F5G赋能龙漳铁路,助力高速铁路安全运营
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2023-10-10 22:28
文章摘要:创新的OTN+FTTM方案,为龙漳铁路构建起一张易运维、高安全、可靠极简的数据网络

在铁路运输加速数字化、智能化转型的今天,推动视频监测技术在铁路运输指挥、生产作业、安全保卫、安全生产等领域的深入应用,已经成为铁路安全生产、提高效率、强化管理的重要保障。

今年1月1日,龙漳铁路新增综合视频系统正式投入使用,为实时监测龙漳线防洪点、深路堑、隧道口等重点地段防洪情况,消除和防范风险隐患提供有力支撑。在龙漳铁路新增综合视频系统建设中,南昌铁路局率先采用了OTN(光传送网)+FTTM(F5G全光工业网)的先进视频承载和回传方案。

相比较传统网络,创新的OTN+FTTM方案,为龙漳铁路构建起一张易运维、高安全、可靠极简的数据网络,不仅可以更好地满足自身新增综合视频系统对网络的高要求,也为行业借助F5G全光网络技术应用提升铁路智能化、绿色化水平树立起一个标杆。


视频监测系统建设提速,传统网络面临诸多挑战

2022年5月31日,国铁集团印发《高铁和普铁主要干线视频补强工程实施方案》的通知,对高铁和普铁主要干线重点部位视频监测进行补强。2022年7月22日,国铁集团发布《铁路区间线路视频监控设置标准》的通知,就新建、改建铁路区间视频监测设置有关标准进行了规定。在政策的指引下,我国铁路视频监测系统建设全面提速。

龙漳铁路于2012年投产运营,按时速200km/h的客货共线标准建设,全长112.687km。既有隧道23座,全长62.777km,桥梁55座,全长24.63km桥隧占比为77.56%,复杂的路况尤其需要构建视频监测系统。

考虑到现网架构和带宽不足等问题,南昌铁路局通过龙漳铁路新增综合视频系统工程建设,对全线的路(隧)桥结合部、车站重点部位、客运站、公跨铁、铁跨铁、隧道口、接触网电分相、供电线上网点、人口密集区段、防洪薄弱区段等处所,以及四电设备机房内及院落的昼夜连续监测,决定在龙漳铁路新增铁路相关部门的治安防范、运输指挥、行车安全监测等方面的视频监测需求。该新方案能解决线网存在的以下问题:

首先,铁路视频云架构需要强大的网络运力作为基础,10GE数据网依赖传输成网,SDH传输链路10G带宽存在瓶颈。在铁路广域网实际组网中,数据网路由器往往依赖传输SDH形成迂回保护路径;但在视频上网后,铁路部门除了要将数据网路由器本身从GE升级成为万兆及以上环网外,还面临当前SDH传输网最大10G的带宽限制,无法为海量带宽的视频业务引流。

其次,铁路区间视频传统回传方式为交换机组环网,在高密视频接入趋势下,大二层网络下接入点多,暴露面广,网络风暴及网络安全风险高。比如,在交换机环形组网中,随着环网设备数量增加,时延也随之增加,且时延不确定;由于环网共享带宽,业务之间相互抢占带宽,而视频突发流量大,容易产生拥塞丢包;如果环网上有两台交换机发生故障,这两台交换机中间的节点也会托管,且故障排查难度大。

借助F5G全光网络,构建高质量视频承载网络

相比较传统网络技术,F5G以光纤为介质,具备低延时、超大带宽、绿色节能和稳定可靠的优点,已经在智慧城市建设、工业互联网、智慧交通、智慧机场等场景中应用广泛。其中,在铁路运输中,F5G可以实现满足大量视频监测数据的高效传输和存储需要,并确保视频的稳定传输和实时性。

因此,面对视频监测系统建设中所面临的挑战,南昌铁路局决定面向云化的高密视频业务寻求安全、可靠、高效的视频承载网络解决方案。在此过程中,南昌铁路局通过与华为合作,在龙漳铁路视频承载中采用了F5G技术,以OTN+FTTM的创新组合方案,解决视频大流量引流及铁路区间高密视频回传问题

在广域承载侧,由于SDH带宽不足、数据网传输距离不够等问题,超大带宽和彩光超长距离传输的本质,决定了OTN配合数据网引流视频是龙漳铁路视频补强的承载网不二方案。

在接入侧,龙漳铁路借助FTTM构筑精品视频接入网,可以更好地支撑高密视频可靠、安全、高效接入。同时,龙漳铁路首次采用光口ONU设备,通过单纤双向光模块实现远端摄像头接入,有效减少了ONU节点,并缓解了铁路长大区间链型组网不等比分光的光功率预算问题。

为了帮助龙漳铁路建设高质量视频承载网络,华为全光综合承载网可以从骨干传输层、汇聚综合承载层、FTTM接入层提供全方位支撑,其中,在FTTM组网上,华为OptiXaccess EA5800系列智能分布式OLT,可以满足多种规模网络需求华为星光OptiXstar光终端则可以实现全场景适配,充分满足龙漳铁路系统建设需要。

F5G价值凸显,为铁路平稳运行夯实全光底座

通过与华为合作,推动F5G在新增综合视频系统中的应用,龙漳铁路不仅在网络运维、安全、扩展等方面已经得到了大幅提升,也有力支撑了视频监测工作的高效开展,为铁路安全稳定提供了有力保障。

在快开通层面,由于ONU设备具备免配置、即插即用等特点;而且,相比较传统交换机方案,ONU设备可以不用按顺序逐站开通,可实现多站同步施工,因此部署效率更高。过去,站点开通时间往往需要2~3个窗口期,如今,借助ONU设备站点开通时间可降低到1个窗口期。

在易运维层面,ONU设备及无源分光器的失效率极低,而且ONU故障一键诊断功能可精准预判故障原因,因此,对于设备运维人员来说,一次上站即可解决问题,大幅缩减间接人力成本,单位时间设备检修效率往往是原来的2到3倍。

在安全可靠层面,FTTM采用物理隔离,所有终端上线均需通过OLT认证,可防止黑终端仿冒和入侵;而FTTM的双总线型架构,可天然杜绝环网风暴;GPON加密通信也能够实现实时更换密钥,从而确保信息安全。此外,TDM(时分复用)技术可实现端到端确定性管道,保证业务带宽,实现网络无拥塞、“0”丢包。

在扩展性层面,龙漳铁路在铁路运输领域首次采用XGS&GPON COMBO OLT和下行光口款型ONU设备,而且ONU设备就部署在铁轨旁,可扩展性强,可以作为未来更多轨旁物联化应用发展的锚点。

除了上述价值外,F5G全光网络在铁路运输中的应用,还能带来显著的社会价值。今年7月,台风“杜苏芮”来袭,龙漳线视频巡防系统在千兆光网助力下,让南昌铁路局攻坚队得以提前研判险情,高效开展设备排查和抢险工作。比如,在台风登陆过程中,工作人员通过视频巡查的方式,可实时查看通信机房及院落状态,并结合轨道车添乘及人工巡查方式,在台风过后对轨旁设备进行检查,及时发现并处理隐患,从而确保通信设备安全,保障铁路安全稳定。

《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出,到2035年,率先建成现代化铁路网,全国铁路网20万公里左右,其中高铁7万公里左右,列车将拥有北斗卫星导航、5G、新型智能列控系统等新技术。在这一趋势下,我国铁路运输领域正加速迈向数字化、智能化、绿色化。

而F5G全光网络技术的应用,向下可通过FTTM适配接入网海量物联化应用,向上以OXC、ROADM等技术为核心构筑面向未来的国干、局干全光底座。不仅如此,在“光进铜退”的大背景下,F5G全光网络也可以进一步强化铁路绿色出行的定位,助力国家双碳战略达成。

如今,龙漳铁路在F5G上的创新应用,无疑可以为F5G在铁路运输领域的广泛、深入应用提供重要参考借鉴,为铁路运输的数字化、智能化夯实全光底座。




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