硬件排列如图4-6所示[20]。

图4-6 单板排列示意图

ZXA10 T600（V1.0）系统主要包括的单板有SSUB板、ODT板、MTBC背板、PWR板。

信令和交换单元SSUB板是整个POTS业务单元的核心功能部件，完成话音及HDLC信令时隙的交换、与外围处理机板之间的HDLC通讯，提供系统时钟，提供系统所需的450 Hz信号音（忙音、拨号音和回铃音））。此外，SSUB板还提供会议电话功能。SSUB具备总容量4 K×4 K的交换能力。

八路数字中继板ODT板提供8路E1接口，通过8 MHW线和时钟线与控制层的SSUB板相连。ODT板与SSUB板之间采用HDLC点对点通信方式。ODT板的E1接口既可用于连接U300设备侧的交换控制板ICS，也可用于连接交换机的V5接口，或者POTS接入模块间的互联。

电源板PWR用于向ZXA10 T600（V1.0）用户层提供二次电源及铃流。PWR板输出4种电压：+5 V，-5 V，-48 V，铃流75 VAC。

通过以上介绍我们在西安和商州各设一套ZXA10 T600接入网设备要求如下： 西安的SDH622Mb/s-OLTC设备

[(40+131+2)*2M +*K+40*N*K+96*VF2/4+32*2B+D] 商州的SDH622Mb/s-OLTC设备

[(40++2)*2M +*K+4*N*K+16*VF2/4+8*2B+D] 4.3.2 ONU 设备的说明

ZXA10 U300 （ V3.1 ） 综合接入用户端业务处理单元上的单板包括包含ICS/EICS/ICS-N/GISS，ALC，DIB，AUDB，DLC，IMAE，ATI，ADL 等单板。

ZXA10 U300（V3.1）综合接入用户端业务处理单元一般采用标准的19 英寸机框，其宽度为19 英寸，高度为6 U，满配置如图4-7所示[21]。

图4-7 用户层单板配置图

每个用户机框内的单板由POWER H 板、ICS 板、用户接口板、TSLC 板和后背板构成，用户接口板槽位数为12 个，各种用户接口板可实现混插，并且支持带电热插拔，但ODTI、IST 板只能插在LC6 用户槽位上，这里我们只对我们用到的单板进行介绍，至于宽带用户接口板不作说明，单板类型介绍如下。 (1) 窄带用户接口板

目前提供的窄带用户接口板主要包括：ALC 模拟用户板、DLC 数字用户板、DIB 数字接口板、HDB 高速数字用户线路板以及AUDB 二/四线音频接口板。

① ALC 板提供POTS 业务，每块ALC 板提供32 线用户电路，满配置时一个机框用户数可以达384 线。 ② DLC 板提供ISDN 2B+D 业务，每块DLC 板提供8 个ISDN 2B+D 接口，并提供远端供电功能。 ③ DIB 板提供V.35 和V.24 等DDN 业务接口，提供子速率、K 接口，每板4 线。 ④ HDB 板提供2 M 数字专线HDSL 或N× K 的SHDSL。 ⑤ AUDB 板提供二/四线音频接口，每板16 线。 (2) TSLC 板

TSLC 板按照电总112 要求完成对本用户单元任何一个用户电路、用户线及用户话机的测试。整个系统由POWER H 统一供电，POWER H 将一次电源的-48 V 转换成各个单板需要的+5 V，-5 V，+12 V，-12 V 和用户馈电、铃流电压，环境监控系统可对POWER H 进行监控，并可控制其开关。 (3) ICS 板

完成所有用户接口板的管理，并提供E1/8M HW 等传输接口，同时将设备的运行状态等信息上报给网管系统。正常情况下两块ICS 板以主备的方式工作，当其中一块ICS 出现故障时，另外一块ICS 自动接管其所有控制权。

(4) 电源板（POWER H）

电源板POWER H 用于向ZXA10 U300（V3.1）各用户层提供二次电源及铃流，各层的POWER H 可以实现电源互助。 (5) 传输单元板IST

传输单元板IST 提供综合业务的上联接口、传输与保护功能，只能配置在紧靠左侧ICS 板的用户槽位。IST 主要针对星形组网的末端节点，以及小容量的环上节点使用，可与ZXA10 S200/S300 混合组网。最多可支持20 个E1 与6 个FE 业务，除了满足本网元的TDM 业务与以太网业务需要外，额外的E1 与FE 接口可连接外部设备。传输单元板IST 包括IST 1A、IST 1T、IST 4T 三种类型，分别提供2路STM-1 接口、1 路STM-1 接口、1 路STM-4 接口。

通过以上介绍我们在新丰镇、零口、良山、渭南南、花园、桥南镇、涧峪、蔡家河、蔡家河、砚川、两岔河、商北各设一套ZXA10 U600接入网网络单元设备要求如下： 新丰镇的SDH155Mb/s-ONUC设备

[(3+8)*2M +4*K+4*N*K+16*VF2/4+8*2B+D] 其它各站的SDH155Mb/s-ONUC设备

[8*2M+10*SUB+4*K+4*N*K+16*VF2/4+8*2B+D]

5 光通信线路设计 5.1 光缆类型的选定

光缆缆芯的结构，一般根据采用的光缆制式确定。对于不含金属线或含少量金属线的光缆，可以采用层绞式结构或骨架式结构，也可采用束管式结构。当光缆中需包含较多的金属四线组时，可以采用单元式结构，其中可包括一个或多个光纤单元[3]。

在层绞式结构中，光纤可以采用紧套光纤或松套光纤。由于紧套光纤对侧压力比较敏感，因此在紧套光纤时，可以在被覆光纤间嵌以直径比被覆光纤直径大的填芯绳，构成所谓的衬垫式缆芯结构，以提高光缆的抗压性能。松套光纤在一次涂覆后的光纤与套层之间有空隙，其抗压性能较好，故在层绞式光缆中得到广泛应用，松套光纤的套层内可放入一根或多根一次涂覆的光纤[3]。

在层绞式结构中，为了使光缆缆芯保持圆形，当所需的金属线及光纤的数量不足以填满加强构件周围的空间时，则应以填充绳或填充管来填补所余空位。填充绳或填充管的外径等于或大于同层光纤的外径。对于实行充气维护的光缆，可以使用沿纵向开槽的充气管；对使用油膏填充的光缆，则应使用填充绳[3]。 骨架式缆芯结构目前使用的也比较多。由于光纤置于骨架的沟槽中，光纤可以受到很好的保护。在这种结构中，可以使用仅有涂层的裸光纤或紧套光纤[3]。

束管式光缆结构的中心无加强构件，缆芯为一充，一次涂覆的光纤浮在油膏中，加强构件在管的外面，既能作加强用，又可作为机械保护的护层。这种光缆结构合理、重量轻、体积小、密封性能好、价格较低[3]。

为保证各种行车安全信息及控制信息不间断的可靠传送，同时考虑到铁路各业务需求较多，光缆中光纤容量应满足光传输系统、区间信息传输的需要，并兼顾远期发展的需要，因此，在铁路两侧的槽道内分别敷设一条24芯(A缆、B缆)光缆。

铁路干线光缆的结构型式为GYTZA53－24Xn，即金属加强构件、松套层绞式、油膏填充、铝一聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯套室外用通信光缆。 GYTZA53型光缆型号说明见图5-1。 图5-1 GYTZA53型光缆说明

GYTZA53光缆的结构是将单模光纤套入由高模量的聚酯材料做成的松套管中，套管内填充防水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯，对于某些芯数的光缆来说，金属加强芯外还需要挤上一层聚乙烯（PE），

松套管（和填充绳）围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物。涂塑铝带（APL）纵包后挤一层聚乙烯内护套，双面镀铬涂塑钢带（PSP）纵包后挤制聚乙烯外套成缆。

GYTZA53光缆的特点：精确控制光纤的余长保证了光缆具有良好的拉抗性能和温度特性；松涛管材料本身具有良好的耐水解性能和较高的强度，管内充以特种油膏，对光纤进行了关键性保护；良好的抗压性和柔软性；

GYTZA53光缆结构截面如图5-2所示。

图5-2 GYTZA53光缆结构截面

5.2 光纤类型的选定

(1) 长飞匹配包层单模光纤产品描述

长飞匹配包层单模光纤G.652.B全面优化了1310nm和1550nm工作窗口的特性。在1310nm窗口的色散最小和在1550nm窗口的衰减最低，满足在1310nm或1550nm单窗口工作，或在1310nm和1550nm双窗口应用的要求。低的偏振模色散（PMD）满足高速率、长距离的传输要求。 (2) 长飞匹配包层单模光纤产品应用

长飞匹配包层单模光纤具有低衰减、低色散和低偏振模色散等优越特性，能广泛的应用于高速率、长距离传输，例如：长途通信、干线、有线电视和环路馈线等网络。

长飞区配包层单模光纤适用于各类光缆结构，包括光纤带光缆，松套层绞式光缆、骨架式光缆、中心束管式光缆和紧套光缆等。长飞光纤在使用中与用其它工艺生产的光纤相容。 (3) 长飞匹配包层单模光纤产品标准

长飞匹配包层单模光纤符合或优于ITU－T推荐的G.652.B光纤技术规范。 长飞公司为了更加方便用户，对光纤产品的各项指标制定了更严格的标准见表5-1。

表5-1 区配包层单模光纤G.652.B技术标准 特性 光学特性 衰减 条件 1310nm 1550nm 1625nm 相对波长的衰减变化 1310nm 1550nm 波长范围内的色散 1285－1340nm 1550 nm 1625 nm 零色散波长 零色散斜率 零色散斜率典型值 偏振模色散系数（PMD） 单根光纤最大值 光纤链路值（M=20,Q＝0.01%） ≥－3.5 ≤3.5 ≤18 ≤22 1312±12 ≤0.091 0.086 ≤0.2 ≤0.1 [ps/(nm..km)] [ps/(nm..km)] [ps/(nm..km)] [nm] [ps/(nm2..km)] [ps/(nm2..km)] [ps/√km] [ps/√km] 1285－1330nm 1525－1575nm 数据 ≤0.34 ≤0.20 ≤0.24 ≤0.03 ≤0.02 单位 [dB/km] [dB/km] [dB/km] [dB/km] [dB/km] 典型值 光缆截止波长λcc 模场直径（MFD） 1310 nm 1550 nm 有效群折射率 1310 nm 1550nm 衰减不连续性 1310 nm 1550nm

5.3 中继距离的计算 5.3.1 损耗受限系统

0.04 ≤1260 9.2±0.4 10.4±0.5 [ps/√km] [nm] [um] [um] 1.466 1.467 ≤0.05 ≤0.05 [dB] [dB] 衰减再生段距离计算采用ITU?T 建议G.957的最坏值计算法，具体计算依据如下： L = (Ps-Pr-Pp-ΣAc-Mc )/(Af+ As) [7] 式中 L ---再生段距离(km)；

Ps ---S 点寿命终了时的最小平均发送功率(dBm)(查附录)；

Pr ---R 点寿命终了时的光接收灵敏度(dBm) (BER≤10-12) (查附录)； Pp ---光通道代价（dB），取值为2dB ；

ΣAc??S、R 点间所有活动连接器衰减之和，每个连接器衰减取0.5dB； Mc ---光缆富裕度；

a.光缆长度小于80km 时，光缆余度不小于3dB； b.光缆长度大于80km 时，光缆余度不小于5dB；

Af ---光纤衰减系数，1550nm 波长为0.20dB/km，1310nm 波长为0.34dB/km (查表5-1) As ----光纤熔接接头每公里衰减系数，取0.01dB/km。

(1) 在2.5Gb/s干线链路上，群路速率为STM-16，采用的光接口类型为L16.2JE。 L = (Ps-Pr-Pp-ΣAc-Mc )/(Af+ As) ＝(2+28-2-1-5)/( 0.20+0.01) =104.76

(2) 在622Mb/s的本地接入网中，群路速率为STM-4，采用的光接口类型为L4.2。 L= (Ps-Pr-Pp-ΣAc-Mc )/(Af+ As) ＝(-2+28-2-1-0.04)/( 0.20+0.01) =109.33

再生中继段距离原则上采用最坏值设计法，光接口参数参考规范，具体详见再生中继段距离预算表5-2。

表5-2 再生中继段距离预算表 序号 设备 类型 应用代Ps 码 dBm Pr dBm Pp dB Mc dB/Km 1 2

再生中继段的距离在100kmz左右，考虑到西安到商州全长153.1公里，所以选择蔡家河站为中继站，即设一个2.5G REG和一个622M REG设备，型号还是选择ZXMP S385和ZXMP S330的两款ADM,只要

STM-16 STM-4 L16.2JE +2 L4.2 -2 -28 -28 2 2 5 0.04 ΣAc dB 1 1 0.20 0.20 0.01 0.01 104.76 109.33 Af dB/km As dB/Km Lmax Km 插上相应的光板子就能配成REG。 5.3.2 色散受限系统

对于2.5G的系统这里要考虑损耗色散,而622M的系统的DSR不存在所以不考虑，色散受限的再生段距离的计算公式如下： [7]

：光传输收发两点间的允许的最大色散值；

：光纤色散系数，在G.652.B中1310nm取3.5ps/nm.km，在1550nm取18ps/nm.km(查表5-1)； 我们采用的是L16.2JE的光接口，工作波长1550nm，光纤使用G.652.B其色散系数 =18ps/nm.km, 经查STM-16 光界面参数表得 =1800ps/nm(查附录); 把以上数据代入公式: =1800/18 =100km

所以，2.5G 系统可达的最大再生段距离为100km，622M 系统可达的最大再生段距离为109.33km。 结 论

本课题针对铁路的各种业务类型，业务带状分布的特点，以及高可靠性、安全性的要求进行了西安至商州段铁路通信网组网设计。采用了基于SDH的多业务传送平台能够为各车站的调集集中、行车控制、电力远动及自动电话、调度专用电话系统、数据传输、图像传输以及由区间信息接入系统传送到车站的区间信息等提供安全可靠的通道。根据铁路业务容量及种类的需求，本段铁路按照三层结构设置通信网系统，即在西安和商州站建设上层2.5Gbit/s的业务传送系统，主要解决车站2Mbit/s及2Mbit/s以上多业务通道的需求，并为本地传送网提供通道保护；中间层建设622Mbit/s的本地传送网，主要解决2Mbit/s及以下各种通道需求以及区间内各信息采集点的信息采集与传送；下层组建155Mbit/s的铁路接入网系统完成铁路专用系统的通信。

建设本线通信系统具备高可靠性、高可用性、可维护性以及可扩展性等要求，在整个铁路光传输网中，都采用中兴的SDH设备，满足彼此间接口的兼容性，2.5G系统采用ZXMP S385型ADM，622M系统采用ZXMP S330型ADM，铁路接入网主要实现铁路专网的功能，它包括列车调度电话，电力调度电话，货运调度电话，车务、各站、工务、电务、水电、信号电力、站间行车、区间电话，道口电话等。依据铁路上窄带业务丰富的特点采用了ZXA10综合接入网系统，中兴通讯ZXA10综合接入网系统的基本组成包括光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)和及内置传输设备，同时还可以根据不同的组网需要，叠加其他的功能模块，通过多个ONU级联进OLT, OLT设备完成业务的交叉和汇聚，从而满足铁路通信网的要求。 致 谢

本篇论文能够顺利完成，首先要感谢给予我极大帮助的李中云老师，治学严谨，加上她多年工作的宝贵经验，在整个论文的写作过程中给我提出了宝贵而有建设性的意见。起初的我无从下手，找不到资料，进展很慢，后来给了我一张工程图可真把我吓到了，那么一张大图看起来感觉很复杂，后来时间又紧迫，我就三天两头的跑去问老师，一问就是好几个小时，老师还给了好多难得的资料，回来我也针对性

的查找资料，就这样磨逐渐懂的越来越多，开始画图写论文，但在选设备这一块还是遇到很多问题，第一次接触难免会有很多东西不懂，而且资料也很缺，还好我同学的朋友做SDH的帮了我很多，后来，OLT、ONU的资料我实在找不到，没想到打电话到中兴公司，他们把我要的型号资料统统发给了我，还帮我解答了一些问题，真的很感谢他们。还要感谢我的同学，我们做相似课题的会一起讨论，分享资料。

参 考 文 献

[1] 铁道部.铁路通信设计规范.北京：中国铁道出版社,2005.

[2] 铁道部.铁路通信传输及接入网工程设计规范.北京：中国铁道出版社,2009. [3] 丁俊原.电信工程设计手册[M]---长途通信系统.北京：人民邮电出版社，1991. [4] 李乐民，赵梓森，翁则贵等.数字通信系统[M].北京：人民邮电出版社,1986.10. [5] 王辉.光纤通信[M].北京：电子工业出版社,2004.8. [6] 中华人民共和国铁道部文件：铁路通信装备技术[M].

[7] 胡先志，邹林森，刘有信.光缆及工程应用[M].北京：人民邮电出版社，2001. [8] 韦乐平.光同步数字传输网[M].北京：人民邮电出版社，1993. [9] 孙学康、毛京丽.SDH技术[M].：人民邮电出版社,2004. [10] 刘符.同步数字系列（SDH）[M].北京：人民邮电出版社，1996. [11] 韦乐平等. SDH及其新应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2001. [12] 原荣.光纤通信网络[M].北京：电子工业出版社,1999.

[13] 孙学康、张金菊.光纤通信技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2001. [14] 郑伟、陆疆等.构建在SDH上的千兆以太网[J].通信世界，2001. [15] 梁培超.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].科技资讯，2008. [16] 毛文铎.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].信息科学,2008.

[17] 廖旭波.论传输技术在通信工程中的应用及发展方向[J].科技资讯,2009. [18] 中兴通讯股份有限公司(深圳).ZXMP S385（V2.10）设备技术手册[D].2006 [19] 中兴通讯股份有限公司(深圳).ZXMP S330（V1.00）设备技术手册[D].

[20] 中兴通讯股份有限公司(深圳). ZXA10 T600（V1.0）综合接入局端业务汇聚单元技术手册[D].2006. [ 21] 中兴通讯股份有限公司(深圳). ZXA10 U300（V3.1.2）综合接入用户端业务处理单元技术手册[D].2006. 附录：

ZXMP S385作为2.5Gbit/s干线网的SDH设备，选用的STM-16光接口参数如附表1 所示：

附表1 STM-16 光接口参数 项目 标称比特率 应用分类代码 工作波长范围 光源类型 单位 数值 Kbit/s 248820 nm I16.1 S-16.1 L16.2 L16.2U L16.2JE L16.2P 1266~1360 1260~1360 1500~1561 1530~1561 1500~1580 1550.12±0.08 MLM 4 SLM — SLM — SLM — SLM — SLM — 发最大(ms)谱宽（σ） nm 送最大-20dB 谱宽 机最小边模抑制比 nm nm — — －3 －10 8.2 1 30 0 －5 8.2 ﹤1 30 ＋3 －2 8.2 ﹤1 30 ＋3 －2 8.2 ﹤1 30 ＋5 ＋2 8.2 ﹤1 30 3 －2 8.2 在最大平均发送功率 db S最小平均发送功率 db 点最小消光比 db 特点 SR 衰减范围 点最大色散 db 0~7 0~12 NA 24 10~24 1600 24 10~24 3200 24 10~28 1800 24 10~24 3600 24 Ps/nm 12 24 光光缆在S 点的最小dB 通回波损耗(含有任何道活接头) 特SR 点间最大离散dB 性 反射系数 接 接收机类型 机 最小过载点 在 R 最大光通道代价 点 接收机在R 点最 特 大反射系数 性

dB dB －27 －27 －27 －27 －27 －27 PIN PIN －18 0 APD －28 －9 APD －28 －9 APD －28 －9 APD －28 －9 收 最小灵敏度(Ber≤ ) dBm －18 dBm －3 1 －27 1 －27 2 －27 2 －27 2 －27 2 －27 注：来源于ZXMP S385（V2.10）设备技术手册。

ZXMP S330作为622Mbit/s本地传送网的SDH设备，选用的STM-4光接口参数如附表2 所示：

附表2 STM-4 光接口参数 项 目 标称比特率 应用分类代码 工作波长范围 单 位 Kbit/s nm 数值 622080 S4.1 1293~1335/ 1274~1356 光源类型 发 送 机 S 点 特 性 SR 最大(ms)谱宽(δ) 最大-20dB 谱宽 最小边模抑制比 最大平均发送功率 最小平均发送功率 最小消光比 衰减范围 nm nm dB dBm dBm dB dB MLM 4/2.5 － － -8 -15 8.2 0-12 SLM － 1 30 2 -3 10 37918 SLM － <1* 30 2 -3 10 37918 622080 L4.1 1280~1335 622080 L4.2 1480~1580 点 光 通 道 特 性 接 收 机 R 点 特 性

最大色散 光缆在S点的最小回波 损耗(含有任何活接头) SR 点间最大离散反射 系数 接收机类型 最小灵敏度(Ber≤ ) 最小过载点 最大光通道代价 接收机在R 点最大反 射系数 Ps/nm dB 46/74 NA NA 20 * 24 dB NA -25 -27 dBm dB dBm dB PIN -28 -8 1 -27 APD -28 -8 1 -14 APD -28 -8 1 -27 注：来源于ZXMP S330（V1.00）设备技术