探討數據通信及光網絡在軌道交通中的應用

呂文斌

摘要：自我國交通運行總量的不斷增加以來，各個城市的交通運輸管理部門均致力于如何緩解城市交通壓力并制定各項解決對策。經過長時間的經驗總結后發現，想要充分緩解城市交通壓力，軌道交通項目的發展起到了十分關鍵的促進作用，同時對于各項能源的節約也起到了十分不錯的效果?；诖?，針對數據通信及光網絡在軌道交通中的應用這一課題進行深入研究，對于軌道交通事業的優化發展具有十分重要的現實意義。

關鍵詞：數據通信;光網絡;軌道交通;應用

彈性分組環（RPR）是一種在環形結構上優化數據業務傳送的新型MAC層協議，為優化環網上數據包的傳輸而提出。內嵌RPR的MSTP既能保證目前大量的TDM業務對傳輸性能的要求，同時融合了RPR技術對數據業務高效、動態的處理功能。內嵌RPR的傳輸網絡雖然克服了EthernetOverSDH的trunk方向死板、組網不靈活、以及帶寬不可動態回收等問題。但是伴隨而來的是內嵌RPR技術的固有缺陷，如：同一RPR模塊只能屬于同一RPR環網、不同的RPR環無法利用交叉資源進行對接、與數據設備連接將產生2層環路等。

1軌道交通中數據通信及光網絡技術應用的重要性

當前時期下，城市軌道交通運輸中的數據通信網絡傳輸系統已經日趨完善，并且逐漸面向科學化的方向進行發展。但是，在既定的光傳輸網絡設計建設工作開展過程中，仍舊存在一些影響數據通信效率的應用問題，導致通信能力雖然得到一定的提升，卻忽視了軌道交通線路整體運行的可持續平穩運行研究工作的重要性。另一方面，在軌道交通的業務分布模式以及網絡技術的應用方面，所投入的精力也不夠充分，對于軌道交通運輸系統的資源、信息使用指揮及決策靈活性不夠，傳輸網的業務智能化受到阻礙。在這一基礎上，積極開展數據通信及光網絡技術的應用就成為軌道運輸事業更進一步發展的重要促進方法。

2內嵌RPR技術應用概述

內嵌RPR技術是一種新型MAC層協議，該協議能夠借助于環形結構將數據業務的傳送過程進行優化，并且其更加適用于不同的物理層數據傳送，包括語音、圖像、文字類型的數據傳送。同時，其在技術應用優勢方面，能夠自動甄別網絡拓撲，并共享環路寬帶，公平嚴格的分配業務類型。將內嵌RPR技術應用到軌道交通運行系統設計管理中時，其主要被使用在數據通信和光網絡系統業務完成中，應用的方式主要集中在以下幾點：（1）在物力網絡邏輯上建立1個RPR環將光環網內的上層業務全部承載完成。期間，可以充分將主業務與備業務分模塊完成，并且能夠有效降低備業務執行所需要的寬帶浪費率。（2）按照業務實際需求以及在現有的硬件條件限制下，可以建立兩套RPR環網進行混合使用，開展網絡規劃工作。期間，將主業務與備業務分模塊運行管理時，要求將兩種模塊全部集中映射到相同的RPR網絡環境中，借以拓展RPR環網的映射規模，但是此種方式的采用會在一定程度上導致維護成本的提升，并且加大開通的難度。

3數據通信及光網絡在軌道交通中的結合應用

軌道交通在運行期間，網絡承載的交通節點方式并不相同，但為了能夠充分滿足上層不同承載方式需求，在內嵌RPR技術的應用下，MSTP設備需要具備能夠同時承受兩種以太網方式的運行條件，分別是EVPL與EVPln。

3.1光網絡在內嵌RPR技術應用下的業務實現

EVPL主要指代是一項專線級別任務，業務執行的內容要求必須針對不同的數據通信用戶開展點對點數據運輸，與EPL這一相對比較傳統的業務開展不同，EVPL業務的執行不能直接在兩地之間完成MAC幀的透明性傳輸，而是必須要借助于MPLS機制將承載用戶加以區分，使用VLAN機制效果類似。與EVPL相比較，EVPln的使用則傾向于支持多點全互聯模式，此種模式的接入同樣需要將不同的用戶隔離，采用的方式是利用MPLS機制加以隔離，與EVPL不同之處還在于EVPln無需在上層網的核心網支持下完成全面互通任務。

3.2數據通信技術與內嵌RPR光網絡應用技術的結合

在軌道交通事業的發展過程中，專用通信網是一項核心的集中型業務網絡，其連接樞紐是整個控制中心，所以在數據通信的傳輸系統中，RPR在進行業務承載時，比較常用的業務實現方式為EVPln，此時就需要將數據通信網與光網絡傳輸結合在一起使用。軌道交通對于不同數據通信運輸業務的需求而言，需要進行通信數據網的詳細規劃，不同數據網絡之間的級別劃分十分明確，期間接口功能的展現主要集中在接入層的使用，而策略的鏈接模塊則為匯聚層，區間轉發和傳送模塊是核心層。例如，當一個車站的用戶終端發送出請求命令，那么該請求是否被許可，必須經歷接入層節點設備判斷，得出該請求是否處于被許可的范圍。在本次許可通過背景下，終端請求會經過接入層與核心層上聯主端口，最后將請求命令的Vlan標記傳輸至匯聚層中。接入層與匯聚層之間的連接主要是Trunk的方式加以連接，共鏈接2層，如果采用IP鏈接方式，則需要鏈接3層。在匯聚層中，要求將接入層所發送過來的數據通信內容進行重新匹配，并經過路由進行重新的匯總整理，然后由匯聚層借助上聯主端口將前一流程中處理完成的數據信息傳輸至核心層，而核心層還需要將有匯聚層傳輸而來的數據依據車站用戶終端所發起的任務請求進行目的性的轉達，無需針對任務數據進行再次處理。

上述整個數據通信信息的傳輸，是一種在相對比較理想的環境下能夠順利完成的數據網案例，但是，如果在其中內嵌入RPR技術應用時，此種理想的運行效果就會被打破。在這一基礎上，按照數據網絡進行分層設計時，軌道交通站點交換機必須在運行期間同時接入匯聚層設備，保證匯聚層的數據處理功能可以正常發揮。此間需要注意的工作內容是，在進行組網模式設計時，一定要將之前隔離的兩個不同RPR環網通過核心交換機的使用將其連接到一起。

當軌道交通運輸系統中的PCI對各個站點發送一個攜有MAC地址的FF-FF-FF-FF-FF-FF的數據幀，當這一數據幀傳輸到軌道交通系統中的SW1與PCI的連接口之處時，SW1會直接將該數據幀從數據源所鏈接的全部接口將數據幀對外泛洪出去。此時，SW2接口中的1/1結構會將攜有MAC地址的FF-FF-FF-FF-FF-FF的數據幀接收到系統中，并將該數據幀從1/2這一接口泛洪出去。最后，SW1中的1/2接口會將此系列數據廣播幀接收到。在這一系列的過程中，由于缺少OSI中的第三層IP進行TTL控制信息的包頭處理，所以FF-FF-FF-FF-FF-FF-FF這種數據廣播幀會在光網絡交換機的鏈接網路數量增加時，出現快速分裂的狀況，分裂的現象會一直持續到軌道運輸系統中某一交換機關閉后才會被迫停止，即軌道運輸中常見的廣播幀請求導致運輸網絡整體癱瘓問題。

結論

通過對全文的分析能夠發現，軌道交通作為城市運輸壓力緩解的有效途徑，數據通信技術水平的高度優化應用，能夠更加靈活的借助于多協議標簽交換為軌道以太網業務的發展承載運行體。與此同時，受到上層數據通信網絡影響，開展多鏈路對接時，就必須將生成樹協議提前開啟，高度避免軌道運輸意外發生，影響運輸效率及安全性。

參考文獻

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（作者單位：天津市地下鐵道運營有限公司）