基于OTN傳輸系統(tǒng)搭建MSTP傳輸系統(tǒng)的思考

唐愛軍

摘要：傳輸系統(tǒng)作為鐵路通信系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的承載網(wǎng)，不只承載大量不同速率的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通道，還承載如數(shù)據(jù)網(wǎng)、接入網(wǎng)這樣的承載網(wǎng)。因此，傳輸系統(tǒng)的安全穩(wěn)定尤為重要，直接影響鐵路沿線其他各專業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。建設(shè)及改造傳輸系統(tǒng)成為新建鐵路、既有鐵路改造的一項重要工程項目，而建設(shè)或改造傳輸系統(tǒng)往往受光纜資源條件限制。隨著OTN傳輸系統(tǒng)的開通，可以為搭建MSTP傳輸系統(tǒng)提供大容量帶寬資源，解決光纜資源不足的問題，且利用OTN系統(tǒng)搭建MSTP系統(tǒng)，能夠為MSTP系統(tǒng)提供環(huán)保護(hù)，提高M(jìn)STP系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性。本文主要討論基于OTN局干系統(tǒng)搭建MSTP系統(tǒng)的優(yōu)勢及維護(hù)重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：光纜資源;帶寬;業(yè)務(wù)分擔(dān);傳輸距離;邏輯疊加;切換試驗

現(xiàn)階段搭建鐵路通信網(wǎng)局干傳輸系統(tǒng)，光傳送網(wǎng)（OpticalTransportNetwork，以下簡稱OTN系統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)密集波分（DWDM）而被大量采用，滿足了鐵路局干傳輸系統(tǒng)距離較長（跨省市開通）、業(yè)務(wù)通道帶寬需求豐富等需求。OTN系統(tǒng)完成622Mbps、2.5Gbps、10Gbps等大顆粒通道的承載。2Mbps、155Mbps、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等小顆粒業(yè)務(wù)通道則宜由MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH 的多業(yè)務(wù)傳送平臺，以下簡稱MSTP系統(tǒng)）傳輸系統(tǒng)承載。

1.傳輸系統(tǒng)發(fā)展及現(xiàn)狀

1.1傳輸系統(tǒng)設(shè)備概況：傳輸系統(tǒng)歷經(jīng)準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）、同步數(shù)字系列（SDH）、波分（WDM）、密集波分（DWDM）、多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）、光傳送網(wǎng)（OTN）等發(fā)展歷程。

1.2 SDH至MSTP的發(fā)展：SDH因兼容性強(qiáng)、接口規(guī)范、具備靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)、信息凈負(fù)荷及定時高度透明等特點(diǎn)，取代PDH成為主流傳輸設(shè)備。而隨著傳輸網(wǎng)越來越多的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，MSTP應(yīng)運(yùn)而生。MSTP是基于SDH的多業(yè)務(wù)傳輸平臺，是升級版的SDH。已成為建設(shè)干線、樞紐傳輸網(wǎng)的主流設(shè)備，速率為STM-1、STM-4、 STM-16、 STM-64。

1.3 DWDM至OTN的發(fā)展：基于波分復(fù)用技術(shù)、在光層組建網(wǎng)絡(luò)的OTN系統(tǒng)，逐漸取代DWDM系統(tǒng)，成為長距離、大容量傳輸?shù)闹黧w。OTN設(shè)備兼顧電層的靈活可靠性和光層的大容量，提供波長級大顆粒調(diào)度，客戶信號透明好。當(dāng)鐵路沿線已建設(shè)開通骨干及局干OTN系統(tǒng)時，可以利用OTN系統(tǒng)豐富的帶寬資源為MSTP傳輸系統(tǒng)提供光路，并且為MSTP光路提供環(huán)保護(hù)。

2. 利用光纜資源搭建MSTP系統(tǒng)存在問題：

2.1 光纜資源緊張

鐵路通信專業(yè)既有干線光纜一般為12芯、24芯、20芯，缺少大容量光纜。基本敷設(shè)年限已達(dá)15～30年，光纜老化嚴(yán)重且資源緊張。

基礎(chǔ)網(wǎng)及自閉能改造等新建工程敷設(shè)的干線光纜一般為48芯、96芯，相比既有光纜資源相對豐富，但光纜資源依舊緊張。

新建傳輸系統(tǒng)匯聚層建設(shè)1+1復(fù)用段保護(hù)環(huán)、接入層建設(shè)復(fù)用段保護(hù)環(huán)，占用大量光纜資源。新建數(shù)據(jù)網(wǎng)、GPON（Gigabit-Capable PON）、安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、光半自動閉塞、公安信息網(wǎng)等系統(tǒng)均需光纜承載，以致隨著新建線的開通光纜資源已用盡，甚至出現(xiàn)缺少冗余光纜纖芯無法實施應(yīng)急倒代的現(xiàn)象。

2.2普速、高速光纜資源無法共享

因普速、高速機(jī)房分別設(shè)置在高鐵、普速鐵路沿線，以某高鐵線為例，管內(nèi)6站起點(diǎn)站是高、普結(jié)合站，其余站高、普車站均相距從5公里至40公里不等。很多普速、高速機(jī)房間不具備聯(lián)絡(luò)光纜。傳輸系統(tǒng)光纜運(yùn)用現(xiàn)狀是：普速M(fèi)STP傳輸系統(tǒng)采用普速鐵路沿線光纜承載、高速線MSTP傳輸系統(tǒng)采用高速鐵路沿線光纜承載，不具備普速線、高鐵線光纜共享資源的條件。

2.3 干線MSTP傳輸系統(tǒng)光纜運(yùn)用存在安全隱患

運(yùn)行在鐵路沿線是鐵路干線MSTP傳輸系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，接入層建設(shè)“復(fù)用段”或“通道”保護(hù)環(huán)，因光纜資源緊張，傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)極易出現(xiàn)“同纜環(huán)”現(xiàn)象，使傳輸系統(tǒng)存在安全隱患。

2.4 傳送距離受限制

MSTP傳輸系統(tǒng)傳送距離受光纖質(zhì)量、光接口特性等因素限制，經(jīng)過對管內(nèi)部分傳輸系統(tǒng)光傳送距離進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)MSTP設(shè)備實際光傳送距離與實驗環(huán)境下設(shè)備參數(shù)相差較大。光傳送距離成為制約MSTP傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)及運(yùn)行安全的根本原因，需要通過增加中繼設(shè)備的方式提高傳輸系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，增加投資預(yù)算。詳見附表1所示。

3.解決方案

鑒于光纜資源現(xiàn)狀，為克服利用光纜搭建MSTP傳輸系統(tǒng)的諸多隱患，對于已建成OTN傳輸系統(tǒng)的光路區(qū)間，可以利用OTN傳輸系統(tǒng)豐富的帶寬資源，提供光路搭建MSTP系統(tǒng)。

以新建京H線MSTP傳輸系統(tǒng)為例，東向、西向兩通信機(jī)房間只有既有20芯、新建基礎(chǔ)網(wǎng)16芯和32芯3根光纜，光纜資源已趨于枯竭。因此，利用局干S環(huán)東向、西向OTN系統(tǒng)提供10Gbps通道，承載京H線MSTP傳輸系統(tǒng)東向、西向機(jī)房間速率為STM-64主用光路，與由光纜裸纖承載的備用光路，組成東向、西向兩設(shè)備間的1+1線性復(fù)用段保護(hù)環(huán)。附圖1橢圓形虛線框中10Gbps光路，由附圖2中橢圓實線框局干OTN設(shè)備提供通道，具體詳見附圖1、附圖2：

4.利用OTN傳輸系統(tǒng)搭建MSTP系統(tǒng)的優(yōu)勢及維護(hù)思考

4.1 組網(wǎng)優(yōu)勢

4.1.1克服光纜資源緊張的問題

在附圖1的京H線MSTP傳輸系統(tǒng)，在東向、西向2個機(jī)房間，利用局干S號環(huán)提供光通道后，釋放匯聚層10Gbps設(shè)備占用的2芯干線光纜纖芯，解決干線光纜資源緊張的問題。

4.1.2 共享光纜資源、提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量

因OTN設(shè)備傳送距離長、傳送容量大，以華為OTN系統(tǒng)為例，對于OAU/OBU 功放板，不加拉曼放大器可以傳輸80KM，加拉曼放大器可以傳輸120KM，對于光纜傳送質(zhì)量較高的區(qū)間，傳送距離甚至更長。

局干傳輸系統(tǒng)中各站OTN設(shè)備布置于鐵路線沿線大站或樞紐機(jī)房，不限于普速通信機(jī)房或高速通信機(jī)房，往往覆蓋2條以上鐵路線、涵蓋多個樞紐通信機(jī)房。這樣，對于1個OTN傳輸系統(tǒng)，可以采用異徑路的普速、高速光纜搭建，光路安全得到保障，實現(xiàn)光纜資源共享。在進(jìn)行電路規(guī)劃、構(gòu)建業(yè)務(wù)通道組網(wǎng)時能更好的貫徹傳輸系統(tǒng)“全程全網(wǎng)”的理念。減少業(yè)務(wù)通道跳接點(diǎn)、減少障礙隱患，便于日常管理維護(hù)和障礙處理排查。

4.1.3 克服干線MSTP傳輸系統(tǒng)安全隱患

利用OTN系統(tǒng)開通光通道承載干線MSTP傳輸系統(tǒng)，首先，OTN系統(tǒng)本身已經(jīng)充分考慮光纜資源合理運(yùn)用，有效克服“同纜環(huán)”安全隱患。其次，OTN系統(tǒng)為光通道建立環(huán)保護(hù)，為承載的干線MSTP傳輸系統(tǒng)光路提供網(wǎng)絡(luò)層的保護(hù)。

4.1.4延長干線MSTP傳輸系統(tǒng)光路傳輸距離

可以在局干OTN傳輸系統(tǒng)內(nèi)任意設(shè)備間開通光通道，實現(xiàn)局干傳輸系統(tǒng)承載MSTP光路，傳輸距離不受限制。減少了增設(shè)中繼設(shè)備的投資預(yù)算。

4.1.5有效提高光纜資源利用率

4.1.5.1如直接用光纜搭建MSTP傳輸系統(tǒng)，以兩站間8芯光纜資源為例，8芯光纜最多開通4對10Gbps傳輸設(shè)備，承載傳輸容量為10Gbps*4=40Gbps。

4.1.5.2如用于搭建OTN系統(tǒng)，以兩站間8芯光纜資源為例，最多開通4對OTN傳輸設(shè)備，僅以1對OTN設(shè)備為例，如建設(shè)單波10G、40波的OTN系統(tǒng)，承載傳輸容量為10Gbps*40=400Gbps，8芯則為10Gbps*40*4=1600G。還有單波40G、100G的OTN設(shè)備，對應(yīng)系統(tǒng)容量還會增大。

4.2 維護(hù)工作注意事項

利用局干OTN傳輸系統(tǒng)搭建MSTP傳輸系統(tǒng)這種邏輯疊加方式的組網(wǎng)，局干OTN傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量直接影響MSTP傳輸系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，因此需加強(qiáng)局干OTN傳輸系統(tǒng)的管理維護(hù)，以實現(xiàn)提高OTN系統(tǒng)自身及其承載MSTP系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的目標(biāo)。

4.2.1確保供電安全

局干及MSTP系統(tǒng)傳輸設(shè)備均需設(shè)置主、備電源板，設(shè)置由兩路高頻開關(guān)電源提高供電，機(jī)房交流電源需引入自閉、貫通兩路外電，每季度對列頭柜電源熔絲、空開檢修檢查，每半年對電源輸入輸出電壓測試。

4.2.2確保設(shè)備冗余板卡切換正常

定期組織對局干OTN和MSTP傳輸設(shè)備冗余板卡進(jìn)行切換試驗，包括電源板、交叉板、主控板以及OTN系統(tǒng)OLP板等板卡。避免因板卡軟、硬件障礙造成系統(tǒng)倒換失效，繼而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。

以管內(nèi)京B線MSTP傳輸系統(tǒng)為例，NK至SC傳輸設(shè)備間兩條10Gbps光通道，建立1+1線性復(fù)用段10Gbps保護(hù)。因光纜資源緊張，主用、備用光路均由局干X號環(huán)NK至SC間OTN系統(tǒng)提供10Gbps波道承載，南口-沙城OTN系統(tǒng)承載光纜實現(xiàn)異纜承載，詳見附圖3：

在NK站至SC站兩站間基礎(chǔ)網(wǎng)32芯光纜中斷障礙中，NK站至SC站 OTN間主用通道中斷、備用通道光纜正常。正常情況下， OTN設(shè)備應(yīng)切換到備用通道中。但是因SC站 OTN設(shè)備OLP單板硬件障礙導(dǎo)致OLP切換失敗，造成MSTP傳輸系統(tǒng)NK站至SC站 10Gbps主用、備用光路中斷，兩站間穿通及落地業(yè)務(wù)全部中斷。

通過以上障礙說明，需定期對傳輸設(shè)備主要板卡（OLP、主控、交叉）進(jìn)行切換實驗，以確保傳輸系統(tǒng)的OLP保護(hù)功能正常啟動。

4.2.3綜合考慮局干OTN和MSTP傳輸系統(tǒng)光纜運(yùn)用

需綜合考慮用于搭建骨干或局干OTN系統(tǒng)和MSTP傳輸系統(tǒng)光路的光纖。在MSTP傳輸系統(tǒng)光路中，經(jīng)常存在某區(qū)間主用、備用光路分別由OTN系統(tǒng)通道、光纖承載的現(xiàn)象。

以MSTP傳輸系統(tǒng)A、B區(qū)間為例：A、B兩站間主用光路由局干OTN承載，備用光路由兩站間32芯光纜承載。為確保MSTP傳輸系統(tǒng)安全，則局干OTN系統(tǒng)A、B兩站間主用光路需由另一根20芯光纜承載，避免出現(xiàn)間接“同纜環(huán)”現(xiàn)象。當(dāng)A、B兩站間32芯、20芯光纜中斷時，MSTP系統(tǒng)能夠正常啟動環(huán)保護(hù)。

4.2.4定期對MSTP系統(tǒng)傳輸鏈路進(jìn)行斷環(huán)實驗

利用局干傳輸系統(tǒng)承載MSTP傳輸系統(tǒng)，存在邏輯結(jié)構(gòu)疊加問題，系統(tǒng)組網(wǎng)復(fù)雜，對設(shè)備板卡性能及系統(tǒng)保護(hù)功能設(shè)置要求較高。需定期檢查網(wǎng)管側(cè)的保護(hù)屬性設(shè)置，組織網(wǎng)管與現(xiàn)場車間進(jìn)行傳輸鏈路斷環(huán)實驗，確保危及系統(tǒng)運(yùn)行安全的障礙現(xiàn)象出現(xiàn)時，MSTP系統(tǒng)能正常啟動環(huán)保護(hù)。

5.5 合理規(guī)劃傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)通道

確保傳輸系統(tǒng)安全運(yùn)行的終極目標(biāo)是確保承載的業(yè)務(wù)通道的安全、穩(wěn)定。因此，在提高傳輸系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的同時，還要及時對業(yè)務(wù)通道傳輸徑路進(jìn)行合理規(guī)劃，對重要業(yè)務(wù)進(jìn)行“系統(tǒng)分擔(dān)”、完成電路優(yōu)化。

綜上所述，MSTP傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)搭建需要綜合考慮光纖資源、局干OTN傳輸系統(tǒng)帶寬資源、設(shè)備安裝處所、邏輯結(jié)構(gòu)疊加、機(jī)房供電條件等諸多要素，需要統(tǒng)籌規(guī)劃科學(xué)合理的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)及開通方式，使傳輸系統(tǒng)運(yùn)行更加安全穩(wěn)定。傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及保護(hù)方式不是一成不變的，需隨著光纜資源、設(shè)備條件、機(jī)房條件的調(diào)整，隨時進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整、設(shè)備克缺整治、承載光纜優(yōu)化等工作，實現(xiàn)“電路中斷但業(yè)務(wù)不中斷及終端業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行正常”的目標(biāo)。