当前全球铁路行业数字化转型趋势如何？这些趋势又将如何影响行业发展？
全球铁路行业正处于数字化转型的关键时刻。尤其是出行即服务（MaaS）、绿色低碳、智能化等行业发展新趋势，将带动更多数字化转型投资。
通过构建基于5G和物联网(IoT)技术的网络连接以及基于人工智能(AI)、大数据和云的统一平台，铁路行业可以提高运输效率和安全性。然而，将这些新技术与服务场景集成是很重要的——甚至是必要的。
如何看待高速铁路产业蓬勃发展需要更多先进的铁路技术和创新?
对于未来的高铁，或许我们首先想到的是更高的速度、更快的发车时间以及多地区、多地点建设高铁基础设施，让我们可以轻松到达想去的地方。在这种情况下，我们需要改进调度系统，将轨道电路与无线通信结合起来。目前高铁时速已达到350公里/小时，下一步将进一步提高至400公里/小时，甚至更高。部分地方发车时间缩短至3分钟，从里程来看，全球里程已超过7万公里。
我们还可以根据上述行业趋势进一步分析应用新技术的必要性。
绿色低碳
铁路运输主要采用电气化牵引。所以，特别是与公路、航空运输相比，其天生就具备必要的绿色产业特征。而物联网等新技术在行业中的应用，有助于降低车站、列车、机车的能耗，让铁路运输更加绿色低碳。
智慧化
为了让铁路运输更加智慧，提高运输效率、降低成本，我们需要收集更多的应用数据，建立统一的平台。因此，构建基于大数据和人工智能的统一平台成为主要的技术选择。云技术用于使平台更加灵活、弹性和灾难恢复能力。随着越来越多的数据需要采集并发送到统一平台，智能网络必然对网络连接提出更高的要求，这将刺激5G、IP和OTN技术的发展。
移动即服务
MaaS 的本质要求与其他运输模式集成。统一平台和基于5G的连接定位技术将使MaaS应用更加高效。
华为如何构建面向未来的智慧铁路网络基础的解决方案，以及如何保障铁路服务的安全性、可靠性和稳定性？
火车比以往任何时候都运行得更快、更频繁。各种现代铁路服务需要更高的带宽。同时，确保安全和顺利调度需要低延迟和高可靠性。此外，传统接口必须与新的基础设施集成，同时物理隔离各种服务系统。
华为面向未来的智能铁路解决方案专注于数字平台和网络连接，并设计了一个专为智能铁路需求量身定制的全光网络，它确保了铁路服务的安全性、可靠性和稳定性。
图片来源：华为
华为的单一网络可以承载多种服务，例如PCM、SDH、OTN 和以太网，这些服务集中访问MS-OTN平台。然后通过不同的交叉平面进行业务隔离，保证业务的安全。同时，华为的MS-OTN通过扩展波长级硬管道支持大容量传输，提供稳定、低时延的传输。
铁路的快速发展加速了线网向多线网的转型，云化智能服务和带宽运营驱动骨干网建设。骨干网可以实现所有线路的互联，骨干OTN具有高带宽、一跳连接的优势。最后可以利用骨干OTN资源实现带宽运营。
未来铁路移动通信系统（FRMCS）、IP和OTN网络以及统一数字平台作为信令、监控和数据采集（SCADA）等重要铁路应用的承载网络。这些应用进一步保障了铁路运输的安全性和高效性。
MS-OTN解决方案结合OSU（Optical Service Unit）如何降低铁路行业二次网络建设投资？
随着高速铁路建设的加快和数字化、智能化的发展，对带宽、安全性、可靠性、时延等提出了更高的要求，而基于光业务单元(OSU)的MS-OTN解决方案是SDH的演进，继承了SDH的特点，具有多业务接入、大带宽、高安全性、高可靠性、端到端运维简便等优点。最重要的是，它支持面向FRMCS的下一代承载网络，保证了铁路的安全运营，减少了铁路行业二次网建设的投资。
骨干层
采用单波100G+，支持TB级扩展，容量可达8T+。在网络拓扑和设备不变的情况下，可以通过持续扩容来满足智能、云业务发展或带宽运营带来的流量增长。避免重复建网，节省投资。
汇聚和综合承载层
MS-OTN继承了SDH的所有特性，同时具有MPLS-TP和OTN/OSU的能力。MS-OTN支持全球铁路移动通信系统（GSM-R）和FRMCS的统一承载。当客户从GSM-R向FRMCS演进时，只需在承载网中增加少量单板即可满足业务需求。此外，OSU是新一代OTN小粒度时隙技术。具有粒度灵活、调度灵活、带宽无损、硬隔离等特点。一张网络支持当前和未来多种业务的融合接入，兼容未来业务发展。
华为的全光网络架构与传统铁路网络有何不同，在支持智慧铁路运营和提升整体服务质量方面有哪些关键优势？
传统铁路网中，骨干层采用10G DWDM技术，汇聚融合承载层采用SDH标准，区间站交换机多层组网架构。
但华为全光网络架构将骨干层升级为100G+DWDM技术，汇聚融合承载层采用MS-OTN，段站采用FTTM全光工业PON二层架构方案。
此外，在提升智慧运营和整体服务质量方面还具有以下优势：
超高带宽：单波速率从10Gbit/s到800Gbit/s，单纤容量达到96Tbit/s，高于行业标准42%。超高带宽骨干网不仅支撑智慧铁路运营带来的通信流量快速增长，还提供充足的带宽运营，是新的业务增长点灵活入云：采用OSU技术，实现端到控中心一跳直达业务，具有极低时延优势，支持多元化的智能铁路业务应用安全可靠：基于SDH、ODUk、DWDM硬管道技术，MS-OTN平台和全光工业PON支持波长隔离和时隙隔离，实现端到端隔离，承载ETCS、CTC、视频等铁路业务。 E2E方式，保障铁路安全运营平滑演进：MS-OTN平台支持SDH平面的GSM-R业务和MPLS-TP平面的FRMCS业务，保证业务平滑演进，保护客户投资简化运维：与传统网络相比，全光网络具有很大的技术优势，同时保持了MSTP相同的运维习惯。此外，全光网络支持骨干层和承载层统一的设备平台，大大降低OPEX。基于iMaster NCE的新一代智能运维方法，实现网络资源可视化、链路状态可视化、故障智能预测，进一步简化网络运维。支持单纤双向IEEE 1588V2技术，降低建设成本。铁路运营商在实施华为全光网络解决方案等先进技术时面临哪些关键挑战？如何克服这些挑战？
华为全光综合承载网由三层组成：骨干传输层、汇聚综合承载层和段/站FTTM段/站接入层。实施挑战因所涉及的层而异。
骨干层
如果客户在没有骨干网的情况下建设OTN DWDM网络，客户将面临波长规划和光层链路调测的挑战。华为OTN设备支持光层自动调测、光链路质量可视化和故障预测。大大降低光层链路调测难度，为客户在网络规划阶段提供技术支持。
汇聚和综合承载层
目前现网采用的是SDH网络。当网络演进到MS-OTN综合承载网时，网管体系不变，保留SDH运维和网络部署习惯。对于客户来说转换成本极低。
站间/站接入层
从使用交换机到使用光纤到机器（FTTM）全光工业PON解决方案，传统的多层有源架构被更简单、更绿色的无源两层架构所取代。全光工业PON解决方案也面临无源光功率分流部署的挑战，但华为提供了自动化工具来应对挑战。通过该方案，运营商间年出货量已突破1亿，行业生态系统非常成熟。
与行业利益相关者的合作在加速此类技术的部署和采用方面发挥着多大的作用？这样做可以带来哪些好处？
华为与全球多家设计院、咨询公司和合作伙伴在全光综合承载网方面进行了合作。设计院和咨询公司为客户提供解决方案规划和咨询建议，合作伙伴为客户提供部署和运营服务。我们将加快华为具有竞争力的全光综合承载网解决方案在业界的推广和应用，缩短SDH解决方案向全光综合承载网的过渡周期，享受先进技术的红利。
您认为人工智能、机器学习和大数据等先进技术将如何为铁路行业的未来做出贡献？
人工智能、机器学习、大数据等先进技术的部署都是基于海量数据。通过数据，可以根据业务场景定义或学习算法，以降低人工成本并提高生产力。
这些数据不仅来自车辆、机车和车站，还来自轨道旁的基础设施，例如桥梁和隧道。与传统的铁路生产和管理方式相比，需要一个接入更灵活、带宽更大、更安全、扩容更方便的网络来传输和承载数据。基于IP over DWDM的架构是更好的选择，其中光网络是基础。
展望未来，您希望看到全球铁路行业有哪些潜在的发展和进步？
在铁路客户的实际数字化转型中，我们可以看到欧盟和中国都在使用IP over DWDM网络架构来建设ICT基础设施。华为全光网络保障铁路基础设施安全可靠，支撑行业数字化转型。
本文来源：https://www.intelligenttransport.com/transport-articles/147411/high-speed-rail-optical-network-technology/
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