吴林
中铁二院工程集团有限责任公司 四川成都 610031
摘要：传输网是作为整个通信网的基础，为承载的业务提供传输通道和传输平台。本人结合近年来在城市轨道交通通信系统工程设计中专用传输系统的技术选型和实际应用，对传输制式作出比选，为城市轨道交通通信系统工程设计提供参考和借鉴。
关键词：传输；制式；比选
一、引言
传输网从最初的模拟传输发展成数字，再到光传输，就技术上也从频分复用、时分复用不断发展到波分复用、PDH、SDH、MSTP、ASON等。下一代传输网应该向什么方向发展呢？答案仁者见仁。
就轨道交通而言，专用传输系统是轨道交通各系统信息内容的承载平台，需满足各系统（包括专用通信系统各子系统和地铁内其他系统）传输带宽、接口等要求。
所以我们要一方面追踪新传输制式的发展，另外一方面要适应所承载的轨道交通各类业务的需求，摸清这些业务的发展趋势，而后者显得更为重要。
二、技术选择
目前专用传输系统所承载的业务见下表所列。
由上表可以看出，由于数字化的发展趋势，目前各系统都基本完成了由模拟至数字的变革。无线、电话、时钟、广播均已从低速数据接口替换成了以太网口。所以业务的发展趋势一，基本实现IP化。
由于监控系统高清化后对带宽的需求激增，办公网络自动化随着网络的发展也需要更高的带宽，GE口甚至更高的接口、带宽要求也呼之欲出。由此可见，业务的发展趋势二，趋于大带宽。
介于目前传输技术制式的概念越来越模糊化，从切入承载的业务越来越具有IP化、大带宽的趋势上入手，对各类适合轨道交通专用通信传输系统的技术制式作出以下比选。
方案一：MSTP技术，包括MSTP（内嵌RPP）技术
MSTP称为多业务传送平台，多业务的类型包括TDM业务、数据业务、IP化语音、视频、各种虚拟专线业务等。构成MSTP传输网络的设备成为多业务传输节点。目前此技术制式有丰富的国家标准作为支撑。
经过发展，MSTP已经囊括PDH、SDH、POS、以太网、ATM、RPR等技术于一体，它可通过多业务汇聚方式实现业务的综合传送，通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理，非常适应多业务和多种技术相融合的应用场合，MSTP对以太业务以EoS（Ethernet over SDH）方式，采用多种适配容器（VC-12/3/4）对以太业务进行封装，可解决数据业务传输的问题。
方案二：OTN方案
采用了时分复用技术，属于同步传输体系，但其帧结构与传统的SDH不同，帧的长度为31.25μs，帧速为32000帧/秒。OTN的主要特点如下：
集成了多种接口，不需其它接入设备，设备可靠性高，OTN系统可以通过ULM模块实现环间互连或与MSTP系统相连，但由于厂家局限性，不太适合工程运用。
方案三：增强型MSTP技术
严格意义上讲，增强型MSTP技术并非新技术，而是多种技术的杂交，他也是属于MSTP技术的一种。在继承了传统MSTP业务承载的基础上，将分组核心技术MPLS-TP以及光纤波长复用等技术融于一体，它可通过多业务汇聚方式实现业务的综合传送，通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理，非常适应多业务和多种技术相融合的应用场合。
方案四：PTN技术
PTN称为分组传送网，是基于分组的新一代多业务统一传送技术，不仅能较好地承载电信级以太网业务，而且兼顾传统的TDM、ATM等业务。PTN技术是IP/MPLS、以太网和传送网三种技术相结合的产物，PTN技术具有面向连接的数据转发机制、多业务承载、较强的网络扩展性、丰富的OAM、严格的QoS机制以及50ms的网络保护等技术特征。
方案五：IP RAN技术
IP RAN是用的L3+L2的技术，在核心汇聚层用L3VPN 在接入层用的是L2VPN。这个技术偏向发展路由器方向。基本接入到核心设备路由器化。各能适应以太网业务的传送，在运营商中已大规模建设。在核心层主流用ISIS协议，接入层用OSPF协议。其倒换机制比PTN丰富安全，但存在路由重优化的时间缺陷。
结合以上比选和发展趋势，针对各传输制式具体比选如下：
MSTP技术运用广泛，MSTP（内嵌RPR）更是传承技术特点，MSTP对以太网的支持较弱，但RPR可对IP数据业务进行高效处理，两者互补，该技术在国内轨道交通公安通信网中采用较多。
PTN是随着运营商全业务IP化的迫切需求，近几年才发展起来的新兴技术，它在国内运营商网络中已大规模部署，并逐渐开始取代MSTP成为运营商新建传输网络的主流技术。在轨道交通中，商用传输网需要与地面运营商传输网接口，考虑到互联互通的要求，该技术在国内轨道交通新建线路商用通信网中开始逐步采用，但在专用的同步性、适应性、价格等方面还处于劣势。
OTN接口类型完善，在功能实现方面适合作为轨道交通通信传输网络，但OTN存在技术独有性、厂商唯一性、国产化低、价格偏高等不利因素。
由MSTP发展而来的增强型MSTP，可通过多业务汇聚方式实现业务的综合传送，通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理，非常适应多业务和多种技术相融合的应用场合。特别可以适应未来IP化大带宽的发展趋势。
所有技术均可实现传输系统的完整功能，但考虑到业务大带宽、IP化的发展趋势，增强型MSTP技术更能适合地铁业务发展，随之选用的设备，可考虑10Gb/s或20Gb/ s设备。
增强型MSTP技术主要选用两种保护模式，一是SNCP子网保护。SNCP子网连接保护，是基于双发选收的保护方式，需要一个工作子网和一个保护子网。当工作子网连接失效或者性能劣于某一程度时，工作子网连接将由保护子网连接代替。
SNCP业务对是SNCP的基本单元，它由一个工作源，一个保护源和一个业务宿构成。如下图所示，工作源和保护源可以是光纤线路、STM-1e电缆中的任何一种线路类型，两者的线路类型也可以不同。业务宿可以是任何一种线路或支路。
另外一种是MPLS-TP环网保护，它是通过建立二纤双向环形拓扑，环网的一半带宽配置为工作通道，另一半带宽配置为保护通道，当工作通道故障时，通过预先建立的保护通道对对分组业务进行保护倒换的机制。MPLS-TP环网上任意相邻节点之间部署OAM，并通过OAM的连通性检测相邻节点间故障，每个节点根据与相邻点之间的OAM的连通性来确定相邻点是否故障，并通知MPLS-TP环网状态机来实现状态变迁。
传输系统的网络同步采用主从同步方式。主时钟从中心设备引接任一网络单元的同步定时单元具有跟踪基准主时钟的功能。光传输设备具备定时基准的自动恢复和手动恢复能力。
增强型MSTP所提供的10/100M以太网接口和1000M均支持组播功能，实现信源管理、用户管理、组播安全控制、节约网络带宽等功能，可用于承载地铁系统中的电视监控系统，还可用于将来的在线直播、实时视频会议等。
三、小结
需结合各城市的实际情况和各系统的实际需求，选用合适的传输系统，可考虑选用增强型MSTP（MSTP+）设备组建专用通信系统传输网络，此技术具有以下优点。
1）高可靠性，高安全性
（1）保护倒换时间 < 50ms，电信级OAM
（2）业务物理隔离，链路侧保护
2）IP大带宽业务的承载
（1）满足线路增长、站点增加、视频业务增加后n个GE级别的需求
（2）点对点业务不统计复用
3）多业务合理接入
（1）IP业务占用大带宽，接入能力要强，需要支持10GE接入
（2）具有TDM优质传送能力，满足高质量话音及现网大量TDM业务的互通要求
4）组网灵活、简单、高效
业务和网络相对稳定，驱动网络规划能最佳匹配业务及调度需求，IP和TDM业务均可组成环网、相切环、相交环等。
参考文献：
[1]建设部《地铁设计规范》GB50157-2013
[2]信息产业部《增强型多业务传输节点（MSTP）设备技术要求》YD/T 2486-2013
作者简介：
吴林（1982年5月），男，工程师，本科，现任中铁二院通号院交通所工程师，从事轨道交通通信设计工作10年。
论文作者:吴林
论文发表刊物:《基层建设》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/10/8
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