多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)在城軌通信系統(tǒng)中的應(yīng)用探究

【摘要】 隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，城軌通信傳輸業(yè)務(wù)的需求也不斷在變化，多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)為城軌道通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的選擇提供了極為廣闊的空間。本文不僅介紹了多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP）的關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)，還介紹了內(nèi)嵌彈性分組環(huán)（RPR）的MSTP技術(shù)，分析了其在城軌通信系統(tǒng)中的應(yīng)用特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái) 城軌通信系統(tǒng) 彈性分組環(huán)

一、城軌通信的傳輸方式

依據(jù)目前城軌交通通信業(yè)務(wù)的需求，城軌通信傳輸業(yè)務(wù)一般可劃為數(shù)據(jù)、圖像、語音以及視頻等多類型，因此城軌通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必需是一個(gè)高度可靠、能同時(shí)承載多類型業(yè)務(wù)的傳輸平臺(tái)。同時(shí)由于城軌交通線網(wǎng)是不斷在擴(kuò)展的，因此城軌通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須是一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理和易于擴(kuò)展的傳輸平臺(tái)，并能適應(yīng)各種業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)帶寬需求和提供相應(yīng)業(yè)務(wù)接口的傳輸設(shè)備。

從通信技術(shù)發(fā)展的歷程來看，目前城軌通信傳輸?shù)姆绞接幸韵聨追N。

1.1 PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸模式）技術(shù)

準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸技術(shù)常用于光纖數(shù)字網(wǎng)，為了保證通信的質(zhì)量，各節(jié)點(diǎn)必須具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)。但是隨著數(shù)字通信的快速發(fā)展，PDH這種不許時(shí)鐘信號(hào)差異較大的機(jī)制已不能適應(yīng)現(xiàn)代城軌通信業(yè)務(wù)的需要。

1.2 SDH（同步數(shù)字傳輸模式）技術(shù)

同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)（SDH）在城軌交通的通信傳輸上是最為通用的，具備完善的網(wǎng)管功能和自愈功能。但缺乏帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)配能力的缺點(diǎn)導(dǎo)致其光纖帶寬利用率過低。

1.3 ATM（異步傳輸模式）技術(shù)

為了適應(yīng)通信技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，ATM傳輸技術(shù)采用了帶寬綜合業(yè)務(wù)處理的方式，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像、音視頻等業(yè)務(wù)的高速率傳輸。但ATM技術(shù)缺點(diǎn)明顯，如不具備環(huán)自愈保護(hù)功能、業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)性差和不支持低速業(yè)務(wù)等。

1.4開放傳輸網(wǎng)絡(luò)

開放傳輸網(wǎng)絡(luò)（OTN）是由西門子公司專門為城軌交通傳輸服務(wù)開發(fā)的系統(tǒng)，它能夠滿足軌道交通各種業(yè)務(wù)的要求。但是，由于生產(chǎn)廠家單一，產(chǎn)品價(jià)格昂貴，而且其體制不符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，使得這一傳輸方式無法廣泛的應(yīng)用于城軌通信外的傳輸系統(tǒng)中。

1.5多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)

源于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)技術(shù)，是集多種城軌通信業(yè)務(wù)傳輸于一體的傳輸平臺(tái)。不僅可以實(shí)現(xiàn)多種TDM業(yè)務(wù)的綜合傳送，而且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入和處理。但由于管理復(fù)雜、開銷較大，且無法滿足以太網(wǎng)共享業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊螅远鄻I(yè)務(wù)傳送平臺(tái)技術(shù)適合以TDM業(yè)務(wù)為主，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為輔的城軌通信傳輸系統(tǒng)。

二、MSTP關(guān)鍵技術(shù)及特點(diǎn)

2.1虛級(jí)聯(lián)

我們可以把虛級(jí)聯(lián)技術(shù)看成是由多個(gè)小的容器級(jí)組裝而成的一個(gè)大的容器來傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的。虛級(jí)聯(lián)可以使SDH把合適大小的通道提供給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，避免浪費(fèi)帶寬的現(xiàn)象，這是虛級(jí)聯(lián)最大的優(yōu)勢(shì)。為適應(yīng)不同用戶對(duì)帶寬的需求，虛級(jí)聯(lián)技術(shù)就用非常小的顆粒度來調(diào)節(jié)帶寬的傳輸。各自獨(dú)立的虛級(jí)聯(lián)VC在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)，即便在物理鏈路中某個(gè)路徑中斷，也不會(huì)影響其他VC所在的路徑。如果虛級(jí)聯(lián)和LCAS協(xié)議相結(jié)合，就可以把故障路徑所對(duì)應(yīng)的VC從虛級(jí)聯(lián)的VC中除去。這樣就可以利用無故障路徑傳輸數(shù)據(jù)把整個(gè)傳輸網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性提高上來。

2.2 GFP（通用成幀規(guī)程）

GFP是一種鏈路層標(biāo)準(zhǔn)，是一種簡(jiǎn)單有效的封裝方式，這種方式是以幀為單位組織的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它不僅可以在字節(jié)同步的鏈路中傳輸不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包，而且還可以傳輸一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)塊，是一種簡(jiǎn)單又靈活的數(shù)據(jù)適配方法。GFP之所以能夠透明地封裝各種數(shù)據(jù)信號(hào)，就是因?yàn)槠洳捎昧伺cATM技術(shù)相似的幀定界方式。

2.3 LCAS（鏈路容量調(diào)整機(jī)制）

LCAS可以在連續(xù)數(shù)據(jù)流的情況下，以動(dòng)態(tài)形式調(diào)整虛級(jí)聯(lián)數(shù)目，它所提供的自動(dòng)適應(yīng)業(yè)務(wù)帶寬需求的方法可平滑地改變傳送網(wǎng)中虛級(jí)聯(lián)信號(hào)帶寬。LCAS為了實(shí)現(xiàn)帶寬的連續(xù)調(diào)整，將有效靜負(fù)荷自動(dòng)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(yè)務(wù)，還可以動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)帶寬，不需要人工介入就可以提高網(wǎng)絡(luò)利用率。

三、內(nèi)嵌彈性分組環(huán)的MSTP技術(shù)

3.1 RPR（彈性分組環(huán)）技術(shù)特點(diǎn)

3.1.1雙環(huán)結(jié)構(gòu)

RPR環(huán)網(wǎng)每個(gè)節(jié)點(diǎn)間都有兩條路徑，并采用內(nèi)外環(huán)空間復(fù)用機(jī)制，有效提高了環(huán)網(wǎng)的可靠性及帶寬的利用率。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥赃m應(yīng)

RPR網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在接收到新節(jié)點(diǎn)的MAC地址后，能自動(dòng)建立和更新RPR網(wǎng)拓?fù)鋱D，自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)的初始化配置，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的即插即用。

3.1.3環(huán)網(wǎng)保護(hù)機(jī)制

RPR環(huán)網(wǎng)采用無需換回的源路由方式（Steering）取代傳統(tǒng)的環(huán)回（Wrapping）保護(hù)機(jī)制，直接在業(yè)務(wù)傳輸輸入源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)路徑的倒換。結(jié)合多業(yè)務(wù)流的多協(xié)議便簽交換（MPLS）和業(yè)務(wù)等級(jí)（CoS）技術(shù)更能依據(jù)業(yè)務(wù)保護(hù)等級(jí)的不同提供優(yōu)先保護(hù)，從而確保故障狀態(tài)下緊急信息的有效傳輸。

3.1.4帶寬管理

RPR環(huán)網(wǎng)實(shí)行業(yè)務(wù)帶寬的動(dòng)態(tài)管理，環(huán)網(wǎng)上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可將自身負(fù)載的數(shù)據(jù)量等信息進(jìn)行共享，并接收來自其它各個(gè)節(jié)點(diǎn)同樣的信息。這樣需傳輸業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)和宿節(jié)點(diǎn)間就可根據(jù)可用帶寬需進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，從而保證環(huán)網(wǎng)帶寬的利用率。

3.2 RPR在MSTP中的應(yīng)用

RPR技術(shù)作為一種新MAC協(xié)議，其最早源于以太網(wǎng)技術(shù)，主要目標(biāo)是在不降低網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的前提下提供一種更加經(jīng)濟(jì)有效的城域網(wǎng)解決方案。目前提供RPR技術(shù)的傳輸設(shè)備主要有兩種：

一種是基于城域網(wǎng)由純粹的RPR數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)造傳輸網(wǎng)絡(luò)，該方案雖然簡(jiǎn)化了SDH幀結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組業(yè)務(wù)的高效處理。但由于僅能提供有關(guān)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(hù)倒換、時(shí)鐘同步等，所以對(duì)語音等傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)支持不足。

另一種則是內(nèi)嵌RPR技術(shù)的MSTP設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是在原有的傳輸通道上依據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的需求劃分出獨(dú)立的VC通道，分別完成語音等TDM業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。前者完整地保留了SDH的特性，業(yè)務(wù)的傳輸和保護(hù)倒遵循的是SDH環(huán)保護(hù)方式，從而有效保證了語音等TDM業(yè)務(wù)傳輸；后者則完全遵循RPR技術(shù)，并支持環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)接入業(yè)務(wù)分類、公平控制、擁塞處理，以保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。

顯然基內(nèi)嵌RPR技術(shù)的MSTP設(shè)備于，不但保留了SDH對(duì)于傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)交叉處理能力和業(yè)務(wù)接口多樣性的優(yōu)點(diǎn)，而且融合了RPR技術(shù)對(duì)以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)高效、動(dòng)態(tài)的處理功能。因而，內(nèi)嵌RPR技術(shù)的MSTP特別適合作為TDM電路業(yè)務(wù)和RPR分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)混合傳輸?shù)慕y(tǒng)一平臺(tái)！

四、結(jié)語

城軌通信傳輸系統(tǒng)作為城軌通信的基礎(chǔ)，其突出特點(diǎn)就是傳輸業(yè)務(wù)的多樣性，因此城軌通信傳輸網(wǎng)必須是一個(gè)能同時(shí)承載音、視頻及電路或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)的公共傳輸平臺(tái)。

從現(xiàn)有傳輸技術(shù)的成熟性、經(jīng)濟(jì)性兩方面來看，基于SDH的MSTP具有最為成熟的組網(wǎng)和保護(hù)技術(shù)，既有能滿足語音業(yè)務(wù)等傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)接口，又能提供ATM、IP業(yè)務(wù)接口；可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)多業(yè)務(wù)、多帶寬的同時(shí)接入傳輸。相比其它傳輸網(wǎng)絡(luò)MSTP更適合城軌通信網(wǎng)絡(luò)，目前已廣泛應(yīng)用在各大城市地鐵線路查詢的通信傳輸系統(tǒng)中。

內(nèi)嵌RPR技術(shù)的MSTP則屬于新一代多業(yè)務(wù)通信傳輸平臺(tái)，其目的是為日漸增多的數(shù)據(jù)分組交換業(yè)務(wù)傳輸提供一種成熟可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)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(hào)線和廣州地鐵線網(wǎng)公安分局的通信傳輸系統(tǒng)中得到初步的應(yīng)用。

隨著傳輸新技術(shù)新協(xié)議的逐漸發(fā)展，分組數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)TDM傳輸網(wǎng)絡(luò)已成為城軌等專網(wǎng)通信的必然趨勢(shì)，而MSTP+RPR技術(shù)必將在城軌傳輸網(wǎng)的演變中得到更廣闊的應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

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