面向铁路5G移动通信的SPN与OTN网络融合方案研究

铁路新基建关于5G-R核心网及数据中心的建设规划，对承载网的系统容量、可靠性、业务发展余量、网络性能等提出更高要求，发展新的承载技术势在必行。从业务适配、网络切片、管控系统等方面，对SPN、增强型IP RAN及M-OTN 3种承载网技术分析比较，推荐采用SPN作为铁路5G系统的承载技术，阐述了铁路5G承载网组网需求及架构，并针对不同应用场景接入层提出SPN技术方案。     

铁路环形/网型OTN承载网络的综合保护策略研究

介绍铁路光传送网(OTN)的组网特点,研究OTN几种主要保护技术,分析环型/网型OTN分别承载SDH传输网、IP数据网的综合保护策略。结合骨干层和汇聚层的实际情况,分别提出了保护方式的建议。     

铁路通信承载网全光底座的组网结构与技术演进策略

以光传送网（OTN）为代表的全光底座是当今通信承载网的基础,具备超大带宽、超低时延、安全可靠等优势,成为网络运力的基石。以济南局集团公司承载网的通信局干传输网为例,分析网络现状及组网结构存在的不足,重点围绕网络容量的持续增长、网络灵活调度等发展需求,论述铁路承载网全光底座组网结构的演进方向,并结合光业务单元（OSU）等新型承载技术发展和承载网局干OTN系统布局,提出总体规划思路,系统拓展了高铁线路大容量承载能力和业务综合性承载能力,同时也预留了向OSU灵活管道技术演进的能力,为构建铁路局集团公司承载网全光底座提供了规划方案和策略建议。     

5G-R无线通信系统承载重载铁路机车同步操控业务研究

基于对重载铁路机车同步操控业务的分析，首先提出5G-R承载机车同步操控业务的网络架构，以及核心网、无线接入网等冗余组网方式。其次从数据路由、会话和服务连续模式、IP地址分配等方面，研究机车同步操控业务在5G-R网络中的实现方式；其中数据路由可采用归属地路由方式，会话和服务连续模式建议采用SSC模式1，对于不同核心网架构给出3种IP地址分配实现方案。最后对既有重载铁路建设5G-R网络进行方案探讨，包括以大秦铁路为例，提出5G-R网络建设方案，以及机车同步操控系统地面设备和车载设备的改造方案；以朔黄线为例，提出与既有业务运用相适应的5G-R网络双网冗余组网且业务负荷分担方案。通过对5G-R系统承载重载铁路机车同步操控业务的网络架构、工程应用等研究和分析，为未来5G-R系统应用于重载铁路提供一些参考。     

铁路光传送网网络节点冗余方式研究

主要研究了我国铁路光传送网络的网络节点的分类以及网络节点冗余方式。为了提高铁路OTN网络的可靠性,增强网络调度的灵活性,骨干层、汇聚层OTN传输网络适合采用单平面组网方式,核心节点冗余保护设置为同城异地、多节点冗余方式。在接入层OTN网络中,建议网络节点设置在有业务接入的车站或区间,采用OTN网络保护方式提高网络可靠性。     

5G-R系统核心网5GC组网技术和部署方案研究

5GC是5G-R系统核心网的重要网元,是实现5G-R系统承载无线调度通信、列车运行控制、行车指挥、运营维护信息传送等多种应用业务的关键。为了保证各种应用业务的实时性、可靠性、可用性和可维护性,基于国际3GPP规范,分析了5GC架构和网元功能;结合铁路业务需求、维护需求和应用场景,梳理归纳了5GC组网原则;研究各铁路局集团公司5GC规划部署方案,提出了5GC云平台架构和建设方式等建议;结合5GC网元功能和组网技术,提出了5GC各网络功能容灾备份组网方案建议,AMF/SMF/UPF等网络功能可采用负荷分担方式,其他网络功能宜采用主备工作方式。     

铁路5G-R系统覆盖方案研究

基于5G技术的新一代铁路专用移动通信（5G-R）系统已成为铁路智能联接的首选。铁路专用移动通信系统需要解决高可靠性和高速移动性的问题，以及轨道交通枢纽群与场景独特性带来的挑战，因此5G-R系统覆盖方案需结合铁路自身特点开展设计。重点对5G-R系统链路预算、无线组网方案进行研究，探讨分析单BBU和双BBU星型组网、环型组网方案的优缺点及适用场景，并提出在5G-R系统建设初期，GSM-R与5G-R系统共存时的覆盖方案。     

5G公网铁路专用网络架构及安全部署方案

为解决5G公网网络稳定性不足，且5G-R频谱与网络资源受限的问题，通过分析3种5G专用网络部署方案的特点，并结合铁路业务对5G非公共网络组网的需求，基于公网集成非公共网络模式（PNI-NPN），探讨适用于铁路行业的5G公网专用部署方案，分析研究其可行性及应用前景；针对5G公网专用方案，提出相应的安全需求。该方案的探讨为铁路5G网络信息化建设提供参考。     

浅析山东铁通IP城域网建设

提出了山东铁通IP城域网组网建设的原则。通过对核心层节点路由器配置、汇聚层节点的合理分布、接入层归属关系等优化设计，从而达到了现有网络高带宽、高速率、大容量、接入能力强、网络可靠性高的效果。重点阐述IP城域网路由的规划选择、安全保障技术和网管中心的功能要求，为其他地市IP城域网的建设提供了有益参考。     

5G-R接入网基站单元设备组网可靠性分析

铁路5G-R专网的可靠性、安全性和容灾能力是铁路独特场景下组网的重要需求，基站组网方案的可靠性定量分析是5G-R组网方案设计的重要理论依据，冗余组网对5G-R基站中主要单元设备进行备份是5G-R场景下提高系统可靠性的主要方案。针对射频拉远单元（RRU）与基带处理单元（BBU）组成的基站系统和将BBU拆分为分离的集中式单元（CU）及分布式单元（DU）的基站系统，利用静态分析和动态故障树分析方法建立可靠性分析模型，定量计算2种基站系统的可靠性参数。同时，采用蒙特卡洛仿真法，建立较完备的基站设备管控和故障切换逻辑，模拟基站故障场景，对2种基站组网系统的薄弱环节进行分析。仿真结果和可靠性参数指标表明：冗余组网设计有效地提高了2种基站组网系统的可靠性，且通过交叉连接方式可以有效减小CU和DU分离部署带来的可靠性损失，验证了该冗余组网方案的可行性。     

铁路5G综合创新试验平台方案研究

第五代移动通信技术（5G）应用于铁路已是必然趋势。铁路行业的应用场景和业务类型复杂多样,在实际部署前对铁路5G业务进行试验验证环节必不可缺。铁路5G综合创新试验平台的设计与创建,为5G公网和5G-R在铁路场景下的组网、覆盖、业务开发等提供了工程设计和试验验证条件。针对铁路网络需求、应用场景、智能化发展趋势,设计铁路5G综合创新试验平台总体架构;结合铁路场景特点以及铁路调度、运行、安全等需求,分别阐述环行铁道5G-R核心网、承载网、无线接入网的设计;为满足5G公网应用需求,进一步给出5G公网的网络部署、覆盖等方案。研究结果表明,铁路5G综合创新试验平台方案具备5G公专网并存、室内外场景结合、动静态试验兼顾,满足全部网络功能的铁路5G综合试验和应用环境,可为铁路5G技术研发、标准制定、测试试验等提供综合性技术支撑。     

5G承载铁路业务需求分析及方案研究

目前,我国铁路移动通信专用网络（GSM-R）承载能力达到饱和,铁路各专业开始探索应用运营商公共通信网络推进铁路通信技术发展。我国铁路行业制定了以5G技术作为铁路下一代移动通信专用网络的发展路线,并提出统筹利用5G公网提升铁路智能化能力。基于5G技术特点,对铁路典型业务进行分析,提出铁路业务在移动通信网络中的分类承载方案,以及基于5G-R的铁路业务分级承载方案;最后,提出加快5G-R技术装备发展、采用多种移动通信网络承载铁路业务等建议,为铁路通信的相关研究提供参考。     

PTN传输技术在轨道交通的应用研究

分析轨道交通传输网承载的业务类型,探讨各系统的组网及接口要求,并结合当前轨道交通传输网制式的选择,根据轨道交通传输网需承载大量宽带IP数据业务的要求,引入基于全IP分组交换的PTN(分组传送网)技术,符合技术发展方向;研究轨道交通采用PTN传输技术的网络拓扑、环网保护、QoS保证、时间同步方式等。     

基于SRv6的铁路承载网隧道技术研究

为更好满足铁路5G专用移动通信（5G-R）、数据中心高速互联和云网融合等智慧铁路新型应用需求,对面向铁路承载网的隧道技术进行研究,聚焦铁路应用场景,结合SRv6技术特点和优势,提出基于SRv6-TEPolicy隧道和SRv6-BE隧道的铁路承载场景部署方案并验证分析,给出关于铁路承载网的SRv6应用部署方案建议。     

PTN在铁路通信网中的应用研究

PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道,具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力;具备丰富的保护方式,,实现传输级别的业务保护和恢复;继承了SDH技术的操作、管理和维护机制(OAM),具有点对点连接的完美OAM体系,保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力;完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通,无缝承载核心IP业务;网管系统可以控制连接信道的建立和设置,实现了业务QoS的区分和保证,灵活提供SLA等优点。结合目前主要的铁路通信传送网技术PCM、SDH、MSTP和WDM,探讨PTN技术在铁路传送网的应用发展。铁路通信业务IP化程度越来越高,目前广泛采用的SDH光端机传输的体制越来越不适应新的业务需求,通过对PTN分组传送网的介绍和铁路通信业务特点分析,对PTN技术在铁路通信网的应用和组网方案进行了探讨。     

安徽铁通利用CRNET完善DCN

安徽铁通DCN（数据通信网）接入层容量存在不足,而CRNET（中国铁通互联网）接入层资源丰富,因此利用CRNET完善DCN网络,并通过不同方案比选,以较少的投入解决DCN接入层容量问题。     

5G-R核心网容灾组网方案及关键技术研究

铁路5G专网是我国铁路新一代移动通信系统，正处于科技攻关阶段。为规范核心网组网，明确设备技术要求，确保系统服务质量符合要求，核心网容灾组网方案亟待研究。首先，在调研分析铁路需求基础上，研究提出5G-R核心网规划方案；其次，研究组网关键技术，包括设备故障检测方式、参数设置和网元容灾备份部署方式及其适用性；然后，结合网元作用和接口协议，重点研究并提出4种网元容灾备份组网方案；最后，依托研发实验室进行测试验证。试验表明，网元故障时，系统自动倒换，网元故障倒换时间与设置的故障检测时长相关，建议小于20 s。建议将来在实际应用中，综合考虑网元的平均无故障恢复时间(MTBF)、交互心跳的性能处理能力等因素，进一步优化调整。     

解析TB/T3324—2021《铁路数字移动通信系统（GSM-R）总体技术要求》

TB/T 3324—2021《铁路数字移动通信系统（GSM-R）总体技术要求》规定了GSM-R系统的业务、功能、设备、组网等总体性技术要求,适用于GSM-R系统的网络规划、产品设计和制造。介绍标准的修订背景、修订原则和主要修订内容,从Gb Flex技术、Abis接口IP化对承载网的要求角度,论述关键技术指标,并在GPRS承载ATO业务、BSC 1+1冗余、SIM卡远程管理应用等方面提出标准实施建议。     

河南铁通全面启动网络全光化

2012年2月5日，河南铁通全面启动了本网网络全光化、IP化升级改造工作，力争利用1—2年时间将河南铁通以ADSL接入方式的所有宽带用户全部改造成以FTTH为主的光接入方式。     

基于软交换的轨道交通公务电话网应用

针对城市轨道交通公务电话系统快速发展中存在的问题,结合当前轨道交通规模化建设、网络化运营和智能化管理的需求,分析城市轨道交通发展软交换技术的优势,指出基于软交换技术的IP（Internet protocol）网是未来城市轨道交通公务电话网的发展方向。在此基础上,进一步论述城市轨道交通公务电话建设路网级大容量软交换中心, 采用模拟电话业务（POTS）、综合业务数字网（ISDN ）终端和以太网接口的综合接入设备实现多业务接入, 以整合电话、办公自动化、视频会议系统、无线Wi-Fi应用成为综合型智能通信平台的组网应用方案和技术经济性。