鐵路通信MSTP傳輸系統FE接口應用的探討

張 靜

（北京全路通信信號研究設計院，北京 100073）

隨著鐵路信息化的不斷發展，尤其是近年來客運專線建設的不斷展開，各類業務組網模式不斷調整，與通信系統的接口由傳統的2 M接口逐漸轉變為FE接口。在這種新形勢下，本文結合已建工程經驗，對傳輸系統FE接口應用進行探討。

1 鐵路通信MSTP傳輸系統的應用背景

在MSTP技術出現之前，傳統的SDH設備并不能很好的承載以太網業務，一般采用數字電路提供以太網專線的方式，即用戶的以太網端口通過協議轉換器轉換為E1，或通過路由器實現到E1的轉換，在SDH網絡中承載。其存在的主要問題如下。

（1）無法直接接入終端用戶以太網業務，用戶需購買路由器實現分組業務到PDH接口的映射或通過協議轉換器將FE轉換為E1。

（2）網絡故障點多，存在監控盲點。與傳統專線相比，MSTP直接提供FE/GE接口，簡化了網絡，并可通過網管系統實現帶寬的靈活配置和業務端到端的性能監視。在鐵路通信網的建設中，隨著近年來數據、寬帶等IP業務的迅猛增長，以SDH為基礎的MSTP技術扮演著越來越重要的角色。

2 MSTP傳輸系統FE接口應用情況

MSTP傳輸系統可以提供FE、GE、E1、STM-1/4/16等多種接口，在目前鐵路通信網中，對以太網業務主要是FE接口，帶寬為1～46×2 Mbit/s，應用方式主要有透傳、二層交換等方式。

2.1 透傳

以太網業務透傳功能是指來自以太網接口的數據幀不經過二層交換，直接進行協議封裝和速率適配后映射到SDH的虛容器（VC）中，然后通過SDH節點進行點到點傳送。透明傳輸類似專線的方式，實現了高質量的數據傳輸，傳輸帶寬保證業務完全隔離。

目前，應用這種方式的業務系統主要有信號微機監測、電力SCADA、牽引供電SCADA系統等。

（1）信號微機監測系統。利用數據通信系統作為承載平臺，數據通信系統開通1個VPN為信號微機監測系統提供數據承載通道，其中車站監測設備直接通過本站數據通信設備接入數據通信系統，中繼站、線路所、綜合工區等未設置數據通信系統設備的節點，其監測設備通過MSTP傳輸系統提供FE透傳專線至鄰近車站，再接入數據通信系統。

（2）牽引供電SCADA系統。一般采用環形方式組網，端點監測點連接監測中心。MSTP傳輸系統為其提供牽引供電監測點間及端點監測點至監測中心的FE透傳專線通道。

（3）電力SCADA系統。采用環形方式組網，端點監測點連接監測中心。MSTP傳輸系統提供電力監測點間及端點監測點至監測中心的FE透傳專線通道。

2.2 二層交換

以太網二層交換功能是指在1個或多個用戶側以太網物理接口與1個或多個獨立系統側的VC通道之間，實現基于以太網鏈路層的數據包交換。以太網業務在每個節點進行封裝、解封裝，并進行二層交換，使得各個節點可以共享共同的傳輸通道，局端接口也得以節約。

以太網二層交換功能有匯聚、交換、以太環網等應用方式。

（1）匯聚方式是指匯聚點和接入點間以類似專線的方式連接，在匯聚節點實現業務交換匯聚，可提供FE到FE、FE到GE的匯聚。

（2）交換方式是指業務數據由多個不同物理端口接入, 共享同一個系統端口的帶寬。各節點端口帶寬實行動態分配，當業務端口流量變化時，支持不中斷業務實時調整占用的網絡帶寬，提高了帶寬利用率。

（3）以太環網方式是指在交換方式的基礎上，業務節點通過傳輸設備的以太網接口形成以太環網結構，傳輸設備運行STP協議實現環網的動態冗余切換機制。

在鐵路通信網中，由于各類業務對帶寬保證、安全性、可靠性要求較高，一般主要采用匯聚方式。

目前，應用匯聚方式的業務系統主要有綜合視頻監控、電源及環境監控和防災安全監控系統等。

（1）綜合視頻監控系統：MSTP傳輸系統為其提供區間視頻接入節點（如電力電牽節點、信號節點、基站等）至數據通信系統接入節點（一般為車站）的FE傳輸通道，采用星形方式組網，每個FE接口的帶寬根據視頻接入節點管理的視頻采集點數量進行分配，在車站MSTP設備側啟用FE-FE匯聚功能，以1～2×FE接口接入數據通信系統，再利用數據通信系統實現視頻接入節點、視頻區域節點及視頻核心節點間的數據通信。

（2）電源及環境監控系統：采用樹形方式組網，MSTP傳輸系統為其提供區間監控節點—鄰近車站—監控中心的FE傳輸通道，在車站和監控中心MSTP設備側啟用FE-FE匯聚功能，以1×FE接口接入監控中心。

（3）防災安全監控系統：采用樹形方式組網，MSTP傳輸系統為其提供監測點—鄰近車站—防災安全監控中心的FE傳輸通道，在車站和監控中心MSTP設備側啟用FE-FE匯聚功能，以1×FE接口接入監控中心。

3 FE板卡選擇和FE接口數據配置

在實際工程中，需要根據具體業務應用來選擇FE板卡和進行FE接口數據配置。

3.1 FE板卡選擇

FE板卡功能分為透傳和交換2種。目前，鐵路通信網主流傳輸設備的FE板技術參數如表1所示。

表1 鐵路通信網主流傳輸設備的FE板技術參數

3.2 FE接口數據配置

FE接口數據配置主要考慮帶寬和端口數量等。

（1）帶寬

FE接口的帶寬為1～46×2 Mbit/s，目前透傳業務一般為1～2×2 Mbit/s，以一個FE接口進行點對點透傳即可，匯聚型業務要根據每個接入節點的業務帶寬需求對匯聚后FE接口的帶寬進行核算。

以電源及環境監控系統為例：

區間監控節點：每個節點的業務帶寬約為120 kbit/s，以1×FE接口（捆綁1×2 M帶寬）接入鄰近車站。

車站：匯聚本站業務和區間節點（N個）業務，帶寬為(N+1)×120 kbit/s，目前已建和在建工程中，接入一個車站的區間節點一般不超過15個，故以1×FE接口（捆綁1×2 M帶寬）接入監控中心。

監控中心：匯聚N個車站業務，帶寬為N×2 Mbit/s，目前已建和在建工程中，總帶寬一般不超過90 Mbit/s，故以1×FE接口（捆綁N×2 M帶寬）進行接入。

(2) 接口數量

FE接口包括FE板卡的外部物理端口及內部系統端口。外部物理端口是指FE板卡的物理接口，包括光/電的FE/GE等類型；內部系統端口是指SDH側端口，它決定了FE板卡的業務匯聚比，即可容納的業務方向數量。

需根據各業務組網和帶寬占用情況核算物理端口和系統端口數量，尤其是多業務多方向的匯聚節點，如鐵路局調度所、通信樞紐等。

以滬寧城際軌道交通工程為例，上海局調度所設置華為OSN7500 STM-64設備1套、OSN3500 STM-4設備1套，各配置2塊8×FE板卡，需接入FE業務包括本線及滬杭客專的電力SCADA、牽引供電SCADA、電源及環境監控系統等，其中本線電源及環境監控系統138個節點，通過22個車站接入上海局調度所監控中心，需占用FE板的1個物理端口和22個系統端口，而該設備的FE板系統端口為24個，造成資源運用不合理。在實際工程實施中，電源及環境監控系統采用4級樹結構組網，即區間監控節點—鄰近車站—骨干層傳輸節點—監控中心，在骨干層傳輸節點增加了一次匯聚，這樣在調度所只需匯聚5個方向的業務，設備資源運用比較合理。