關(guān)于專用傳輸系統(tǒng)技術(shù)選擇的探討

摘要：傳輸網(wǎng)是作為整個(gè)通信網(wǎng)的基礎(chǔ)，為承載的業(yè)務(wù)提供傳輸通道和傳輸平臺(tái)。本人結(jié)合近年來(lái)在城市軌道交通通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中專用傳輸系統(tǒng)的技術(shù)選型和實(shí)際應(yīng)用，對(duì)傳輸制式作出比選，為城市軌道交通通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：傳輸;制式;比選

一、引言

傳輸網(wǎng)從最初的模擬傳輸發(fā)展成數(shù)字，再到光傳輸，就技術(shù)上也從頻分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用不斷發(fā)展到波分復(fù)用、PDH、SDH、MSTP、ASON等。下一代傳輸網(wǎng)應(yīng)該向什么方向發(fā)展呢？答案仁者見(jiàn)仁。

就軌道交通而言，專用傳輸系統(tǒng)是軌道交通各系統(tǒng)信息內(nèi)容的承載平臺(tái)，需滿足各系統(tǒng)（包括專用通信系統(tǒng)各子系統(tǒng)和地鐵內(nèi)其他系統(tǒng)）傳輸帶寬、接口等要求。

所以我們要一方面追蹤新傳輸制式的發(fā)展，另外一方面要適應(yīng)所承載的軌道交通各類業(yè)務(wù)的需求，摸清這些業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，而后者顯得更為重要。

二、技術(shù)選擇

目前專用傳輸系統(tǒng)所承載的業(yè)務(wù)見(jiàn)下表所列。

序號(hào)

業(yè)務(wù)名稱

種類

接口類型

信道類型

說(shuō)""明

1

專用電話（中繼）信息

TDM

E1

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

2

公務(wù)電話信息

TDM或

數(shù)據(jù)

E1或

以太網(wǎng)口

總線

采用軟交換技術(shù)為以太網(wǎng)口

3

無(wú)線通信信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

4

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

后備調(diào)度臺(tái)

5

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

遠(yuǎn)端調(diào)度臺(tái)

6

電視監(jiān)控信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

GE口

7

廣播語(yǔ)音及控制信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

8

時(shí)鐘信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

9

辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

GE口

10

乘客信息系統(tǒng)信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

GE口

11

通信各系統(tǒng)網(wǎng)管信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

12

列車自動(dòng)監(jiān)控信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

由通信系統(tǒng)提供時(shí)

13

自動(dòng)售檢票信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

由通信系統(tǒng)提供時(shí)

14

門(mén)禁信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

由通信系統(tǒng)提供時(shí)

15

綜合監(jiān)控系統(tǒng)信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

由通信系統(tǒng)提供時(shí)

由上表可以看出，由于數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)，目前各系統(tǒng)都基本完成了由模擬至數(shù)字的變革。無(wú)線、電話、時(shí)鐘、廣播均已從低速數(shù)據(jù)接口替換成了以太網(wǎng)口。所以業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)一，基本實(shí)現(xiàn)IP化。

由于監(jiān)控系統(tǒng)高清化后對(duì)帶寬的需求激增，辦公網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也需要更高的帶寬，GE口甚至更高的接口、帶寬要求也呼之欲出。由此可見(jiàn)，業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)二，趨于大帶寬。

介于目前傳輸技術(shù)制式的概念越來(lái)越模糊化，從切入承載的業(yè)務(wù)越來(lái)越具有IP化、大帶寬的趨勢(shì)上入手，對(duì)各類適合軌道交通專用通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)制式作出以下比選。

方案一：MSTP技術(shù)，包括MSTP（內(nèi)嵌RPP）技術(shù)

MSTP稱為多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)，多業(yè)務(wù)的類型包括TDM業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、IP化語(yǔ)音、視頻、各種虛擬專線業(yè)務(wù)等。構(gòu)成MSTP傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備成為多業(yè)務(wù)傳輸節(jié)點(diǎn)。目前此技術(shù)制式有豐富的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作為支撐。

經(jīng)過(guò)發(fā)展，MSTP已經(jīng)囊括PDH、SDH、POS、以太網(wǎng)、ATM、RPR等技術(shù)于一體，它可通過(guò)多業(yè)務(wù)匯聚方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的綜合傳送，通過(guò)自身對(duì)多類型業(yè)務(wù)的適配性實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入和處理，非常適應(yīng)多業(yè)務(wù)和多種技術(shù)相融合的應(yīng)用場(chǎng)合，MSTP對(duì)以太業(yè)務(wù)以EoS（Ethernet"over"SDH）方式，采用多種適配容器（VC-12/3/4）對(duì)以太業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝，可解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸?shù)膯?wèn)題。

方案二：OTN方案

采用了時(shí)分復(fù)用技術(shù)，屬于同步傳輸體系，但其幀結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的SDH不同，幀的長(zhǎng)度為31.25μs，幀速為32000幀/秒。OTN的主要特點(diǎn)如下：

集成了多種接口，不需其它接入設(shè)備，設(shè)備可靠性高，OTN系統(tǒng)可以通過(guò)ULM模塊實(shí)現(xiàn)環(huán)間互連或與MSTP系統(tǒng)相連，但由于廠家局限性，不太適合工程運(yùn)用。

方案三：增強(qiáng)型MSTP技術(shù)

嚴(yán)格意義上講，增強(qiáng)型MSTP技術(shù)并非新技術(shù)，而是多種技術(shù)的雜交，他也是屬于MSTP技術(shù)的一種。在繼承了傳統(tǒng)MSTP業(yè)務(wù)承載的基礎(chǔ)上，將分組核心技術(shù)MPLS-TP以及光纖波長(zhǎng)復(fù)用等技術(shù)融于一體，它可通過(guò)多業(yè)務(wù)匯聚方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的綜合傳送，通過(guò)自身對(duì)多類型業(yè)務(wù)的適配性實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入和處理，非常適應(yīng)多業(yè)務(wù)和多種技術(shù)相融合的應(yīng)用場(chǎng)合。

方案四：PTN技術(shù)

PTN稱為分組傳送網(wǎng)，是基于分組的新一代多業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送技術(shù)，不僅能較好地承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且兼顧傳統(tǒng)的TDM、ATM等業(yè)務(wù)。PTN技術(shù)是IP/MPLS、以太網(wǎng)和傳送網(wǎng)三種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，PTN技術(shù)具有面向連接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制、多業(yè)務(wù)承載、較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、豐富的OAM、嚴(yán)格的QoS機(jī)制以及50ms的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)等技術(shù)特征。

方案五：IP"RAN技術(shù)

IP"RAN是用的L3+L2的技術(shù)，在核心匯聚層用L3VPN"在接入層用的是L2VPN。這個(gè)技術(shù)偏向發(fā)展路由器方向?；窘尤氲胶诵脑O(shè)備路由器化。各能適應(yīng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳送，在運(yùn)營(yíng)商中已大規(guī)模建設(shè)。在核心層主流用ISIS協(xié)議，接入層用OSPF協(xié)議。其倒換機(jī)制比PTN豐富安全，但存在路由重優(yōu)化的時(shí)間缺陷。

結(jié)合以上比選和發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)各傳輸制式具體比選如下：

MSTP技術(shù)運(yùn)用廣泛，MSTP（內(nèi)嵌RPR）更是傳承技術(shù)特點(diǎn)，MSTP對(duì)以太網(wǎng)的支持較弱，但RPR可對(duì)IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行高效處理，兩者互補(bǔ)，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)軌道交通公安通信網(wǎng)中采用較多。

PTN是隨著運(yùn)營(yíng)商全業(yè)務(wù)IP化的迫切需求，近幾年才發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，它在國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中已大規(guī)模部署，并逐漸開(kāi)始取代MSTP成為運(yùn)營(yíng)商新建傳輸網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。在軌道交通中，商用傳輸網(wǎng)需要與地面運(yùn)營(yíng)商傳輸網(wǎng)接口，考慮到互聯(lián)互通的要求，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)軌道交通新建線路商用通信網(wǎng)中開(kāi)始逐步采用，但在專用的同步性、適應(yīng)性、價(jià)格等方面還處于劣勢(shì)。

OTN接口類型完善，在功能實(shí)現(xiàn)方面適合作為軌道交通通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，但OTN存在技術(shù)獨(dú)有性、廠商唯一性、國(guó)產(chǎn)化低、價(jià)格偏高等不利因素。

由MSTP發(fā)展而來(lái)的增強(qiáng)型MSTP，可通過(guò)多業(yè)務(wù)匯聚方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的綜合傳送，通過(guò)自身對(duì)多類型業(yè)務(wù)的適配性實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入和處理，非常適應(yīng)多業(yè)務(wù)和多種技術(shù)相融合的應(yīng)用場(chǎng)合。特別可以適應(yīng)未來(lái)IP化大帶寬的發(fā)展趨勢(shì)。

所有技術(shù)均可實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的完整功能，但考慮到業(yè)務(wù)大帶寬、IP化的發(fā)展趨勢(shì)，增強(qiáng)型MSTP技術(shù)更能適合地鐵業(yè)務(wù)發(fā)展，隨之選用的設(shè)備，可考慮10Gb/s或20Gb/"s設(shè)備。

增強(qiáng)型MSTP技術(shù)主要選用兩種保護(hù)模式，一是SNCP子網(wǎng)保護(hù)。SNCP子網(wǎng)連接保護(hù)，是基于雙發(fā)選收的保護(hù)方式，需要一個(gè)工作子網(wǎng)和一個(gè)保護(hù)子網(wǎng)。當(dāng)工作子網(wǎng)連接失效或者性能劣于某一程度時(shí)，工作子網(wǎng)連接將由保護(hù)子網(wǎng)連接代替。

SNCP業(yè)務(wù)對(duì)是SNCP的基本單元，它由一個(gè)工作源，一個(gè)保護(hù)源和一個(gè)業(yè)務(wù)宿構(gòu)成。如下圖所示，工作源和保護(hù)源可以是光纖線路、STM-1e電纜中的任何一種線路類型，兩者的線路類型也可以不同。業(yè)務(wù)宿可以是任何一種線路或支路。

另外一種是MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護(hù)，它是通過(guò)建立二纖雙向環(huán)形拓?fù)?，環(huán)網(wǎng)的一半帶寬配置為工作通道，另一半帶寬配置為保護(hù)通道，當(dāng)工作通道故障時(shí)，通過(guò)預(yù)先建立的保護(hù)通道對(duì)對(duì)分組業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)倒換的機(jī)制。MPLS-TP環(huán)網(wǎng)上任意相鄰節(jié)點(diǎn)之間部署OAM，并通過(guò)OAM的連通性檢測(cè)相鄰節(jié)點(diǎn)間故障，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)與相鄰點(diǎn)之間的OAM的連通性來(lái)確定相鄰點(diǎn)是否故障，并通知MPLS-TP環(huán)網(wǎng)狀態(tài)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)變遷。

傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)同步采用主從同步方式。主時(shí)鐘從中心設(shè)備引接任一網(wǎng)絡(luò)單元的同步定時(shí)單元具有跟蹤基準(zhǔn)主時(shí)鐘的功能。光傳輸設(shè)備具備定時(shí)基準(zhǔn)的自動(dòng)恢復(fù)和手動(dòng)恢復(fù)能力。

增強(qiáng)型MSTP所提供的10/100M以太網(wǎng)接口和1000M均支持組播功能，實(shí)現(xiàn)信源管理、用戶管理、組播安全控制、節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬等功能，可用于承載地鐵系統(tǒng)中的電視監(jiān)控系統(tǒng)，還可用于將來(lái)的在線直播、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等。

三、小結(jié)

需結(jié)合各城市的實(shí)際情況和各系統(tǒng)的實(shí)際需求，選用合適的傳輸系統(tǒng)，可考慮選用增強(qiáng)型MSTP（MSTP+）設(shè)備組建專用通信系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，此技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）高可靠性，高安全性

（1）保護(hù)倒換時(shí)間"lt;"50ms，電信級(jí)OAM

（2）業(yè)務(wù)物理隔離，鏈路側(cè)保護(hù)

2）IP大帶寬業(yè)務(wù)的承載

（1）滿足線路增長(zhǎng)、站點(diǎn)增加、視頻業(yè)務(wù)增加后n個(gè)GE級(jí)別的需求

（2）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)不統(tǒng)計(jì)復(fù)用

3）多業(yè)務(wù)合理接入

（1）IP業(yè)務(wù)占用大帶寬，接入能力要強(qiáng)，需要支持10GE接入

（2）具有TDM優(yōu)質(zhì)傳送能力，滿足高質(zhì)量話音及現(xiàn)網(wǎng)大量TDM業(yè)務(wù)的互通要求

4）組網(wǎng)靈活、簡(jiǎn)單、高效

業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)相對(duì)穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能最佳匹配業(yè)務(wù)及調(diào)度需求，IP和TDM業(yè)務(wù)均可組成環(huán)網(wǎng)、相切環(huán)、相交環(huán)等。

參考文獻(xiàn)：

[1]建設(shè)部《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50157-2013

[2]信息產(chǎn)業(yè)部《增強(qiáng)型多業(yè)務(wù)傳輸節(jié)點(diǎn)（MSTP）設(shè)備技術(shù)要求》YD/T"2486-2013