需求為導向的地鐵通信光傳輸系統

【摘要】光傳輸系統是地鐵通信系統重要組成部分，目前國內地鐵光傳輸系統大都是使用基于電路的MSTP和OTN系統，隨著分組業務發展，基于電路的光傳輸系統已不適用于現狀，本文對目前地鐵通信光傳輸系統做了簡要分析并對PTN系統做了簡要介紹。

【關鍵詞】光傳輸分組PTN

光傳輸系統是地鐵通信重要組成部分，擔負地鐵營運對數據承載功能，其在滿足現有需求下，所提供功能、服務需滿足未來一段時間對于通信系統需求。

一、地鐵通信光傳輸系統發展及業務需求變化

地鐵通信光傳輸伴隨地鐵建設和通信技術進步同步發展，地鐵運營對于光傳輸需求跟地鐵運營需求息息相關。以10年為階段，第一階段1995～2005，通信在這個十年完成了模擬到數字跨越，采用SDH方式的光傳輸系統成了主流。地鐵業務電路業務為主。地鐵通信完成模擬到數字跨越，光傳輸系統采用了SDH者OTN光傳輸系統，電話交換采用程控交換機，集群系統使用數字集群代替模擬集群。

第二階段定2005～2015，隨著業務需求發展，地鐵內部大量分組業務產生：PIS業務，DAS業務，監控業務，OA系統，會議電視等分組業務在地鐵通信網內部大量產生。國內地鐵使用光傳輸系統大都是MSTP或OTN系統，MSTP產品分組功能基于電路復用，在設備底層傳輸依舊以電路方式存在，從而造成了使用MSTP傳輸分組業務能力較差、帶寬不能動態調整、業務配置不靈活等問題，原有地鐵線路根據新業務擴展，采用增加新板卡或使用交換機組網來滿足新增加業務需求。使用交換機組網，能夠滿足新增業務需求，其OAM、穩定性、QoS達不到電信級要求。同時，運營商已經在傳輸上使用大量新技術新產品：分組PTN光傳輸、WDM波分傳輸、IP RAN等都得到大量應用并取得大量的商用局經驗，已進入實際運營。這些都給地鐵建設一個新的思路。2015～2025，這個10年大量應用分組業務產生，對地鐵傳輸系統將是一個巨大考驗，業務類型將會從電路數據全面過渡到分組數據，對產品穩定性、可靠性、OAM、QoS等能力都提出了新考驗。地鐵通信光傳輸系統也會在新業務驅動下對新技術進行應用，而基于全分組結構的傳輸產品將會成為一種選擇例如———PTN。

二、業務驅動的新技術介紹

PTN是新一代基于分組數據面向連接的多業務光傳輸技術，隨著IPTV、移動無線業務、企業數據業務等IP業務增長，傳統業務也采用IP方式來承載，全IP環境逐漸成熟。傳統解決方案采用基于一層MSTP產品或基于三層路由器方案不能滿足低成本、高效率要求，經過發展形成既具有分組特性又具有運營網絡特性PTN技術。對PTN技術關鍵技術作如下闡述：

（1）通用分組交叉，技術核心運用到“量子交換”理論，業務流被分隔成比特塊，借助成熟ASIC技術和基于特定網絡實現比特塊從一個實體交換到一個或多個目的實體。通過此技術實現光傳輸設備能夠完成各種類型的交換功能。（2）可擴展技術，目前2層協議VLAN標簽空間太小、生成樹過大、MAC地址表大等問題。PTN采用分層和分域來提供可擴展性，通過分層將不同層次信號靈活交換和傳輸，可以以不同傳送技術為載體。在分層后，將光傳輸網劃分為若干個分域，整個網絡可以按照用戶要求進行分域。（3）運營OAM技術，PTN網絡分為PTC、PTP、PTS層，每一層都提供相應操作維護功能，并在相應層上加上OAM幀進行操作維護，能夠提供和SDH同級別功能。（4）多業務承載，分組網絡傳輸電路信號要用到電路仿真技術，PTN最內層電路用于承載TDM、FR、IP/MPLS等，外層通道層提供偽線和隧道等傳送管道類業務，處理電路信號時PTN獨立或與IP配合均可組成端到端的多業務偽線，實現E1等TDM傳輸。（5）生存性技術，PTN利用傳送層面OAM機制，不需要控制面參與，提供小于50ms保護，使用1+1保護倒換，支持單向、雙向、返回、非返回等環網保護。支持steering和wrapping機制，類似于SDH共享保護標準。（6）QoS技術，PTN采用端到端QoS技術，在網絡中根據業務流預先分配合理帶寬，在網絡轉發節點上根據隧道優先級進行調度處理，提供豐富的QOS機制：準入控制，擁塞控制，搶占控制和過載控制等功能。滿足用戶對于QOS服務要求。

前地鐵系統通信主要數據類型已經為分組數據為主，而且數據量會成迅速放大，地鐵通信系統采用PTN分組光傳輸將成為一種可能的趨勢。

參考文獻

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[2]龔倩，鄧春勝，王強. PTN規劃建設與運維實戰.北京郵電大學出版社，2010