增強型MSTP技術在成都地鐵的應用

陳璇 李潔

摘要：文章介紹了MTSP技術的原理，敘述了增強型MSTP光纖數字傳輸系統在成都地鐵中的應用及其設備組網和環網保護功能，總結了MTSP技術在地鐵專用通信傳輸系統中的重要性。

關鍵詞：地鐵通信 傳輸系統 MTSP 自愈

地鐵專用通信傳輸系統是保證地鐵安全運行的重要組成部分，不僅要為公務、無線、應急通信、調度電話系統傳輸各種數字及模擬語音信號，還要為通信各子系統及信號、自動售檢票等系統傳輸窄帶數據及寬帶數據信號，為車站、車輛段/停車場、控制中心間傳輸視頻圖像及控制信號。建設一個能夠迅速、準確、可靠地傳送軌道交通運營、管理所需的語音、數據、圖像信息的傳輸網絡顯得至關重要。成都地鐵采用的增強型MSTP傳輸系統能夠為公務、無線、專用電話、信號、自動售檢票等系統提供可靠的、冗余的、可重構的、靈活的信息傳輸及交換信道。

1 MSTP技術

MTSP（Multi-Service Transfer Platform，多業務傳送平臺），是從SDH平臺延伸出來的同時實現TDM、ATM、以太網等業務的接入、傳送和處理，提供統一網管的多業務平臺節點，避免了分別組網帶來的設備和光纖投資的浪費，實現業務安全性與傳輸效率的有效融合。

1.1 SDH技術原理

SDH（Synchronous Digital Hierachy，同步數字體系）是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網絡。SDH采用塊狀的幀結構來承載信息，整個幀結構分成段開銷區、凈負荷區和管理單元指針區三個區域，其中段開銷區主要用于網絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，凈負荷區用于存放真正用于信息業務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節，管理單元指針用來指示凈負荷區內的信息首字節在STM-N幀內的準確位置以便接收時能正確分離凈負荷。

SDH傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟。映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器C，再加入通道開銷形成虛容器VC。定位即是將幀偏移信息收進支路單元TU或管理單元AU的過程，它通過支路單元指針或管理單元指針來實現對信號的實時監控。復用通過字節交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程。

1.2 MTSP技術原理

MSTP技術通過SDH平面傳送TDM業務，保證了業務傳送的高可靠性和安全性，采用MPLS-TP方式承載以太網業務。具有靈活的SDH VC交換矩陣，同時支持高低階交叉類型，并提供從E1、STM-1、STM-4、STM-16的全速率TDM業務，支持虛容器的級聯和虛級聯功能。MSTP技術的關鍵點在于采用GEP協議完成多種業務數據向SDH的映射，通過VC級聯或虛級聯技術來實現帶寬的可配置。

2 增強型MTPS技術在成都地鐵的應用

增強型MSTP方案中，公務電話、專用電話等2M業務，以SDH方式承載，CCTV 、PIS等IP業務采用MPLS-TP方式承載，提高分組承載效率，且用戶可以獲得與SDH網絡同樣優良的運維體驗。

2.1傳輸系統組網

成都地鐵3號線二三期工程專用通信傳輸系統采用華為成熟的增強型MSTP光纖數字傳輸系統設備Optix OSN 7500II和OSN 580進行組網，傳輸速率為20Gbit/s。傳輸系統組網方式為：車站和停車場設備環網采用OSN 580增強型MSTP傳輸設備，控制中心采用OSN7500II增強型MSTP傳輸設備。利用隧道和地面或高架區間兩側敷設的光纖，采用隔站連接的跳接方式，組成2個復用段自愈環網，2個環相切于控制中心。

2.2系統保護過程及性能

MSTP技術針對不同的業務采用不同的保護機制，即E1業務采用SDH平面的復用段保護保護，IP業務采用MPLS-TP環網保護，倒換時間以及倒換恢復時間均小于50ms。

2.2.1 二纖雙向復用段保護

在二纖雙向復用段保護環上，每一條STM-N線路的前一半VC-4是工作通道，后一半VC-4是保護通道。正常情況下，業務在工作通道上傳輸，兩根光纖上業務流向相反。當某處線路中斷，工作通道不可用時，業務在故障點的兩端均由故障方向光纖的工作通道倒換到另一方向光纖的保護通道，實現保護倒換。

2.2.2 MPLS-TP環網保護

MPLS-TP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都部署OAM并通過OAM的連通性檢測確定相鄰節點間故障，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。

2.2.3設備級保護

除了二纖雙向保護和環網保護方式外，還可以采用設備級保護能力：主控、交叉連接、時鐘、電源等單元均采用1+1熱備保護。

2.3 MPLS-TP環網技術優勢

MPLS-TP環網技術優勢：（1）高可靠保護：網絡側保護倒換時間小于50ms，自愈保護功能強大;（2）高安全性：所有承載業務做到完全物理管道隔離;（3）大帶寬承載：業務最大可平滑升級到40G大帶寬，滿足地鐵帶寬增長需求;（4）統一承載調度：TDM、以太業務、分組業務等多種業務統一承載交換，以太業務單播、組播、廣播業務均可承載調度;（5）高效、簡便、靈活組網：IP和TDM業務均可組成環網、相切環、相交環等，實現靈活應用部署。

3結語

目前，地鐵視頻監控正逐步向高清、超高清方向發展，已不再局限于錄像調看，通過對視頻數據進行抓取分析實現客流統計、聯動報警的效果，隨之而來的是視頻圖像傳送對傳輸帶寬的要求越來越高，再加上以太網業務在地鐵業務中的比重越來越高，建設快速、可靠的傳輸骨干網已成為地鐵建設面臨的需求和更大的挑戰。增強型MSTP技術根據地鐵通信的傳輸特性，采用了性能最好的組網結構，能夠承載大容量、高速的多元業務，且各類業務端到端傳輸時延小，并支持多種組網場景的環網保護和地鐵組播業務的承載與保護，這就使得MSTP技術在地鐵建設和運營中有著廣闊的應用前景，在當前階段以及未來都會是地鐵傳輸系統研究的熱點和趨勢。

參考文獻：

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（作者單位：成都地鐵運營有限公司）