增強(qiáng)型MSTP技術(shù)在成都地鐵的應(yīng)用

陳璇 李潔

摘要：文章介紹了MTSP技術(shù)的原理，敘述了增強(qiáng)型MSTP光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)在成都地鐵中的應(yīng)用及其設(shè)備組網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)功能，總結(jié)了MTSP技術(shù)在地鐵專用通信傳輸系統(tǒng)中的重要性。

關(guān)鍵詞：地鐵通信 傳輸系統(tǒng) MTSP 自愈

地鐵專用通信傳輸系統(tǒng)是保證地鐵安全運(yùn)行的重要組成部分，不僅要為公務(wù)、無線、應(yīng)急通信、調(diào)度電話系統(tǒng)傳輸各種數(shù)字及模擬語音信號(hào)，還要為通信各子系統(tǒng)及信號(hào)、自動(dòng)售檢票等系統(tǒng)傳輸窄帶數(shù)據(jù)及寬帶數(shù)據(jù)信號(hào)，為車站、車輛段/停車場(chǎng)、控制中心間傳輸視頻圖像及控制信號(hào)。建設(shè)一個(gè)能夠迅速、準(zhǔn)確、可靠地傳送軌道交通運(yùn)營(yíng)、管理所需的語音、數(shù)據(jù)、圖像信息的傳輸網(wǎng)絡(luò)顯得至關(guān)重要。成都地鐵采用的增強(qiáng)型MSTP傳輸系統(tǒng)能夠?yàn)楣珓?wù)、無線、專用電話、信號(hào)、自動(dòng)售檢票等系統(tǒng)提供可靠的、冗余的、可重構(gòu)的、靈活的信息傳輸及交換信道。

1 MSTP技術(shù)

MTSP（Multi-Service Transfer Platform，多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)），是從SDH平臺(tái)延伸出來的同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、傳送和處理，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)平臺(tái)節(jié)點(diǎn)，避免了分別組網(wǎng)帶來的設(shè)備和光纖投資的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)安全性與傳輸效率的有效融合。

1.1 SDH技術(shù)原理

SDH（Synchronous Digital Hierachy，同步數(shù)字體系）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國(guó)貝爾通信技術(shù)研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)。SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，整個(gè)幀結(jié)構(gòu)分成段開銷區(qū)、凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針區(qū)三個(gè)區(qū)域，其中段開銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，凈負(fù)荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務(wù)的比特和少量的用于通道維護(hù)管理的通道開銷字節(jié)，管理單元指針用來指示凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在STM-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置以便接收時(shí)能正確分離凈負(fù)荷。

SDH傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)各種業(yè)務(wù)信號(hào)要進(jìn)入SDH的幀都要經(jīng)過映射、定位和復(fù)用三個(gè)步驟。映射是將各種速率的信號(hào)先經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器C，再加入通道開銷形成虛容器VC。定位即是將幀偏移信息收進(jìn)支路單元TU或管理單元AU的過程，它通過支路單元指針或管理單元指針來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。復(fù)用通過字節(jié)交錯(cuò)間插方式把TU組織進(jìn)高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N的過程。

1.2 MTSP技術(shù)原理

MSTP技術(shù)通過SDH平面?zhèn)魉蚑DM業(yè)務(wù)，保證了業(yè)務(wù)傳送的高可靠性和安全性，采用MPLS-TP方式承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。具有靈活的SDH VC交換矩陣，同時(shí)支持高低階交叉類型，并提供從E1、STM-1、STM-4、STM-16的全速率TDM業(yè)務(wù)，支持虛容器的級(jí)聯(lián)和虛級(jí)聯(lián)功能。MSTP技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于采用GEP協(xié)議完成多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)向SDH的映射，通過VC級(jí)聯(lián)或虛級(jí)聯(lián)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)帶寬的可配置。

2 增強(qiáng)型MTPS技術(shù)在成都地鐵的應(yīng)用

增強(qiáng)型MSTP方案中，公務(wù)電話、專用電話等2M業(yè)務(wù)，以SDH方式承載，CCTV 、PIS等IP業(yè)務(wù)采用MPLS-TP方式承載，提高分組承載效率，且用戶可以獲得與SDH網(wǎng)絡(luò)同樣優(yōu)良的運(yùn)維體驗(yàn)。

2.1傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)

成都地鐵3號(hào)線二三期工程專用通信傳輸系統(tǒng)采用華為成熟的增強(qiáng)型MSTP光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)設(shè)備Optix OSN 7500II和OSN 580進(jìn)行組網(wǎng)，傳輸速率為20Gbit/s。傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)方式為：車站和停車場(chǎng)設(shè)備環(huán)網(wǎng)采用OSN 580增強(qiáng)型MSTP傳輸設(shè)備，控制中心采用OSN7500II增強(qiáng)型MSTP傳輸設(shè)備。利用隧道和地面或高架區(qū)間兩側(cè)敷設(shè)的光纖，采用隔站連接的跳接方式，組成2個(gè)復(fù)用段自愈環(huán)網(wǎng)，2個(gè)環(huán)相切于控制中心。

2.2系統(tǒng)保護(hù)過程及性能

MSTP技術(shù)針對(duì)不同的業(yè)務(wù)采用不同的保護(hù)機(jī)制，即E1業(yè)務(wù)采用SDH平面的復(fù)用段保護(hù)保護(hù)，IP業(yè)務(wù)采用MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護(hù)，倒換時(shí)間以及倒換恢復(fù)時(shí)間均小于50ms。

2.2.1 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)

在二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)上，每一條STM-N線路的前一半VC-4是工作通道，后一半VC-4是保護(hù)通道。正常情況下，業(yè)務(wù)在工作通道上傳輸，兩根光纖上業(yè)務(wù)流向相反。當(dāng)某處線路中斷，工作通道不可用時(shí)，業(yè)務(wù)在故障點(diǎn)的兩端均由故障方向光纖的工作通道倒換到另一方向光纖的保護(hù)通道，實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換。

2.2.2 MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護(hù)

MPLS-TP是通過建立二纖雙向環(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)，通過預(yù)先建立的保護(hù)通道對(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)之間都部署OAM并通過OAM的連通性檢測(cè)確定相鄰節(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)來實(shí)現(xiàn)狀態(tài)變遷。

2.2.3設(shè)備級(jí)保護(hù)

除了二纖雙向保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)方式外，還可以采用設(shè)備級(jí)保護(hù)能力：主控、交叉連接、時(shí)鐘、電源等單元均采用1+1熱備保護(hù)。

2.3 MPLS-TP環(huán)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

MPLS-TP環(huán)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：（1）高可靠保護(hù)：網(wǎng)絡(luò)側(cè)保護(hù)倒換時(shí)間小于50ms，自愈保護(hù)功能強(qiáng)大;（2）高安全性：所有承載業(yè)務(wù)做到完全物理管道隔離;（3）大帶寬承載：業(yè)務(wù)最大可平滑升級(jí)到40G大帶寬，滿足地鐵帶寬增長(zhǎng)需求;（4）統(tǒng)一承載調(diào)度：TDM、以太業(yè)務(wù)、分組業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)統(tǒng)一承載交換，以太業(yè)務(wù)單播、組播、廣播業(yè)務(wù)均可承載調(diào)度;（5）高效、簡(jiǎn)便、靈活組網(wǎng)：IP和TDM業(yè)務(wù)均可組成環(huán)網(wǎng)、相切環(huán)、相交環(huán)等，實(shí)現(xiàn)靈活應(yīng)用部署。

3結(jié)語

目前，地鐵視頻監(jiān)控正逐步向高清、超高清方向發(fā)展，已不再局限于錄像調(diào)看，通過對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抓取分析實(shí)現(xiàn)客流統(tǒng)計(jì)、聯(lián)動(dòng)報(bào)警的效果，隨之而來的是視頻圖像傳送對(duì)傳輸帶寬的要求越來越高，再加上以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在地鐵業(yè)務(wù)中的比重越來越高，建設(shè)快速、可靠的傳輸骨干網(wǎng)已成為地鐵建設(shè)面臨的需求和更大的挑戰(zhàn)。增強(qiáng)型MSTP技術(shù)根據(jù)地鐵通信的傳輸特性，采用了性能最好的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能夠承載大容量、高速的多元業(yè)務(wù)，且各類業(yè)務(wù)端到端傳輸時(shí)延小，并支持多種組網(wǎng)場(chǎng)景的環(huán)網(wǎng)保護(hù)和地鐵組播業(yè)務(wù)的承載與保護(hù)，這就使得MSTP技術(shù)在地鐵建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中有著廣闊的應(yīng)用前景，在當(dāng)前階段以及未來都會(huì)是地鐵傳輸系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。

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（作者單位：成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司）