铁路通信MSTP传输系统FE接口应用的探讨

张 静

（北京全路通信信号研究设计院，北京 100073）

随着铁路信息化的不断发展，尤其是近年来客运专线建设的不断展开，各类业务组网模式不断调整，与通信系统的接口由传统的2 M接口逐渐转变为FE接口。在这种新形势下，本文结合已建工程经验，对传输系统FE接口应用进行探讨。

1 铁路通信MSTP传输系统的应用背景

在MSTP技术出现之前，传统的SDH设备并不能很好的承载以太网业务，一般采用数字电路提供以太网专线的方式，即用户的以太网端口通过协议转换器转换为E1，或通过路由器实现到E1的转换，在SDH网络中承载。其存在的主要问题如下。

（1）无法直接接入终端用户以太网业务，用户需购买路由器实现分组业务到PDH接口的映射或通过协议转换器将FE转换为E1。

（2）网络故障点多，存在监控盲点。与传统专线相比，MSTP直接提供FE/GE接口，简化了网络，并可通过网管系统实现带宽的灵活配置和业务端到端的性能监视。在铁路通信网的建设中，随着近年来数据、宽带等IP业务的迅猛增长，以SDH为基础的MSTP技术扮演着越来越重要的角色。

2 MSTP传输系统FE接口应用情况

MSTP传输系统可以提供FE、GE、E1、STM-1/4/16等多种接口，在目前铁路通信网中，对以太网业务主要是FE接口，带宽为1～46×2 Mbit/s，应用方式主要有透传、二层交换等方式。

2.1 透传

以太网业务透传功能是指来自以太网接口的数据帧不经过二层交换，直接进行协议封装和速率适配后映射到SDH的虚容器（VC）中，然后通过SDH节点进行点到点传送。透明传输类似专线的方式，实现了高质量的数据传输，传输带宽保证业务完全隔离。

目前，应用这种方式的业务系统主要有信号微机监测、电力SCADA、牵引供电SCADA系统等。

（1）信号微机监测系统。利用数据通信系统作为承载平台，数据通信系统开通1个VPN为信号微机监测系统提供数据承载通道，其中车站监测设备直接通过本站数据通信设备接入数据通信系统，中继站、线路所、综合工区等未设置数据通信系统设备的节点，其监测设备通过MSTP传输系统提供FE透传专线至邻近车站，再接入数据通信系统。

（2）牵引供电SCADA系统。一般采用环形方式组网，端点监测点连接监测中心。MSTP传输系统为其提供牵引供电监测点间及端点监测点至监测中心的FE透传专线通道。

（3）电力SCADA系统。采用环形方式组网，端点监测点连接监测中心。MSTP传输系统提供电力监测点间及端点监测点至监测中心的FE透传专线通道。

2.2 二层交换

以太网二层交换功能是指在1个或多个用户侧以太网物理接口与1个或多个独立系统侧的VC通道之间，实现基于以太网链路层的数据包交换。以太网业务在每个节点进行封装、解封装，并进行二层交换，使得各个节点可以共享共同的传输通道，局端接口也得以节约。

以太网二层交换功能有汇聚、交换、以太环网等应用方式。

（1）汇聚方式是指汇聚点和接入点间以类似专线的方式连接，在汇聚节点实现业务交换汇聚，可提供FE到FE、FE到GE的汇聚。

（2）交换方式是指业务数据由多个不同物理端口接入, 共享同一个系统端口的带宽。各节点端口带宽实行动态分配，当业务端口流量变化时，支持不中断业务实时调整占用的网络带宽，提高了带宽利用率。

（3）以太环网方式是指在交换方式的基础上，业务节点通过传输设备的以太网接口形成以太环网结构，传输设备运行STP协议实现环网的动态冗余切换机制。

在铁路通信网中，由于各类业务对带宽保证、安全性、可靠性要求较高，一般主要采用汇聚方式。

目前，应用汇聚方式的业务系统主要有综合视频监控、电源及环境监控和防灾安全监控系统等。

（1）综合视频监控系统：MSTP传输系统为其提供区间视频接入节点（如电力电牵节点、信号节点、基站等）至数据通信系统接入节点（一般为车站）的FE传输通道，采用星形方式组网，每个FE接口的带宽根据视频接入节点管理的视频采集点数量进行分配，在车站MSTP设备侧启用FE-FE汇聚功能，以1～2×FE接口接入数据通信系统，再利用数据通信系统实现视频接入节点、视频区域节点及视频核心节点间的数据通信。

（2）电源及环境监控系统：采用树形方式组网，MSTP传输系统为其提供区间监控节点—邻近车站—监控中心的FE传输通道，在车站和监控中心MSTP设备侧启用FE-FE汇聚功能，以1×FE接口接入监控中心。

（3）防灾安全监控系统：采用树形方式组网，MSTP传输系统为其提供监测点—邻近车站—防灾安全监控中心的FE传输通道，在车站和监控中心MSTP设备侧启用FE-FE汇聚功能，以1×FE接口接入监控中心。

3 FE板卡选择和FE接口数据配置

在实际工程中，需要根据具体业务应用来选择FE板卡和进行FE接口数据配置。

3.1 FE板卡选择

FE板卡功能分为透传和交换2种。目前，铁路通信网主流传输设备的FE板技术参数如表1所示。

表1 铁路通信网主流传输设备的FE板技术参数

3.2 FE接口数据配置

FE接口数据配置主要考虑带宽和端口数量等。

（1）带宽

FE接口的带宽为1～46×2 Mbit/s，目前透传业务一般为1～2×2 Mbit/s，以一个FE接口进行点对点透传即可，汇聚型业务要根据每个接入节点的业务带宽需求对汇聚后FE接口的带宽进行核算。

以电源及环境监控系统为例：

区间监控节点：每个节点的业务带宽约为120 kbit/s，以1×FE接口（捆绑1×2 M带宽）接入邻近车站。

车站：汇聚本站业务和区间节点（N个）业务，带宽为(N+1)×120 kbit/s，目前已建和在建工程中，接入一个车站的区间节点一般不超过15个，故以1×FE接口（捆绑1×2 M带宽）接入监控中心。

监控中心：汇聚N个车站业务，带宽为N×2 Mbit/s，目前已建和在建工程中，总带宽一般不超过90 Mbit/s，故以1×FE接口（捆绑N×2 M带宽）进行接入。

(2) 接口数量

FE接口包括FE板卡的外部物理端口及内部系统端口。外部物理端口是指FE板卡的物理接口，包括光/电的FE/GE等类型；内部系统端口是指SDH侧端口，它决定了FE板卡的业务汇聚比，即可容纳的业务方向数量。

需根据各业务组网和带宽占用情况核算物理端口和系统端口数量，尤其是多业务多方向的汇聚节点，如铁路局调度所、通信枢纽等。

以沪宁城际轨道交通工程为例，上海局调度所设置华为OSN7500 STM-64设备1套、OSN3500 STM-4设备1套，各配置2块8×FE板卡，需接入FE业务包括本线及沪杭客专的电力SCADA、牵引供电SCADA、电源及环境监控系统等，其中本线电源及环境监控系统138个节点，通过22个车站接入上海局调度所监控中心，需占用FE板的1个物理端口和22个系统端口，而该设备的FE板系统端口为24个，造成资源运用不合理。在实际工程实施中，电源及环境监控系统采用4级树结构组网，即区间监控节点—邻近车站—骨干层传输节点—监控中心，在骨干层传输节点增加了一次汇聚，这样在调度所只需汇聚5个方向的业务，设备资源运用比较合理。