關(guān)于專用傳輸系統(tǒng)技術(shù)選擇的探討

摘要：傳輸網(wǎng)是作為整個通信網(wǎng)的基礎，為承載的業(yè)務提供傳輸通道和傳輸平臺。本人結(jié)合近年來在城市軌道交通通信系統(tǒng)工程設計中專用傳輸系統(tǒng)的技術(shù)選型和實際應用，對傳輸制式作出比選，為城市軌道交通通信系統(tǒng)工程設計提供參考和借鑒。

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)上也從頻分復用、時分復用不斷發(fā)展到波分復用、PDH、SDH、MSTP、ASON等。下一代傳輸網(wǎng)應該向什么方向發(fā)展呢？答案仁者見仁。

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，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，另外一方面要適應所承載的軌道交通各類業(yè)務的需求，摸清這些業(yè)務的發(fā)展趨勢，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)務見下表所列。

序號

業(yè)務名稱

種類

接口類型

信道類型

說""明

1

專用電話（中繼）信息

TDM

E1

點對點

2

公務電話信息

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

無線通信信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

點對點

4

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

點對點

后備調(diào)度臺

5

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

點對點

遠端調(diào)度臺

6

電視監(jiān)控信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

GE口

7

廣播語音及控制信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

8

時鐘信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

9

辦公自動化網(wǎng)絡信息

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

13

自動售檢票信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

由通信系統(tǒng)提供時

14

門禁信息

數(shù)據(jù)

以太網(wǎng)口

總線

由通信系統(tǒng)提供時

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

由上表可以看出，由于數(shù)字化的發(fā)展趨勢，目前各系統(tǒng)都基本完成了由模擬至數(shù)字的變革。無線、電話、時鐘、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)務的發(fā)展趨勢一，基本實現(xiàn)IP化。

由于監(jiān)控系統(tǒng)高清化后對帶寬的需求激增，辦公網(wǎng)絡自動化隨著網(wǎng)絡的發(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，業(yè)務的發(fā)展趨勢二，趨于大帶寬。

介于目前傳輸技術(shù)制式的概念越來越模糊化，從切入承載的業(yè)務越來越具有IP化、大帶寬的趨勢上入手，對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)務傳送平臺，多業(yè)務的類型包括TDM業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務、IP化語音、視頻、各種虛擬專線業(yè)務等。構(gòu)成MSTP傳輸網(wǎng)絡的設備成為多業(yè)務傳輸節(jié)點。目前此技術(shù)制式有豐富的國家標準作為支撐。

經(jīng)過發(fā)展，MSTP已經(jīng)囊括PDH、SDH、POS、以太網(wǎng)、ATM、RPR等技術(shù)于一體，它可通過多業(yè)務匯聚方式實現(xiàn)業(yè)務的綜合傳送，通過自身對多類型業(yè)務的適配性實現(xiàn)業(yè)務的接入和處理，非常適應多業(yè)務和多種技術(shù)相融合的應用場合，MSTP對以太業(yè)務以EoS（Ethernet"over"SDH）方式，采用多種適配容器（VC-12/3/4）對以太業(yè)務進行封裝，可解決數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸?shù)膯栴}。

方案二：OTN方案

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

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

方案三：增強型MSTP技術(shù)

嚴格意義上講，增強型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)務承載的基礎上，將分組核心技術(shù)MPLS-TP以及光纖波長復用等技術(shù)融于一體，它可通過多業(yè)務匯聚方式實現(xiàn)業(yè)務的綜合傳送，通過自身對多類型業(yè)務的適配性實現(xiàn)業(yè)務的接入和處理，非常適應多業(yè)務和多種技術(shù)相融合的應用場合。

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)務統(tǒng)一傳送技術(shù)，不僅能較好地承載電信級以太網(wǎng)業(yè)務，而且兼顧傳統(tǒng)的TDM、ATM等業(yè)務。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)機制、多業(yè)務承載、較強的網(wǎng)絡擴展性、豐富的OAM、嚴格的QoS機制以及50ms的網(wǎng)絡保護等技術(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。這個技術(shù)偏向發(fā)展路由器方向。基本接入到核心設備路由器化。各能適應以太網(wǎng)業(yè)務的傳送，在運營商中已大規(guī)模建設。在核心層主流用ISIS協(xié)議，接入層用OSPF協(xié)議。其倒換機制比PTN豐富安全，但存在路由重優(yōu)化的時間缺陷。

結(jié)合以上比選和發(fā)展趨勢，針對各傳輸制式具體比選如下：

MSTP技術(shù)運用廣泛，MSTP（內(nèi)嵌RPR）更是傳承技術(shù)特點，MSTP對以太網(wǎng)的支持較弱，但RPR可對IP數(shù)據(jù)業(yè)務進行高效處理，兩者互補，該技術(shù)在國內(nèi)軌道交通公安通信網(wǎng)中采用較多。

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

OTN接口類型完善，在功能實現(xiàn)方面適合作為軌道交通通信傳輸網(wǎng)絡，但OTN存在技術(shù)獨有性、廠商唯一性、國產(chǎn)化低、價格偏高等不利因素。

由MSTP發(fā)展而來的增強型MSTP，可通過多業(yè)務匯聚方式實現(xiàn)業(yè)務的綜合傳送，通過自身對多類型業(yè)務的適配性實現(xiàn)業(yè)務的接入和處理，非常適應多業(yè)務和多種技術(shù)相融合的應用場合。特別可以適應未來IP化大帶寬的發(fā)展趨勢。

所有技術(shù)均可實現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的完整功能，但考慮到業(yè)務大帶寬、IP化的發(fā)展趨勢，增強型MSTP技術(shù)更能適合地鐵業(yè)務發(fā)展，隨之選用的設備，可考慮10Gb/s或20Gb/"s設備。

增強型MSTP技術(shù)主要選用兩種保護模式，一是SNCP子網(wǎng)保護。SNCP子網(wǎng)連接保護，是基于雙發(fā)選收的保護方式，需要一個工作子網(wǎng)和一個保護子網(wǎng)。當工作子網(wǎng)連接失效或者性能劣于某一程度時，工作子網(wǎng)連接將由保護子網(wǎng)連接代替。

SNCP業(yè)務對是SNCP的基本單元，它由一個工作源，一個保護源和一個業(yè)務宿構(gòu)成。如下圖所示，工作源和保護源可以是光纖線路、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，它是通過建立二纖雙向環(huán)形拓撲，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通道，當工作通道故障時，通過預先建立的保護通道對對分組業(yè)務進行保護倒換的機制。MPLS-TP環(huán)網(wǎng)上任意相鄰節(jié)點之間部署OAM，并通過OAM的連通性檢測相鄰節(jié)點間故障，每個節(jié)點根據(jù)與相鄰點之間的OAM的連通性來確定相鄰點是否故障，并通知MPLS-TP環(huán)網(wǎng)狀態(tài)機來實現(xiàn)狀態(tài)變遷。

傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡同步采用主從同步方式。主時鐘從中心設備引接任一網(wǎng)絡單元的同步定時單元具有跟蹤基準主時鐘的功能。光傳輸設備具備定時基準的自動恢復和手動恢復能力。

增強型MSTP所提供的10/100M以太網(wǎng)接口和1000M均支持組播功能，實現(xiàn)信源管理、用戶管理、組播安全控制、節(jié)約網(wǎng)絡帶寬等功能，可用于承載地鐵系統(tǒng)中的電視監(jiān)控系統(tǒng)，還可用于將來的在線直播、實時視頻會議等。

三、小結(jié)

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

1）高可靠性，高安全性

（1）保護倒換時間"lt;"50ms，電信級OAM

（2）業(yè)務物理隔離，鏈路側(cè)保護

2）IP大帶寬業(yè)務的承載

（1）滿足線路增長、站點增加、視頻業(yè)務增加后n個GE級別的需求

（2）點對點業(yè)務不統(tǒng)計復用

3）多業(yè)務合理接入

（1）IP業(yè)務占用大帶寬，接入能力要強，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)務的互通要求

4）組網(wǎng)靈活、簡單、高效

業(yè)務和網(wǎng)絡相對穩(wěn)定，驅(qū)動網(wǎng)絡規(guī)劃能最佳匹配業(yè)務及調(diào)度需求，IP和TDM業(yè)務均可組成環(huán)網(wǎng)、相切環(huán)、相交環(huán)等。

參考文獻：

[1]建設部《地鐵設計規(guī)范》GB50157-2013

[2]信息產(chǎn)業(yè)部《增強型多業(yè)務傳輸節(jié)點（MSTP）設備技術(shù)要求》YD/T"2486-2013