關于專用傳輸系統技術選擇的探討

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

關鍵詞：傳輸;制式;比選

一、引言

傳輸網從最初的模擬傳輸發展成數字，再到光傳輸，就技術上也從頻分復用、時分復用不斷發展到波分復用、PDH、SDH、MSTP、ASON等。下一代傳輸網應該向什么方向發展呢？答案仁者見仁。

就軌道交通而言，專用傳輸系統是軌道交通各系統信息內容的承載平臺，需滿足各系統（包括專用通信系統各子系統和地鐵內其他系統）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展，另外一方面要適應所承載的軌道交通各類業務的需求，摸清這些業務的發展趨勢，而后者顯得更為重要。

二、技術選擇

目前專用傳輸系統所承載的業務見下表所列。

序號

業務名稱

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

數據

E1或

以太網口

總線

采用軟交換技術為以太網口

3

無線通信信息

數據

以太網口

點對點

4

數據

以太網口

點對點

后備調度臺

5

數據

以太網口

點對點

遠端調度臺

6

電視監控信息

數據

以太網口

總線

GE口

7

廣播語音及控制信息

數據

以太網口

總線

8

時鐘信息

數據

以太網口

總線

9

辦公自動化網絡信息

數據

以太網口

總線

GE口

10

乘客信息系統信息

數據

以太網口

總線

GE口

11

通信各系統網管信息

數據

以太網口

總線

12

列車自動監控信息

數據

以太網口

總線

由通信系統提供時

13

自動售檢票信息

數據

以太網口

總線

由通信系統提供時

14

門禁信息

數據

以太網口

總線

由通信系統提供時

15

綜合監控系統信息

數據

以太網口

總線

由通信系統提供時

由上表可以看出，由于數字化的發展趨勢，目前各系統都基本完成了由模擬至數字的變革。無線、電話、時鐘、廣播均已從低速數據接口替換成了以太網口。所以業務的發展趨勢一，基本實現IP化。

由于監控系統高清化后對帶寬的需求激增，辦公網絡自動化隨著網絡的發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，業務的發展趨勢二，趨于大帶寬。

介于目前傳輸技術制式的概念越來越模糊化，從切入承載的業務越來越具有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的技術制式作出以下比選。

方案一：MSTP技術，包括MSTP（內嵌RPP）技術

MSTP稱為多業務傳送平臺，多業務的類型包括TDM業務、數據業務、IP化語音、視頻、各種虛擬專線業務等。構成MSTP傳輸網絡的設備成為多業務傳輸節點。目前此技術制式有豐富的國家標準作為支撐。

經過發展，MSTP已經囊括PDH、SDH、POS、以太網、ATM、RPR等技術于一體，它可通過多業務匯聚方式實現業務的綜合傳送，通過自身對多類型業務的適配性實現業務的接入和處理，非常適應多業務和多種技術相融合的應用場合，MSTP對以太業務以EoS（Ethernet"over"SDH）方式，采用多種適配容器（VC-12/3/4）對以太業務進行封裝，可解決數據業務傳輸的問題。

方案二：OTN方案

采用了時分復用技術，屬于同步傳輸體系，但其幀結構與傳統的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系統可以通過ULM模塊實現環間互連或與MSTP系統相連，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

嚴格意義上講，增強型MSTP技術并非新技術，而是多種技術的雜交，他也是屬于MSTP技術的一種。在繼承了傳統MSTP業務承載的基礎上，將分組核心技術MPLS-TP以及光纖波長復用等技術融于一體，它可通過多業務匯聚方式實現業務的綜合傳送，通過自身對多類型業務的適配性實現業務的接入和處理，非常適應多業務和多種技術相融合的應用場合。

方案四：PTN技術

PTN稱為分組傳送網，是基于分組的新一代多業務統一傳送技術，不僅能較好地承載電信級以太網業務，而且兼顧傳統的TDM、ATM等業務。PTN技術是IP/MPLS、以太網和傳送網三種技術相結合的產物，PTN技術具有面向連接的數據轉發機制、多業務承載、較強的網絡擴展性、豐富的OAM、嚴格的QoS機制以及50ms的網絡保護等技術特征。

方案五：IP"RAN技術

IP"RAN是用的L3+L2的技術，在核心匯聚層用L3VPN"在接入層用的是L2VPN。這個技術偏向發展路由器方向。基本接入到核心設備路由器化。各能適應以太網業務的傳送，在運營商中已大規模建設。在核心層主流用ISIS協議，接入層用OSPF協議。其倒換機制比PTN豐富安全，但存在路由重優化的時間缺陷。

結合以上比選和發展趨勢，針對各傳輸制式具體比選如下：

MSTP技術運用廣泛，MSTP（內嵌RPR）更是傳承技術特點，MSTP對以太網的支持較弱，但RPR可對IP數據業務進行高效處理，兩者互補，該技術在國內軌道交通公安通信網中采用較多。

PTN是隨著運營商全業務IP化的迫切需求，近幾年才發展起來的新興技術，它在國內運營商網絡中已大規模部署，并逐漸開始取代MSTP成為運營商新建傳輸網絡的主流技術。在軌道交通中，商用傳輸網需要與地面運營商傳輸網接口，考慮到互聯互通的要求，該技術在國內軌道交通新建線路商用通信網中開始逐步采用，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，在功能實現方面適合作為軌道交通通信傳輸網絡，但OTN存在技術獨有性、廠商唯一性、國產化低、價格偏高等不利因素。

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

所有技術均可實現傳輸系統的完整功能，但考慮到業務大帶寬、IP化的發展趨勢，增強型MSTP技術更能適合地鐵業務發展，隨之選用的設備，可考慮10Gb/s或20Gb/"s設備。

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

SNCP業務對是SNCP的基本單元，它由一個工作源，一個保護源和一個業務宿構成。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。業務宿可以是任何一種線路或支路。

另外一種是MPLS-TP環網保護，它是通過建立二纖雙向環形拓撲，環網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務進行保護倒換的機制。MPLS-TP環網上任意相鄰節點之間部署OAM，并通過OAM的連通性檢測相鄰節點間故障，每個節點根據與相鄰點之間的OAM的連通性來確定相鄰點是否故障，并通知MPLS-TP環網狀態機來實現狀態變遷。

傳輸系統的網絡同步采用主從同步方式。主時鐘從中心設備引接任一網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以太網接口和1000M均支持組播功能，實現信源管理、用戶管理、組播安全控制、節約網絡帶寬等功能，可用于承載地鐵系統中的電視監控系統，還可用于將來的在線直播、實時視頻會議等。

三、小結

需結合各城市的實際情況和各系統的實際需求，選用合適的傳輸系統，可考慮選用增強型MSTP（MSTP+）設備組建專用通信系統傳輸網絡，此技術具有以下優點。

1）高可靠性，高安全性

（1）保護倒換時間"lt;"50ms，電信級OAM

（2）業務物理隔離，鏈路側保護

2）IP大帶寬業務的承載

（1）滿足線路增長、站點增加、視頻業務增加后n個GE級別的需求

（2）點對點業務不統計復用

3）多業務合理接入

（1）IP業務占用大帶寬，接入能力要強，需要支持10GE接入

（2）具有TDM優質傳送能力，滿足高質量話音及現網大量TDM業務的互通要求

4）組網靈活、簡單、高效

業務和網絡相對穩定，驅動網絡規劃能最佳匹配業務及調度需求，IP和TDM業務均可組成環網、相切環、相交環等。

參考文獻：

[1]建設部《地鐵設計規范》GB50157-2013

[2]信息產業部《增強型多業務傳輸節點（MSTP）設備技術要求》YD/T"2486-2013