基于OTN傳輸系統搭建MSTP傳輸系統的思考

唐愛軍

摘要：傳輸系統作為鐵路通信系統應用最廣泛的承載網，不只承載大量不同速率的業務系統通道，還承載如數據網、接入網這樣的承載網。因此，傳輸系統的安全穩定尤為重要，直接影響鐵路沿線其他各專業系統的運行質量。建設及改造傳輸系統成為新建鐵路、既有鐵路改造的一項重要工程項目，而建設或改造傳輸系統往往受光纜資源條件限制。隨著OTN傳輸系統的開通，可以為搭建MSTP傳輸系統提供大容量帶寬資源，解決光纜資源不足的問題，且利用OTN系統搭建MSTP系統，能夠為MSTP系統提供環保護，提高MSTP系統安全性、穩定性。本文主要討論基于OTN局干系統搭建MSTP系統的優勢及維護重點。

關鍵詞：光纜資源;帶寬;業務分擔;傳輸距離;邏輯疊加;切換試驗

現階段搭建鐵路通信網局干傳輸系統，光傳送網（OpticalTransportNetwork，以下簡稱OTN系統設備已經逐漸取代傳統密集波分（DWDM）而被大量采用，滿足了鐵路局干傳輸系統距離較長（跨省市開通）、業務通道帶寬需求豐富等需求。OTN系統完成622Mbps、2.5Gbps、10Gbps等大顆粒通道的承載。2Mbps、155Mbps、以太網業務等小顆粒業務通道則宜由MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH 的多業務傳送平臺，以下簡稱MSTP系統）傳輸系統承載。

1.傳輸系統發展及現狀

1.1傳輸系統設備概況：傳輸系統歷經準同步數字系列（PDH）、同步數字系列（SDH）、波分（WDM）、密集波分（DWDM）、多業務傳送平臺（MSTP）、光傳送網（OTN）等發展歷程。

1.2 SDH至MSTP的發展：SDH因兼容性強、接口規范、具備靈活的復用映射結構、信息凈負荷及定時高度透明等特點，取代PDH成為主流傳輸設備。而隨著傳輸網越來越多的承載數據業務需求，MSTP應運而生。MSTP是基于SDH的多業務傳輸平臺，是升級版的SDH。已成為建設干線、樞紐傳輸網的主流設備，速率為STM-1、STM-4、 STM-16、 STM-64。

1.3 DWDM至OTN的發展：基于波分復用技術、在光層組建網絡的OTN系統，逐漸取代DWDM系統，成為長距離、大容量傳輸的主體。OTN設備兼顧電層的靈活可靠性和光層的大容量，提供波長級大顆粒調度，客戶信號透明好。當鐵路沿線已建設開通骨干及局干OTN系統時，可以利用OTN系統豐富的帶寬資源為MSTP傳輸系統提供光路，并且為MSTP光路提供環保護。

2. 利用光纜資源搭建MSTP系統存在問題：

2.1 光纜資源緊張

鐵路通信專業既有干線光纜一般為12芯、24芯、20芯，缺少大容量光纜。基本敷設年限已達15～30年，光纜老化嚴重且資源緊張。

基礎網及自閉能改造等新建工程敷設的干線光纜一般為48芯、96芯，相比既有光纜資源相對豐富，但光纜資源依舊緊張。

新建傳輸系統匯聚層建設1+1復用段保護環、接入層建設復用段保護環，占用大量光纜資源。新建數據網、GPON（Gigabit-Capable PON）、安全數據網、光半自動閉塞、公安信息網等系統均需光纜承載，以致隨著新建線的開通光纜資源已用盡，甚至出現缺少冗余光纜纖芯無法實施應急倒代的現象。

2.2普速、高速光纜資源無法共享

因普速、高速機房分別設置在高鐵、普速鐵路沿線，以某高鐵線為例，管內6站起點站是高、普結合站，其余站高、普車站均相距從5公里至40公里不等。很多普速、高速機房間不具備聯絡光纜。傳輸系統光纜運用現狀是：普速MSTP傳輸系統采用普速鐵路沿線光纜承載、高速線MSTP傳輸系統采用高速鐵路沿線光纜承載，不具備普速線、高鐵線光纜共享資源的條件。

2.3 干線MSTP傳輸系統光纜運用存在安全隱患

運行在鐵路沿線是鐵路干線MSTP傳輸系統的固有特點，接入層建設“復用段”或“通道”保護環，因光纜資源緊張，傳輸系統組網極易出現“同纜環”現象，使傳輸系統存在安全隱患。

2.4 傳送距離受限制

MSTP傳輸系統傳送距離受光纖質量、光接口特性等因素限制，經過對管內部分傳輸系統光傳送距離進行統計，發現MSTP設備實際光傳送距離與實驗環境下設備參數相差較大。光傳送距離成為制約MSTP傳輸系統組網及運行安全的根本原因，需要通過增加中繼設備的方式提高傳輸系統運行質量，增加投資預算。詳見附表1所示。

3.解決方案

鑒于光纜資源現狀，為克服利用光纜搭建MSTP傳輸系統的諸多隱患，對于已建成OTN傳輸系統的光路區間，可以利用OTN傳輸系統豐富的帶寬資源，提供光路搭建MSTP系統。

以新建京H線MSTP傳輸系統為例，東向、西向兩通信機房間只有既有20芯、新建基礎網16芯和32芯3根光纜，光纜資源已趨于枯竭。因此，利用局干S環東向、西向OTN系統提供10Gbps通道，承載京H線MSTP傳輸系統東向、西向機房間速率為STM-64主用光路，與由光纜裸纖承載的備用光路，組成東向、西向兩設備間的1+1線性復用段保護環。附圖1橢圓形虛線框中10Gbps光路，由附圖2中橢圓實線框局干OTN設備提供通道，具體詳見附圖1、附圖2：

4.利用OTN傳輸系統搭建MSTP系統的優勢及維護思考

4.1 組網優勢

4.1.1克服光纜資源緊張的問題

在附圖1的京H線MSTP傳輸系統，在東向、西向2個機房間，利用局干S號環提供光通道后，釋放匯聚層10Gbps設備占用的2芯干線光纜纖芯，解決干線光纜資源緊張的問題。

4.1.2 共享光纜資源、提高系統運行質量

因OTN設備傳送距離長、傳送容量大，以華為OTN系統為例，對于OAU/OBU 功放板，不加拉曼放大器可以傳輸80KM，加拉曼放大器可以傳輸120KM，對于光纜傳送質量較高的區間，傳送距離甚至更長。

局干傳輸系統中各站OTN設備布置于鐵路線沿線大站或樞紐機房，不限于普速通信機房或高速通信機房，往往覆蓋2條以上鐵路線、涵蓋多個樞紐通信機房。這樣，對于1個OTN傳輸系統，可以采用異徑路的普速、高速光纜搭建，光路安全得到保障，實現光纜資源共享。在進行電路規劃、構建業務通道組網時能更好的貫徹傳輸系統“全程全網”的理念。減少業務通道跳接點、減少障礙隱患，便于日常管理維護和障礙處理排查。

4.1.3 克服干線MSTP傳輸系統安全隱患

利用OTN系統開通光通道承載干線MSTP傳輸系統，首先，OTN系統本身已經充分考慮光纜資源合理運用，有效克服“同纜環”安全隱患。其次，OTN系統為光通道建立環保護，為承載的干線MSTP傳輸系統光路提供網絡層的保護。

4.1.4延長干線MSTP傳輸系統光路傳輸距離

可以在局干OTN傳輸系統內任意設備間開通光通道，實現局干傳輸系統承載MSTP光路，傳輸距離不受限制。減少了增設中繼設備的投資預算。

4.1.5有效提高光纜資源利用率

4.1.5.1如直接用光纜搭建MSTP傳輸系統，以兩站間8芯光纜資源為例，8芯光纜最多開通4對10Gbps傳輸設備，承載傳輸容量為10Gbps*4=40Gbps。

4.1.5.2如用于搭建OTN系統，以兩站間8芯光纜資源為例，最多開通4對OTN傳輸設備，僅以1對OTN設備為例，如建設單波10G、40波的OTN系統，承載傳輸容量為10Gbps*40=400Gbps，8芯則為10Gbps*40*4=1600G。還有單波40G、100G的OTN設備，對應系統容量還會增大。

4.2 維護工作注意事項

利用局干OTN傳輸系統搭建MSTP傳輸系統這種邏輯疊加方式的組網，局干OTN傳輸系統的運行質量直接影響MSTP傳輸系統運行質量，因此需加強局干OTN傳輸系統的管理維護，以實現提高OTN系統自身及其承載MSTP系統運行質量的目標。

4.2.1確保供電安全

局干及MSTP系統傳輸設備均需設置主、備電源板，設置由兩路高頻開關電源提高供電，機房交流電源需引入自閉、貫通兩路外電，每季度對列頭柜電源熔絲、空開檢修檢查，每半年對電源輸入輸出電壓測試。

4.2.2確保設備冗余板卡切換正常

定期組織對局干OTN和MSTP傳輸設備冗余板卡進行切換試驗，包括電源板、交叉板、主控板以及OTN系統OLP板等板卡。避免因板卡軟、硬件障礙造成系統倒換失效，繼而影響系統正常運行。

以管內京B線MSTP傳輸系統為例，NK至SC傳輸設備間兩條10Gbps光通道，建立1+1線性復用段10Gbps保護。因光纜資源緊張，主用、備用光路均由局干X號環NK至SC間OTN系統提供10Gbps波道承載，南口-沙城OTN系統承載光纜實現異纜承載，詳見附圖3：

在NK站至SC站兩站間基礎網32芯光纜中斷障礙中，NK站至SC站 OTN間主用通道中斷、備用通道光纜正常。正常情況下， OTN設備應切換到備用通道中。但是因SC站 OTN設備OLP單板硬件障礙導致OLP切換失敗，造成MSTP傳輸系統NK站至SC站 10Gbps主用、備用光路中斷，兩站間穿通及落地業務全部中斷。

通過以上障礙說明，需定期對傳輸設備主要板卡（OLP、主控、交叉）進行切換實驗，以確保傳輸系統的OLP保護功能正常啟動。

4.2.3綜合考慮局干OTN和MSTP傳輸系統光纜運用

需綜合考慮用于搭建骨干或局干OTN系統和MSTP傳輸系統光路的光纖。在MSTP傳輸系統光路中，經常存在某區間主用、備用光路分別由OTN系統通道、光纖承載的現象。

以MSTP傳輸系統A、B區間為例：A、B兩站間主用光路由局干OTN承載，備用光路由兩站間32芯光纜承載。為確保MSTP傳輸系統安全，則局干OTN系統A、B兩站間主用光路需由另一根20芯光纜承載，避免出現間接“同纜環”現象。當A、B兩站間32芯、20芯光纜中斷時，MSTP系統能夠正常啟動環保護。

4.2.4定期對MSTP系統傳輸鏈路進行斷環實驗

利用局干傳輸系統承載MSTP傳輸系統，存在邏輯結構疊加問題，系統組網復雜，對設備板卡性能及系統保護功能設置要求較高。需定期檢查網管側的保護屬性設置，組織網管與現場車間進行傳輸鏈路斷環實驗，確保危及系統運行安全的障礙現象出現時，MSTP系統能正常啟動環保護。

5.5 合理規劃傳輸系統承載的業務通道

確保傳輸系統安全運行的終極目標是確保承載的業務通道的安全、穩定。因此，在提高傳輸系統運行質量的同時，還要及時對業務通道傳輸徑路進行合理規劃，對重要業務進行“系統分擔”、完成電路優化。

綜上所述，MSTP傳輸系統的網絡搭建需要綜合考慮光纖資源、局干OTN傳輸系統帶寬資源、設備安裝處所、邏輯結構疊加、機房供電條件等諸多要素，需要統籌規劃科學合理的組網結構及開通方式，使傳輸系統運行更加安全穩定。傳輸系統網絡結構及保護方式不是一成不變的，需隨著光纜資源、設備條件、機房條件的調整，隨時進行網絡結構調整、設備克缺整治、承載光纜優化等工作，實現“電路中斷但業務不中斷及終端業務系統運行正常”的目標。