多業務傳送平臺在城軌通信系統中的應用探究

【摘要】 隨著通信網絡技術的快速發展，城軌通信傳輸業務的需求也不斷在變化，多業務傳送平臺為城軌道通信傳輸網絡的選擇提供了極為廣闊的空間。本文不僅介紹了多業務傳送平臺（MSTP）的關鍵技術及特點，還介紹了內嵌彈性分組環（RPR）的MSTP技術，分析了其在城軌通信系統中的應用特點。

【關鍵詞】 多業務傳送平臺 城軌通信系統 彈性分組環

一、城軌通信的傳輸方式

依據目前城軌交通通信業務的需求，城軌通信傳輸業務一般可劃為數據、圖像、語音以及視頻等多類型，因此城軌通信傳輸網絡系統必需是一個高度可靠、能同時承載多類型業務的傳輸平臺。同時由于城軌交通線網是不斷在擴展的，因此城軌通信傳輸網絡系統必須是一個技術先進、經濟合理和易于擴展的傳輸平臺，并能適應各種業務動態帶寬需求和提供相應業務接口的傳輸設備。

從通信技術發展的歷程來看，目前城軌通信傳輸的方式有以下幾種。

1.1 PDH（準同步數字傳輸模式）技術

準同步數字傳輸技術常用于光纖數字網，為了保證通信的質量，各節點必須具有統一的標準的時鐘信號。但是隨著數字通信的快速發展，PDH這種不許時鐘信號差異較大的機制已不能適應現代城軌通信業務的需要。

1.2 SDH（同步數字傳輸模式）技術

同步數字傳輸系統（SDH）在城軌交通的通信傳輸上是最為通用的，具備完善的網管功能和自愈功能。但缺乏帶寬動態調配能力的缺點導致其光纖帶寬利用率過低。

1.3 ATM（異步傳輸模式）技術

為了適應通信技術發展的趨勢，ATM傳輸技術采用了帶寬綜合業務處理的方式，能同時實現數據、圖像、音視頻等業務的高速率傳輸。但ATM技術缺點明顯，如不具備環自愈保護功能、業務實時性差和不支持低速業務等。

1.4開放傳輸網絡

開放傳輸網絡（OTN）是由西門子公司專門為城軌交通傳輸服務開發的系統，它能夠滿足軌道交通各種業務的要求。但是，由于生產廠家單一，產品價格昂貴，而且其體制不符合國際標準，使得這一傳輸方式無法廣泛的應用于城軌通信外的傳輸系統中。

1.5多業務傳送平臺

源于SDH的多業務傳送平臺技術，是集多種城軌通信業務傳輸于一體的傳輸平臺。不僅可以實現多種TDM業務的綜合傳送，而且可以實現數據業務的接入和處理。但由于管理復雜、開銷較大，且無法滿足以太網共享業務傳輸的要求，所以多業務傳送平臺技術適合以TDM業務為主，分組數據業務為輔的城軌通信傳輸系統。

二、MSTP關鍵技術及特點

2.1虛級聯

我們可以把虛級聯技術看成是由多個小的容器級組裝而成的一個大的容器來傳輸數據業務的。虛級聯可以使SDH把合適大小的通道提供給數據業務，避免浪費帶寬的現象，這是虛級聯最大的優勢。為適應不同用戶對帶寬的需求，虛級聯技術就用非常小的顆粒度來調節帶寬的傳輸。各自獨立的虛級聯VC在網絡上傳輸時，即便在物理鏈路中某個路徑中斷，也不會影響其他VC所在的路徑。如果虛級聯和LCAS協議相結合，就可以把故障路徑所對應的VC從虛級聯的VC中除去。這樣就可以利用無故障路徑傳輸數據把整個傳輸網的可靠性和穩定性提高上來。

2.2 GFP（通用成幀規程）

GFP是一種鏈路層標準，是一種簡單有效的封裝方式，這種方式是以幀為單位組織的數據業務。它不僅可以在字節同步的鏈路中傳輸不同長度的數據包，而且還可以傳輸一定長度的數據塊，是一種簡單又靈活的數據適配方法。GFP之所以能夠透明地封裝各種數據信號，就是因為其采用了與ATM技術相似的幀定界方式。

2.3 LCAS（鏈路容量調整機制）

LCAS可以在連續數據流的情況下，以動態形式調整虛級聯數目，它所提供的自動適應業務帶寬需求的方法可平滑地改變傳送網中虛級聯信號帶寬。LCAS為了實現帶寬的連續調整，將有效靜負荷自動映射到可用的VC上，這樣不但可以提高帶寬指配速度、不損傷業務，還可以動態調整系統帶寬，不需要人工介入就可以提高網絡利用率。

三、內嵌彈性分組環的MSTP技術

3.1 RPR（彈性分組環）技術特點

3.1.1雙環結構

RPR環網每個節點間都有兩條路徑，并采用內外環空間復用機制，有效提高了環網的可靠性及帶寬的利用率。

3.1.2網絡拓撲自適應

RPR網絡節點在接收到新節點的MAC地址后，能自動建立和更新RPR網拓撲圖，自動完成網絡的初始化配置，實現節點設備的即插即用。

3.1.3環網保護機制

RPR環網采用無需換回的源路由方式（Steering）取代傳統的環回（Wrapping）保護機制，直接在業務傳輸輸入源節點進行業務路徑的倒換。結合多業務流的多協議便簽交換（MPLS）和業務等級（CoS）技術更能依據業務保護等級的不同提供優先保護，從而確保故障狀態下緊急信息的有效傳輸。

3.1.4帶寬管理

RPR環網實行業務帶寬的動態管理，環網上每一個節點都可將自身負載的數據量等信息進行共享，并接收來自其它各個節點同樣的信息。這樣需傳輸業務的源節點和宿節點間就可根據可用帶寬需進行動態分配，從而保證環網帶寬的利用率。

3.2 RPR在MSTP中的應用

RPR技術作為一種新MAC協議，其最早源于以太網技術，主要目標是在不降低網絡性能和可靠性的前提下提供一種更加經濟有效的城域網解決方案。目前提供RPR技術的傳輸設備主要有兩種：

一種是基于城域網由純粹的RPR數據平臺構造傳輸網絡，該方案雖然簡化了SDH幀結構，實現數據分組業務的高效處理。但由于僅能提供有關SDH管理信息，卻無法保留SDH原有的其它的豐富信息和功能，如保護倒換、時鐘同步等，所以對語音等傳統TDM業務支持不足。

另一種則是內嵌RPR技術的MSTP設備，其實質是在原有的傳輸通道上依據傳輸業務的需求劃分出獨立的VC通道，分別完成語音等TDM業務和數據業務的傳輸。前者完整地保留了SDH的特性，業務的傳輸和保護倒遵循的是SDH環保護方式，從而有效保證了語音等TDM業務傳輸；后者則完全遵循RPR技術，并支持環網節點接入業務分類、公平控制、擁塞處理，以保證數據業務的傳輸。

顯然基內嵌RPR技術的MSTP設備于，不但保留了SDH對于傳統TDM業務交叉處理能力和業務接口多樣性的優點，而且融合了RPR技術對以數據業務高效、動態的處理功能。因而，內嵌RPR技術的MSTP特別適合作為TDM電路業務和RPR分組數據業務混合傳輸的統一平臺！

四、結語

城軌通信傳輸系統作為城軌通信的基礎，其突出特點就是傳輸業務的多樣性，因此城軌通信傳輸網必須是一個能同時承載音、視頻及電路或數據業務的多業務的公共傳輸平臺。

從現有傳輸技術的成熟性、經濟性兩方面來看，基于SDH的MSTP具有最為成熟的組網和保護技術，既有能滿足語音業務等傳統TDM業務接口，又能提供ATM、IP業務接口；可實現實時、非實時多業務、多帶寬的同時接入傳輸。相比其它傳輸網絡MSTP更適合城軌通信網絡，目前已廣泛應用在各大城市地鐵線路查詢的通信傳輸系統中。

內嵌RPR技術的MSTP則屬于新一代多業務通信傳輸平臺，其目的是為日漸增多的數據分組交換業務傳輸提供一種成熟可靠、經濟實用的解決方案。目前，該方案已在北京地鐵昌平線、沈陽地鐵二號線和廣州地鐵線網公安分局的通信傳輸系統中得到初步的應用。

隨著傳輸新技術新協議的逐漸發展，分組數據傳輸網絡替代傳統TDM傳輸網絡已成為城軌等專網通信的必然趨勢，而MSTP+RPR技術必將在城軌傳輸網的演變中得到更廣闊的應用。

參 考 文 獻

[1]陳櫻，胥昊.多業務傳送平臺在城軌通信系統中的應用[J].都市快軌交通.2008（02）

[2]安小璟.城市軌道交通通信系統中的傳輸技術[J].科技創新導報.2008（01）

[3]軌道交通通信傳輸系統技術發展及設備選擇[J].2013（13）