客运专线信号系统安全数据网技术规范V20.docx
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客运专线信号系统安全数据网技术规范V20
客运专线信号系统安全数据网技术规范
（V2.0）
2010年8月
1引言
1.1目的和范围
本技术规范适用于基于专用光缆（封闭系统）信号系统安全信息传输的CTCS-2级和CTCS-3级列控系统。
信号系统安全数据网系统集成、工程设计、验收、运用维护及接入设备研发均应按照本技术规范执行。
1.2术语和缩写词
缩写
英文全称
中文含义
TCC
TrainControlCenter
列控中心
CBI
ComputerBasedinterlocking
计算机联锁
RBC
RadioBlockCenter
无线闭塞中心
TSRS
TemporarySpeedRestrictionSever
临时限速服务器
TSR
TemporarySpeedRestriction
临时限速
ODF
OpticalDistributionFrame
光纤配线架
GBIC
GigaBitRateInterfaceConverter
接口转换器
SFP
SmallFormPluggable
小型化接口转换器
VLAN
VirtualLocalAreaNetwork
虚拟局域网
EMC
ElectroMagneticCompatibility
电磁兼容性
MTBF
MeanTimeBetweenFailure
平均无故障时间
1.3参考文献
[1]
科技运[2008]34号
CTCS-3级列控系统总体技术方案
[2]
TB/T3073
铁路信号电器设备电磁兼容试验及其限制
[3]
TB/T3074
铁路信号设备雷电电脉冲防护技术条件
[4]
GB/T21562
轨道交通－可靠性、可用性、可维护性和安全性规范及示例
[5]
GB/T24339.1
轨道交通通信、信号和处理系统第1部分：
封闭式传输系统中的安全相关通信
[6]
YD/T1099
以太网交换机技术要求
[7]
YD/T1141
以太网交换机测试方法
2
功能要求
客运专线信号系统安全数据网接入设备包括：
列控中心（TCC）、计算机联锁（CBI）、临时限速服务器（TSRS）、无线闭塞中心（RBC）。
客运专线信号系统安全数据网应满足以下设备间的安全信息可靠传输：
1）TCC与TCC
2）TCC与CBI
3）TSRS与RBC
4）TSRS与TCC
5）TSRS与TSRS
6）RBC与CBI
7）RBC与RBC
8）CBI与CBI
客运专线信号系统安全数据网应确保车站和中继站设备间及其与中心信号设备（如RBC、TSRS）间的安全信息可靠传输。
网络设备（交换机或中继器）的单节点信息传输时延不应大于50微秒；单网络（子网）内数据通信自愈时间不大于50毫秒；网络间数据通信自愈时间不大于500毫秒。
客运专线安全数据网设备应设置网络管理系统，实现网络连接状态和设备状态监测和记录、故障报警、设备维护等功能。
3组网要求
客运专线信号系统安全数据网应采用工业级以太网交换机设备（后简称交换机设备）构成冗余双环网，双环网间物理隔离，交换机设备间应采用专用单模光纤连接。
交换机设备功能应满足参考文献[6]和[7]的技术要求。
信号系统安全数据网中双环网的互联光纤（设备端-设备端）应采用不同物理路径；同一环网中交换机设备间互联光纤与迂回通道使用的光纤应采用不同物理路径。
连接相邻交换机设备的光纤长度最长不宜超过70公里，通信距离大于交换机设备通信距离时，应增加中继设备。
采用8芯光纤构成信号系统安全数据网，其中4芯光纤由线路一侧光缆提供，另4芯光纤由线路另一侧光缆提供，每侧光缆中应另增加2芯以上光纤作为备用。
根据业务需求，应划分虚拟局域网（VLAN）：
（1）业务VLAN，用于承载数据业务；
（2）管理VLAN，用于网络管理。
信号电源屏应为交换机设备独立提供两路经过UPS的直流电源，电源指标满足交换机设备需求。
4
组网设备
交换机的环网接口应为100M或1000M光接口，数据业务接口宜为100M电接口。
交换机设备性能应满足表4.1和表4.2的要求。
表4.1二层交换机设备的性能要求
项目
性能需求
通信接口
100/1000BaseFXports（SC/LC独立模块接口）
TX输出：
5dBm～-5dBm
RX灵敏度（大于）：
-22dBm
配置光口不小于2个
10/100BaseT（X）自适应，全/半双工，和MDI/MDI-X自适应（RJ45接口），配置电口不小于8个。
交换性能
存储转发交换方式，整机交换容量不小于5.6Gbps，整机转发性能不小于1Mpps。
通信协议
IEEE802.1p优先级
IEEE802.3x流控制
IEEE802.3u100Base-TX快速以太网协议
IEEE802.3z1000Base-TX千兆以太网协议
IEEE802.1q的VLAN（虚拟局域网）协议
IEEE802.1dSTP（生成树）协议
IEEE802.1wRSTP（快速生成树）协议
IEEE802.3adLACP（链路汇聚协议）
RFC854Telnet（远程登录）协议
RFC2236IGMPSnooping（网间网组管理）协议
RFC1757RMON（4组远程监控）协议
RFC1213SNMP（简单网络管理）协议
环网冗余
支持冗余环网协议，自愈时间小于50ms（单个子网内）。
供电
双路冗余直流供电
安装方式
导轨或机架安装
工作环境
操作温度：
-10～70
C（无风扇散热）
存储温度：
-40～85°C
周围环境相对湿度：
10%～90%（无凝露）
EMC
防静电（ESD）6kV接触放电，8kV空气放电
电磁场10V/m（80～1000MHz）
瞬时高压（burst）2kV电源线，1kV数据线
浪涌电压电源线：
2kV（线/地），1kV（线/线），1kV数据线
防传导3V（10kHz～150kHz）,10V（150kHz～80MHz）
MTBF
≥105h
表4.2三层交换机设备的性能要求
项目
性能需求
通信接口
100/1000BaseFXports（SC/LC独立模块接口）
TX输出：
5dBm～－5dBm
RX灵敏度（大于）：
-22dBm
配置光口不小于4个
10/100BaseT（X）自适应，全/半双工，和MDI/MDI-X自适应（RJ45接口），配置电口不小于8个。
交换性能
存储转发交换方式，整机交换容量不小于5.6Gbps，整机转发性能不小于1Mpps。
通信协议
IEEE802.1p优先级
IEEE802.3x流控制
IEEE802.3u100Base-TX快速以太网协议
IEEE802.3z1000Base-TX千兆以太网协议
IEEE802.1q的VLAN（虚拟局域网）协议
IEEE802.1dSTP（生成树）协议
IEEE802.1wRSTP（快速生成树）协议
IEEE802.3adLACP（链路汇聚协议）
RFC854Telnet（远程登录）协议
RFC2236IGMPSnooping（网间网组管理）协议
RFC1757RMON（4组远程监控）协议
RFC1213SNMP（简单网络管理）协议
路由协议
静态或RIPv1/v2
环网冗余
支持冗余环网协议，自愈时间小于500ms。
供电
双路冗余直流供电
安装方式
导轨或机架安装
工作环境
操作温度：
0~60°C（无风扇散热）
存储温度：
-40~85°C
周围环境相对湿度：
10%~90%（无凝露）
EMC
防静电（ESD）6kV接触放电，8kV空气放电
电磁场10V/m（80~1000MHz）
瞬时高压（burst）2kV电源线，1kV数据线
浪涌电压电源线：
2kV（线/地），1kV（线/线），1kV数据线
防传导3V（10kHz~150kHz）,10V（150kHz~80MHz）
MTBF
≥105h
交换机设备用于组网的光通信接口为GBIC或SFP接口，可以通过配置不同传输距离的通信模块以适应组网的需求。
同一子网内的交换机设备应支持相同环网协议。
不同客运专线安全数据网采用不同品牌交换机接口时，交换机通信接口参数应匹配。
5网络结构
5.1客运专线基本网络结构
信号系统安全数据网的基本网络应按图5.1所示方案组网。
图5.1信号系统安全数据网基本组网结构图
每一独立环网络中（左环网或右环网）用于交换机串接的光纤和用于迂回通道中继器（交换机）连接的光纤应取自通信专业提供的两条不同路径的干线光缆，干线光缆与交换机连接的尾缆或尾纤应采用不同的引入路径。
用于两个独立环网迂回通道中继器（交换机）串接的光纤应取自通信专业提供的两条不同路径的干线光缆。
两个独立环网中迂回通道使用的中继器（交换机）不应在同一站点处同时设置。
5.2客运专线划分子网网络结构
同一线路中划分子网的组网结构应按图5.2所示方案组网：
图5.2具有子网的信号系统安全数据网组网结构图
每一独立子网中接入的网络设备（交换机、中继器）超过60台时，或网络中接入设备所配置的IP地址数量超过一个网段的容量（254个IP地址）时，应将网络环路分割成不同子网。
子网划分应在网络分界点处设置三层交换机实现，三层交换机间采用双冗余光缆进行链路聚合连接，双通道冗余光缆应采用不同路径铺设。
左右两侧的子网分界点不应设在同一车站或中继站。
网络中接入设备间通信路径中不宜跨越3个以上三层路由，接入设备间信息传输总延时不应大于50ms。
设置三层交换机的站点与迂回中继不应同站设置。
5.3两个网络间连接
对于相邻的两条线路的接口车站，连接相邻网络的设备应采用三层交换机，如图5.3所示：
图5.3相邻网络的连接图
不同线路的网络连接应在线路分界处附近车站设置三层交换机实现，三层交换机间采用双冗余光缆进行链路聚合连接，双通道冗余光缆应采用不同路径铺设。
左右两侧的三层交换机不应设在同一车站或中继站。
网络间连接的光缆通道由各自线路的工程集成单位负责铺设至线路接口车站，并由后期实施的线路工程集成单位实施网络间的光缆连接。
5.4网络与独立设备间连接
一侧为客运专线信号系统安全数据网，另一侧为独立的信号设备，应通过二层交换机连接，如图5.4所示：
图5.4信号系统安全数据网与独立信号设备的连接图
网络连接应在独立信号设备处设置交换机，通过交换机与相邻信号系统安全数据网连接。
应采用不同路径的双通道冗余光缆连接线路1和线路2的设备。
6
组网光缆径路
网络中单个子网使用的光纤必须由两条不同路径的干线光缆构成。
从通信机房引入到信号机房的光缆应采用两条不同径路铺设，且光缆在通信机房应采用光纤熔接后直接引入信号机房专设的信号ODF子架。
对于箱式机房，则通信光缆引入至通信机柜中的ODF子架。
通信信号施工分界在信号机房ODF子架或箱式机房通信机柜的ODF子架处。
引入信号机房的光纤芯数应按干线光缆相同比例预留备用。
7
网络接口
TCC、CBI、RBC和TSRS设备（后简称应用设备）都通过电接口接入到信号系统安全数据网，各应用设备和交换机的电口连接电缆应采用6类标准屏蔽双绞电缆，电缆长度不宜超过50米。
TCC、CBI、RBC和TSRS设备的A、B机都配置以太网接口（接口1和接口2），接口1接入左环网，接口2接入右环网，连接方式如图7.1所示：
图7.1交换机和应用设备的连接方式
RBC设备和TSRS设备不应接入同一台交换机中进行通信，接入同一台交换机中的RBC设备或TSRS设备不宜超过4台。
应用设备应统一采用IEEE802.3以太网帧格式进行数据通信。
交换机设备和应用设备端口应采用固定分配的IP地址。
8
设备IP地址分配
IP地址应采用统一规划原则，充分考虑地址空间的合理利用，满足网络发展的需要。
设备IP地址分配包括应用设备地址、交换机设备地址、网间互联地址以及网管服务器地址。
不同子网间应用设备应划分为不同的网段。
左环网（应用设备接口1）IP地址采用奇数网段，右环网（应用设备接口2）IP地址采用偶数网段，信号系统安全数据网中的网段应连续分配。
每个网段中的IP地址x.x.x.1～x.x.x.14预留给网关使用，应用设备IP地址从x.x.x.15开始分配。
缺省网关为x.x.x.1，子网掩码为255.255.255.0。
应用设备IP地址分配顺序为：
每个站内设备按照先TCC设备后CBI设备的次序分配IP地址，车站间按照下行方向一次分配，RBC设备和TSRS设备最后分配。
车站或线路所按一套TCC设备、一套CBI设备分配IP地址；中继站按一套TCC设备分配IP地址。
对于安装RBC和TSRS设备的车站，按照实际应用设备数量分配IP地址。
对于大型枢纽站按应预留必要的IP地址，满足计划内准备实施的项目。
TCC、CBI、RBC和TSRS的IP地址分配范围为x.x.x.15～x.x.x.234，按照车站为单位依次分配。
预留IP地址范围为x.x.x.235～x.x.x.244。
网管服务器IP地址范围为x.x.x.245～x.x.x.254。
不同子网间接口，采用互联地址范围内的IP地址。
用于应用设备接入的交换机IP地址第四段采用奇数，用于中继的交换机IP地址第四段采用偶数，左右环网中的交换机应配置在不同的网段中，每个站预留左右中继交换机的IP地址，车站或中继站的交换机设备或用于中继的交换机IP地址应连续分配。
先分配正线设备IP地址，后分配支线（联络线）设备IP地址。
IP地址的分配原则按照本规范执行，具体设备IP地址使用和管理由各铁路局负责，并报部备案。
IP地址分配范围如表8.1所示。
表8.1信号系统安全数据网设备IP地址分配表
网络IP地址分配表
序号
范围名称
交换机设备地址
网间互联地址
应用设备地址
1
哈尔滨铁路局
172.48.0.0-172.48.127.255
172.57.0.0-172.57.127.255
172.66.0.0-172.73.255.255
2
沈阳铁路局
172.49.0.0-172.49.127.255
172.58.0.0-172.58.127.255
172.82.0.0-172.89.255.255
3
北京铁路局
172.49.128.0-172.49.255.255
172.58.128.0-172.58.255.255
172.90.0.0-172.97.255.255
4
太原铁路局
172.54.0.0-172.54.63.255
172.63.0.0-172.63.63.255
172.162.0.0-172.165.255.255
5
呼和浩特铁路局
172.50.0.0-172.50.63.255
172.59.0.0-172.59.63.255
172.98.0.0-172.101.255.255
6
郑州铁路局
172.50.64.0-172.50.127.255
172.59.64.0-172.59.127.255
172.102.0.0-172.105.255.255
7
武汉铁路局
172.52.128.0-172.52.255.255
172.61.128.0-172.61.255.255
172.138.0.0-172.145.255.255
8
西安铁路局
172.53.128.0-172.53.191.255
172.62.128.0-172.62.191.255
172.154.0.0-172.157.255.255
9
济南铁路局
172.50.128.0-172.50.191.255
172.59.128.0-172.59.191.255
172.106.0.0-172.109.255.255
10
上海铁路局
172.48.128.0-172.48.255.255
172.57.128.0-172.57.255.255
172.74.0.0-172.81.255.255
11
南昌铁路局
172.50.192.0-172.50.255.255
172.59.192.0-172.59.255.255
172.110.0.0-172.113.255.255
12
广铁集团
172.51.0.0-172.51.127.255
172.60.0.0-172.60.127.255
172.114.0.0-172.121.255.255
13
南宁铁路局
172.54.64.0-172.54.127.255
172.63.64.0-172.63.127.255
172.166.0.0-172.169.255.255
14
成都铁路局
172.51.128.0-172.51.255.255
172.60.128.0-172.60.255.255
172.122.0.0-172.129.255.255
15
昆明铁路局
172.53.0.0-172.53.63.255
172.62.0.0-172.62.63.255
172.146.0.0-172.149.255.255
16
兰州铁路局
172.52.0.0-172.52.127.255
172.61.0.0-172.61.127.255
172.130.0.0-172.137.255.255
17
乌鲁木齐铁路局
172.53.64.0-172.53.127.255
172.62.64.0-172.62.127.255
172.150.0.0-172.153.255.255
18
青藏铁路公司
172.53.192.0-172.53.255.255
172.62.192.0-172.62.255.255
172.158.0.0-172.161.255.255
19
预留
172.54.128.0-172.56.255.255
172.63.128.0-172.65.255.255
172.170.0.0-172.187.255.255
9网络管理
信号系统安全数据网应设置网络管理系统，实现以下功能：
（1）拓扑管理：
用于构造并管理整个信号系统安全数据网的拓扑结构，自动搜索网络设备的拓扑数据形成与实际网络拓扑结构相同的网络拓扑视图，通过浏览网络拓扑视图实时监测整个网络的设备运行状态；
（2）配置管理：
可实现对设备的配置，IP地址管理，可保存历史配置信息并可对不同配置进行比较，网管系统应能识别接入设备的IP地址和工作状态，并对交换机配置IP地址冲突和应用设备的IP地址冲突能及时检测并报警；
（3）数据流量分析和误码率分析：
对交换机的各个端口的数据流量能及时监测并设定门限值，对于高于门限值的端口能在网管上报警；对于交换机的各个端口的数据误码率能及时监测并设定门限值，对于高于门限值的端口能在网管上报警；
（4）故障管理：
提供报警监视窗口，可在窗口视图上监视到设备的实时告警，并对相关告警进行操作或启动相关报警历史信息查询浏览功能。
对于历史报警数据能下载，并能进行离线分析，故障历史记录信息能保存1个月以上。
网管系统应对各种故障实时报警，明确提示，关键报警信息应有声光持续报警功能。
每条客运专线中设置一套网络管理设备，设置于RBC机房中或便于设备维护的车站信号机房中。
每个电务（段）设备管理单位单独设置网络管理终端设备。
配置网管服务器的信号机房和电务（段）设备管理单位监测中心间应配置专用的信号系统安全数据网监测通信通道，设置于监测中心的网管监测终端通过监测通道接入到网管服务器，对信号系统安全数据网进行监测和维护。
网管服务器与信号系统安全数据网间应配置硬件防火墙或网闸等安全防护设备。
网管系统的组网结构如图9.1所示。
图9.1网管系统接口示意图
10网络安全
应利用设备的端口安全策略，闲置端口应关闭（闲置端口的启用应通过网管系统修改）、网络端口应与固定IP地址绑定、应使用交换机本身的密码保护机制对交换机进行设置。
应采取有效措施防止非授权用户通过网络、Web、串口等各种方式对设备进行配置修改、安全设定修改。
对网络的设置和管理工作应通过网络管理终端对网络设备进行操作。
网管终端操作人员应经过专业技术培训并获得授权后才能对网管监测终端进行操作。
附件：
IP地址配置举例
以信号系统安全数据网组网为例，客运专线1和客运专线2在车站B和车站C间接口，IP地址分配包括交换机设备、网管服务器、TCC、CBI、RBC、TSRS的IP地址以及网络间互联IP地址。
附图1信号系统安全数据网设备组网示例
1.客运专线1信号系统安全数据网IP地址分配举例
1）交换机IP地址分配
网络设备的IP地址段为172.48.125.0－172.48.126.255，交换机IP分配如附表1所示。
附表1交换机IP地址分配举例
交换机IP地址分配表
序号
站名
左环网交换机
右环网交换机
左环网中继交换机
右环网中继交换机
1
车站B
172.48.125.15
172.48.126.15
172.48.125.16（预留）
172.48.126.16（预留）
2
车站A
172.48.125.17
172.48.126.17
172.48.125.18（预留）
172.48.126.18（预留）
3
中继站2
172.48.125.19
172.48.126.19
172.48.125.20
172.48.126.20（预留）
4
中继站1
172.48.125.21
172.48.126.21
172.48.125.22（预留）
172.48.126.22
5
TSRS1-2
172.48.125.23
172.48.126.23
－
－
6
RBC1-3
172.48.125.25
172.48.126.25
－
－
2）应用设备IP地址分配
应用设备IP地址段为172.74.9.0－172.74.10.255，TCC、CBI、RBC和TSRS的IP地址分配如附表2和附表3所示。
附表2TCC和CBI的IP地址分配表
TCC和CBI的IP地址分配表
序号
站名
TCC的IP地址
CBI的IP地址
A机接口1
A机接口2
B机接口1
B机接口2
A机接口1
A机接口2
B机接口1
B机接口2
1
车站B
172.74.9.15
172.74.10.15
172.74.9.16
172.74.10.16
172.74.9.17
172.74.10.17
172.74.9.18
172.74.10.18
2
车站A
172.74.9.19
172.74.10.19
172.74.9.2
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