增強型MSTP在高速公路通信系統中的應用

劉佳

【摘 要】近年來，伴隨著我國高速公路建設的迅猛發展，通信技術在高速公路信息系統中得到充分的發展和應用。高清監控圖像、高清視頻會議、ETC收費等應用迅速在全國高速公路上廣泛推行。新技術在給高速公路帶來獲益的同時，通信系統也面臨著更加嚴峻的挑戰。本文在分析高速公路網絡現狀及挑戰的基礎上，簡要介紹了增強型MSTP解決方案，重點探討了增強型MSTP的優勢和在高速公路的應用。

【關鍵詞】增強型MSTP 高速公路 ASON 軟硬管道

1 高速公路通信網絡現狀及挑戰

當前，全國高速公路通信網絡已建成，并實現全國聯網。收費系統、監控系統和通信系統構成高速公路三大信息系統，各類業務流向從下至上，呈金字塔狀。隨著高速公路的日漸成熟和業務量的逐步增加，通信系統也面臨著更加嚴峻的挑戰：（1）網絡結構日趨復雜，斷纖概率上升。高速公路主干線通信網絡由初建時的星型結構逐漸演變為網絡型結構，網絡組成更加復雜，對網絡穩定性提出了更高的要求。同時，在高速公路運營過程中出現的工程施工、地質災害、光纖老化等事故，也頻繁造成通信光纜的中斷，影響路段數據及圖像的正常傳輸。（2）高清監控增加，帶寬需求激增。為了提高高速公路的管理和服務水平，目前部分省市逐步將高速公路原有普通攝像機更換調整為高清攝像機，視頻質量從標清向高清發展，數字化高清視頻成為主流，這就標志著占用傳輸帶寬從原來的2M增至4M～8M。早期建設的高速公路干線傳輸等級已遠遠不能滿足高清圖像傳輸需求。（3）高速公路信息化，網絡安全更加重要。全國ETC聯網、高清視頻會議、公眾出行信息服務、大數據分析、云數據中心等在高速公路中均得到實現與運用。

2 增強型MSTP方案簡介

增強型MSTP（Enhanced Multi-Service Transmission Platform，多業務傳送平臺），就是MSTP設備通過平滑升級的方式增加PTN的特性，其核心是改造現有MSTP設備的交叉板，在維持TDM特性不變的同時，新交叉板同時集成了PTN設備交叉板使用的核心芯片，實現了一塊板、兩個核，完成MSTP質的飛躍。增強型MSTP基于MSTP成熟技術，融合ASON、PTN和OTN技術優勢，旨在構建高安全、高可靠、大帶寬和易維護的面向未來的高速公路通信融合網絡，可實現4倍帶寬平滑提速，安全可靠性提升至99.999%。增強型多業務傳送設備在滿足YD/T1238-2002中規定的SDH、ATM、以太網業務功能要求外，新增如下功能：（1）支持增強以太網處理功能，包括：OAM、保護（可選）、QoS。（2）可選支持MPLS-TP層處理功能，包括：分組交換、電路仿真、OAM、保護、QoS等。（3）提供基于分組的頻率同步（可選）和時間同步（可選）功能。

3 增強型MSTP在高速公路通信系統解決方案優勢

3.1 高速公路干線通信網ASON+40G解決方案

（1）ASON技術的靈活運用。ASON自動光交換網絡的概念是國際電聯（ITU）在2000年3月提出的，基本思想是在光傳送網原有的管理平面和傳送平面之上引入控制平面。ASON引入智能動態控制平面適應MESH化復雜網絡，通過自動發現，自動尋路和自動保護恢復，可抵抗多次網絡故障，提升網絡可靠性和簡化網絡運維。ASON技術具有易擴展和高可靠的特點。ASON網絡為應急指揮提供高可靠的通道。災難緊急情況下，可利用原有監控網絡第一時間收集現場，對救援工作的開展起著十分關鍵的作用。2011年吉林省遭受洪災，吉林廣電的ASON網絡抵抗了11次斷線，業務無損。ASON能輕松應對復雜網絡，擴容即插即用。ASON網絡可智能發現網絡拓撲，無需要規劃保護環；擴容時即插即用，無需要業務割接，保護網絡的不間斷運行；靈活易用完美匹配，適應當前高速公路快速建設步伐。（2）ASON大幅減低網絡運營維護成本。1）維護機制：由原來的5*8h提升至7*24h，實現不間斷維護。2）業務發放：端到端點擊時業務提供，分鐘級。3）網絡擴容：一站式擴容向導協助擴容。4）規劃設計：規劃向導簡化網絡設計工作量。5）配置管理：智能特性簡化業務配置和網絡管理。（3）40G智能線卡滿足高速公路信息化大寬帶需求。增強型MSTP設備具有智能10G/40G線路板卡，軟件授權支持10G/20G/30G到40G的平滑擴容，軟硬管道通過ODUk實現物理隔離，實現省單板、省槽位、省光纖和省投資成的目的。

3.2 高速公路路段接入網解決方案

（1）語音、數據和圖像業務接入靈活，隔離傳輸。中繼、視頻、收費、辦公、監控和語音等各類業務實現統一交換，分別通過軟硬管道傳輸。其中，SDH硬管道提供優質安全傳輸，嚴格物理隔離，低時延，低抖動，高安全，保障時延、誤碼、抖動等指標；軟管道用于統計復用，邏輯隔離，傳輸效率高，提高傳輸效率，滿足大寬帶業務需求。（2）收費系統：三道物理隔離保障高安全。增強型MSTP實現收費系統的端口隔離、鏈路隔離和VC時隙隔離。保證收費數據的完整性、保密性和防篡改，收費管理通道與其他業務物理隔離，互補干擾，且信號不可竊取。（3）監控系統：萬兆軟管道，輕松實現真高清監控。分組FE/GE端口全線速轉發，寬帶利用率可達到100%。增強型MSTP提供10G萬兆寬帶，至少滿足未來3年帶寬的增長速率，并實現當心監控系統的分級存儲，帶寬提升后可部署容災存儲方案。（4）通信系統：高品質的語音通話，高體驗的視頻會議。TDM管道提供獨占帶寬，低時延，高QoS保證語音通話質量。TDM管理能提供精度更高的誤碼檢測，及時觸發倒換，保證視頻會議無馬賽克，高體驗：1）TDM：B字節檢測誤碼，檢測周期為125us，檢測字節為192000個。2）分組：基于OAM報文檢測，檢測周期為10ms，平均檢測字節為128個。（5）路段接入網業務需求分析。增強型MSTP根據高速公路業務的特性和重要程度，選擇TDM硬管道或分組管道。硬管道主要用于收費數據、視頻會議、業務電話等高安全要求、低時延的業務，軟管道主要用于視頻圖像、辦公自動化等高效率大寬帶傳輸的業務。（6）全方位保護和簡化運維性。全方位保護：設備級保護，提供關鍵板卡熱備份；SDH保護，使用高速環形組網，MSTP保護達到50ms電信級別保護；以太網保護，滿足數據業務可靠性要求；分組環網保護，50ms內倒換，檢測精度高10-6。簡化運維性：基于MPLS-TP標準增強優化，多維度提升分組O&M能力，業務快速開通，部署效率提升60%。

4 增強型MSTP在高速公路通信系統的應用

目前，增強型MSTP解決方案已在全國多條高速公路通信系統中得到應用，如云南龍瑞高速公路、云南待功高速公路、重慶永江高速公路及河北高速公路ASON省干等等。該方案在高速公路的應用，充分滿足了高速公路信息化發展的網絡訴求，實現業務端到端的配置。隨著高速公路的不斷建設，增強型MSTP解決方案將成為今后高速公路通信系統建設的最佳方案。

參考文獻：

[1]YD/T5119-2005《基于SDH的多業務傳送節點（MSTP）本地網光纜傳輸工程設計規范》.