簡談鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務故障維修和相關(guān)維護建議

臧賀宇

(中國鐵路武漢局集團有限公司，武漢 430071)

1 概述

2 鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務的種類

鐵路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是采用各種新技術(shù)與鐵路生產(chǎn)中數(shù)據(jù)業(yè)務需求的特點相融合，是充分利用了計算機通信技術(shù)來實現(xiàn)和擴展鐵路各種數(shù)據(jù)業(yè)務的功能。近幾年在武漢局管內(nèi)鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務故障率時有發(fā)生，故障現(xiàn)象也從前幾年的純通信通道中斷硬性故障發(fā)展到通信掉包、網(wǎng)絡(luò)堵塞等軟性故障，鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務的故障處理也是復雜多變的，現(xiàn)針對現(xiàn)場出現(xiàn)的一些故障做簡單的概括，重點對軟性丟包故障進行分析，并對現(xiàn)場管理提出一些建議。

行車專用：包括TDCS/CTC行車調(diào)度系統(tǒng)、FAS調(diào)度系統(tǒng)、GSM-R系統(tǒng)、自然災害及異物侵線防災系統(tǒng)。

資金結(jié)算和安全保密專用：客票系統(tǒng)、公安信息網(wǎng)。

各類行車設(shè)備監(jiān)控：包括用于車輛監(jiān)控的5T系統(tǒng)（即TADS、TPDS、TFDS、TCDS、THDS）；動車TEDS監(jiān)控系統(tǒng)；用于電務監(jiān)控的信號微機監(jiān)控、道岔視頻缺口監(jiān)控及LKJ系統(tǒng)；用于機務的綜合信息網(wǎng)專用系統(tǒng)；用于供電的電力AT遠動、電力AT故標系統(tǒng)、電力/電牽SCADA系統(tǒng)；用于車務的站場視頻監(jiān)控系統(tǒng)、綜合信息網(wǎng)、電子貨票系統(tǒng)、編組站及客站視頻監(jiān)控網(wǎng)、綜合視頻監(jiān)控網(wǎng)。

綜合信息辦公業(yè)務：包括路局辦公網(wǎng)、旅服系統(tǒng)、路局電視電話會議網(wǎng)。以上所有數(shù)據(jù)通信業(yè)務都承載在通信基礎(chǔ)承載網(wǎng)上。

3 鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務故障的分類

鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務故障分為以純通信通道中斷為主的硬性故障，及以網(wǎng)絡(luò)堵塞、丟包故障為主的軟性故障。

3.1 硬性故障

硬性故障主要包括光電纜中斷故障、通信設(shè)備故障、服務器、采集機、交換機（用戶側(cè)）、路由器（用戶側(cè)）故障。以上故障可直接通過監(jiān)控各系統(tǒng)的網(wǎng)管終端、查看設(shè)備狀態(tài)指示燈、利用儀器儀表檢測、更換設(shè)備檢測等手段進行判斷。通常對產(chǎn)生故障的設(shè)備及設(shè)施進行更換，或通過本地及遠程方式重啟設(shè)備，就能排除硬性故障。

3.2 軟性故障

軟性故障就是通過測試手段已經(jīng)判斷通信的設(shè)備工作正常，而網(wǎng)管監(jiān)測數(shù)據(jù)業(yè)務還是出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞、通信丟包現(xiàn)象。因軟性故障存在隨機性及不確定性，經(jīng)常會出現(xiàn)通信與鐵路相關(guān)單位組織人員聯(lián)合查找時，故障現(xiàn)象消失，設(shè)備自動恢復等情況。

由于軟性故障排查難度大，處理耗時長，需要針對現(xiàn)場故障處理的實際情況進行分析，因此本文主要針對軟性故障的產(chǎn)生原因進行分析。

4 軟性故障原因

4.1 設(shè)備安裝環(huán)境問題

管內(nèi)部分數(shù)據(jù)通信設(shè)備安裝環(huán)境差，使得設(shè)備的各項性能指標嚴重下降，大大減少設(shè)備的使用年限，而且容易產(chǎn)生大量誤碼、丟包現(xiàn)象而造成端口數(shù)據(jù)堵塞。如設(shè)備安裝在密閉鐵皮柜，柜內(nèi)設(shè)備多、散熱空間不足，在發(fā)生丟包軟故障后通過對設(shè)備物理降溫后能恢復正常工作。

4.2 音頻電纜通道傳輸不穩(wěn)定問題

管內(nèi)紅外檢測系統(tǒng)通道均采用音頻通道傳輸，下部通道為電纜通道，因天氣原因造成電纜特性指標發(fā)生變化，造成通道傳輸數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，出現(xiàn)故障后會因環(huán)境變化自動恢復，不便于維修人員鎖定故障點。當紅外機房設(shè)置在雷區(qū)，還容易發(fā)生設(shè)備被雷擊的情況。

4. 3 設(shè)備間的電位差問題

此類問題主要集中在下部2 M通道接點間。下部2 M線的傳送電壓最大在3.5 V左右，由于MSAP、協(xié)議轉(zhuǎn)換器接電源、地線位置不同，造成有電位差情況發(fā)生。因電位差存在不確定性，容易造成通道誤碼、丟包等軟故障現(xiàn)象。

4.4 設(shè)備使用年限問題

管內(nèi)部分MSAP、協(xié)議轉(zhuǎn)換器設(shè)備均已超過規(guī)定使用年限，由于設(shè)備老化使其設(shè)備性能指標下降造成通信丟包等故障。

4.5 設(shè)備電源保護問題

此類問題主要集中在沒有直流電源供電的地點，如鐵路站段會議室、辦公網(wǎng)機房內(nèi)。

4.6 業(yè)務組網(wǎng)方式缺陷問題

紅外系統(tǒng)業(yè)務：采用樹型組網(wǎng)方式，無法做保護通道。

下部2 M通道：主要是PDH光端機的數(shù)據(jù)業(yè)務，通常都是敷設(shè)單條光纜，點對點開通2 M通道，主要在設(shè)有傳輸室的站場和編組場內(nèi)應用，存在重大的通信安全隱患。

傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)混合組網(wǎng)方式：產(chǎn)生故障后需對通過傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)管進行綜合分析判斷，既占用了傳輸網(wǎng)資源帶寬，還存在帶寬不足的問題。

4.7 視頻傳輸帶寬不足問題

主要是使用單位自身設(shè)備數(shù)據(jù)設(shè)置的問題，也有因同時調(diào)看多路視頻，超出限定網(wǎng)絡(luò)帶寬，造成帶寬嚴重不足的情況。

5 改進措施

1）針對設(shè)備安裝環(huán)境問題，建議與路局各站段加強協(xié)調(diào)溝通，配合改善設(shè)備的工作環(huán)境。

2）音頻電纜通道傳輸不穩(wěn)定問題，建議與車輛部門溝通協(xié)調(diào)，將車輛監(jiān)測采集設(shè)備升級為帶光口的采集設(shè)備，將音頻電纜通道更新改造為光纜通道。

3）針對設(shè)備間的電位差問題，建議用戶單位側(cè)將設(shè)備改造帶光口的設(shè)備，對通信機房傳輸設(shè)備側(cè)改造，增加光口用戶板，為用戶側(cè)提供光纖通道，從而徹底解決電位差問題。

4）針對設(shè)備使用年限問題，建議逐步更新且統(tǒng)一光端機設(shè)備的廠家及型號；采用帶有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的路由器，替換現(xiàn)有的V.35協(xié)議轉(zhuǎn)換器。

5）針對設(shè)備電源保護問題，建議與各站段單位協(xié)調(diào)，在站段信息機房加裝UPS電源設(shè)備并加強日常維護管理。

6）針對業(yè)務組網(wǎng)方式缺陷問題：紅外系統(tǒng)業(yè)務，建議與車輛部門協(xié)議溝通，利用數(shù)據(jù)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)通道，重新優(yōu)化組網(wǎng)，形成一個混合型多路由保護網(wǎng)絡(luò)；下部2 M通道，建議另外增加光纜及PDH光端機或直接更換為SDH設(shè)備；傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)混合組網(wǎng)問題，建議同相關(guān)業(yè)務部門對接聯(lián)系，由業(yè)務使用部門牽頭，通信配合，對各種數(shù)據(jù)業(yè)務全面規(guī)劃，盡量利用數(shù)據(jù)網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)通道，簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

7）針對視頻傳輸帶寬不足問題。建議同相關(guān)業(yè)務部門多宣傳、多交流，加強技術(shù)層面的溝通，理解“共享帶寬”的概念，并下發(fā)相關(guān)管理辦法加強日常使用管理，針對各單位的實際業(yè)務帶寬需求，優(yōu)化數(shù)據(jù)配置及調(diào)整帶寬，滿足應用。

8）網(wǎng)絡(luò)接入方式

為了有效的改善目前網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的不足，現(xiàn)提出幾種典型的網(wǎng)絡(luò)接入方式以供參考借鑒。

a.中間站交換機接入

如圖1所示，三層交換機以“口”字型上連接入路由器。互聯(lián)線路配置鏈路聚合，以達到互聯(lián)端口的冗余保護。接入路由器和三層交換機互聯(lián)端口類型配置成Trunk類型，并且啟用MSTP協(xié)議防止二層環(huán)路。接入路由器上配置多個vlan，對應不同的業(yè)務系統(tǒng)。

圖1 中間站數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機接入網(wǎng)絡(luò)拓撲圖Fig.1 Access network topological graph of data network switch in intermediate station

b.站段交換機接入

如圖2所示，三層交換機以交叉互聯(lián)的方式上連接入路由器?；ヂ?lián)線路配置鏈路捆綁，以達到互聯(lián)端口的冗余保護，且可以通過跨設(shè)備的鏈路聚合實現(xiàn)鏈路冗余備份。接入路由器和三層交換機互聯(lián)端口類型配置成Trunk類型，且不需要啟用生成樹協(xié)議來防止二層環(huán)路。三層交換機啟用iStack虛擬化功能進行堆疊，堆疊可擴展核心的接口數(shù)量，增加背板帶寬和數(shù)據(jù)處理能力。

圖2 站段數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機接入網(wǎng)絡(luò)拓撲圖Fig.2 Access network topological graph ofdata network switch in station and depot

c. CE路由器接入

如圖3所示，CE路由器采用“口”字型上連至PE路由器，信息交換機的網(wǎng)關(guān)指向CE路由器，業(yè)務流量以雙平面互為備份冗余。CE路由器與PE路由器，配置EBGP路由。

圖3 CE路由器接入網(wǎng)絡(luò)拓撲圖Fig.3 Access network topological graph of CE router

d. OLT接入

如圖4所示，OLT雙上行至PE路由器,不需要運行動態(tài)路由協(xié)議；接入路由器下聯(lián)接口配置為Trunk接口； OLT業(yè)務網(wǎng)關(guān)指向接入路由器的VRRP虛地址。

圖4 OLT接入網(wǎng)絡(luò)拓撲圖Fig.4 Access network topological graph of OLT

e. ONU接入

如圖5所示，未設(shè)置OLT的節(jié)點，ONU單鏈路旁掛于三層接入交換機。在交換機上建立ONU管理網(wǎng)關(guān)，ONU上配置同一網(wǎng)段管理IP進行管理，業(yè)務數(shù)據(jù)作法不變，將業(yè)務VLAN二層透傳到交換機即可。ONU業(yè)務網(wǎng)關(guān)指向接入路由器的VRRP虛地址，接入路由器上只需要將直連路由引入至BGP。

6 對今后維修的一些建議

進一步提高現(xiàn)場維護人員的綜合素質(zhì)。必須結(jié)合現(xiàn)場實際情況，有針對性的培訓，理論和實際相結(jié)合，理論和實做并重，重視培訓效果，并形成人才梯隊，防止發(fā)生人才斷層，造成青黃不接的問題發(fā)生。

圖5 ONU接入網(wǎng)絡(luò)拓撲圖Fig.5 Access network topological graph of ONU

建立定期聯(lián)系機制，互通有無。通信維護人員要積極主動的同局TDCS/CTC中心、車輛監(jiān)測中心、信息所等各種鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務的網(wǎng)管龍頭單位建立聯(lián)系，并建立雙方都認同的判斷自身設(shè)備是否工作正常的測試方法和手段，當出現(xiàn)故障后，雙方能積極配合，盡少出現(xiàn)推諉扯皮的現(xiàn)象發(fā)生，從而能更快捷查找、排除故障。

加強數(shù)據(jù)業(yè)務備品、備件和測試儀表的管理。定期測試和維護并登記造冊，更換下來的設(shè)備要及時返廠修，以便保證備品充足。

優(yōu)化既有鐵路數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)絡(luò)。針對部分鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務在組網(wǎng)方式上存在的不足，要同鐵路局相關(guān)主管部門、站段單位協(xié)商，合理優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務的組網(wǎng)方式，從而確保鐵路數(shù)據(jù)通信業(yè)務的安全、暢通。

把好工程源頭關(guān)。積極、主動介入到鐵路各項信息化建設(shè)工程中，結(jié)合自身通信網(wǎng)的優(yōu)勢、特點，主動提出新技術(shù)、新運用的合理化建議，今后新開通的數(shù)據(jù)業(yè)務，原則上除行車業(yè)務和涉及到資金結(jié)算的業(yè)務走傳輸網(wǎng)專線通道外，其他業(yè)務都以走數(shù)據(jù)網(wǎng)通道為主，各業(yè)務系統(tǒng)同通信專業(yè)結(jié)合部以光口和網(wǎng)口直連為最優(yōu)選擇。

加強對通信網(wǎng)絡(luò)自身安全的管理，最大限度的為中國鐵路武漢局集團有限公司的安全生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)、暢通、可靠的通信服務保障。