电信网在加快与以IP网络为代表的数据网络互通和融合的进程中，逐步向以软交换为核心的下一代网络演进。为了适应铁路发展的需要推进铁路产业信息化进程，采用下一代网络技术构建铁路专用通信网络也成为技术发展的必然趋势。论文主要对采用下一代网络技术构建铁路专用通信网络的关键问题进行了研究，这些问题可以归纳为以下两个方面的内容：1) 分组承载网络；2) 控制与业务网络。 首先，在分析研究网络的性能和网络规划中，网络的业务模型是一个十分重要的组成部分。所以本文对网络业务流量进行了研究，分析了网络实际业务流量与原有泊松网络业务流量模型的差异，并在分析了各种业务模型的基础上选用流叠加模型来仿真下一代网络中的业务流量，然后并通过理论计算和仿真分析了网络业务流的自相似特性对网络的影响。 其次，对于下一代网络来说，分组承载网络需要提供语音、视频等各种媒体信息和各种信令信息的传送功能，而如何保证网络的服务质量是一个非常重要的问题，因此本文对下一代网络中的各种服务质量保证技术进行了深入研究，分析了IP网络、RPR网络、WLAN网络几种典型网络中的各种服务质量保证技术以及它们在铁路专用通信网络的分组承载网络组网中的应用。 最后，软交换是下一代网络呼叫与控制的核心，是NGN体系结构中的关键技术之一。而铁路相关的各种应用业务可以看成是在下一代网络分组承载网上的一种特殊业务，所以铁路专用通信网络业务系统的构建是本文的另一个主要研究内容。本文通过对软交换技术和铁路通信网络的详细分析，讨论在分组承载网的基础上如何建立铁路专用通信网络的业务系统，并且，以铁路调度通信系统为例分析了软交换技术在业务系统构建中的作用，并进一步提出了软交换多媒体调度通信系统。