增强型MSTP技术在成都地铁的应用

陈璇 李洁

摘要：文章介绍了MTSP技术的原理，叙述了增强型MSTP光纤数字传输系统在成都地铁中的应用及其设备组网和环网保护功能，总结了MTSP技术在地铁专用通信传输系统中的重要性。

关键词：地铁通信 传输系统 MTSP 自愈

地铁专用通信传输系统是保证地铁安全运行的重要组成部分，不仅要为公务、无线、应急通信、调度电话系统传输各种数字及模拟语音信号，还要为通信各子系统及信号、自动售检票等系统传输窄带数据及宽带数据信号，为车站、车辆段/停车场、控制中心间传输视频图像及控制信号。建设一个能够迅速、准确、可靠地传送轨道交通运营、管理所需的语音、数据、图像信息的传输网络显得至关重要。成都地铁采用的增强型MSTP传输系统能够为公务、无线、专用电话、信号、自动售检票等系统提供可靠的、冗余的、可重构的、灵活的信息传输及交换信道。

1 MSTP技术

MTSP（Multi-Service Transfer Platform，多业务传送平台），是从SDH平台延伸出来的同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、传送和处理，提供统一网管的多业务平台节点，避免了分别组网带来的设备和光纤投资的浪费，实现业务安全性与传输效率的有效融合。

1.1 SDH技术原理

SDH（Synchronous Digital Hierachy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络。SDH采用块状的帧结构来承载信息，整个帧结构分成段开销区、净负荷区和管理单元指针区三个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节，管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。

SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤。映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器C，再加入通道开销形成虚容器VC。定位即是将帧偏移信息收进支路单元TU或管理单元AU的过程，它通过支路单元指针或管理单元指针来实现对信号的实时监控。复用通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。

1.2 MTSP技术原理

MSTP技术通过SDH平面传送TDM业务，保证了业务传送的高可靠性和安全性，采用MPLS-TP方式承载以太网业务。具有灵活的SDH VC交换矩阵，同时支持高低阶交叉类型，并提供从E1、STM-1、STM-4、STM-16的全速率TDM业务，支持虚容器的级联和虚级联功能。MSTP技术的关键点在于采用GEP协议完成多种业务数据向SDH的映射，通过VC级联或虚级联技术来实现带宽的可配置。

2 增强型MTPS技术在成都地铁的应用

增强型MSTP方案中，公务电话、专用电话等2M业务，以SDH方式承载，CCTV 、PIS等IP业务采用MPLS-TP方式承载，提高分组承载效率，且用户可以获得与SDH网络同样优良的运维体验。

2.1传输系统组网

成都地铁3号线二三期工程专用通信传输系统采用华为成熟的增强型MSTP光纤数字传输系统设备Optix OSN 7500II和OSN 580进行组网，传输速率为20Gbit/s。传输系统组网方式为：车站和停车场设备环网采用OSN 580增强型MSTP传输设备，控制中心采用OSN7500II增强型MSTP传输设备。利用隧道和地面或高架区间两侧敷设的光纤，采用隔站连接的跳接方式，组成2个复用段自愈环网，2个环相切于控制中心。

2.2系统保护过程及性能

MSTP技术针对不同的业务采用不同的保护机制，即E1业务采用SDH平面的复用段保护保护，IP业务采用MPLS-TP环网保护，倒换时间以及倒换恢复时间均小于50ms。

2.2.1 二纤双向复用段保护

在二纤双向复用段保护环上，每一条STM-N线路的前一半VC-4是工作通道，后一半VC-4是保护通道。正常情况下，业务在工作通道上传输，两根光纤上业务流向相反。当某处线路中断，工作通道不可用时，业务在故障点的两端均由故障方向光纤的工作通道倒换到另一方向光纤的保护通道，实现保护倒换。

2.2.2 MPLS-TP环网保护

MPLS-TP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都部署OAM并通过OAM的连通性检测确定相邻节点间故障，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。

2.2.3设备级保护

除了二纤双向保护和环网保护方式外，还可以采用设备级保护能力：主控、交叉连接、时钟、电源等单元均采用1+1热备保护。

2.3 MPLS-TP环网技术优势

MPLS-TP环网技术优势：（1）高可靠保护：网络侧保护倒换时间小于50ms，自愈保护功能强大;（2）高安全性：所有承载业务做到完全物理管道隔离;（3）大带宽承载：业务最大可平滑升级到40G大带宽，满足地铁带宽增长需求;（4）统一承载调度：TDM、以太业务、分组业务等多种业务统一承载交换，以太业务单播、组播、广播业务均可承载调度;（5）高效、简便、灵活组网：IP和TDM业务均可组成环网、相切环、相交环等，实现灵活应用部署。

3结语

目前，地铁视频监控正逐步向高清、超高清方向发展，已不再局限于录像调看，通过对视频数据进行抓取分析实现客流统计、联动报警的效果，随之而来的是视频图像传送对传输带宽的要求越来越高，再加上以太网业务在地铁业务中的比重越来越高，建设快速、可靠的传输骨干网已成为地铁建设面临的需求和更大的挑战。增强型MSTP技术根据地铁通信的传输特性，采用了性能最好的组网结构，能够承载大容量、高速的多元业务，且各类业务端到端传输时延小，并支持多种组网场景的环网保护和地铁组播业务的承载与保护，这就使得MSTP技术在地铁建设和运营中有着广阔的应用前景，在当前阶段以及未来都会是地铁传输系统研究的热点和趋势。

参考文献：

[1]陈松.地铁通信传输系统的技术与选择方案探讨[J].信息通信，2016，12：252-255.

[2]田冰.地鐵通信传输系统的技术优化[J].信息技术，2018，7：26-27.

[3]肖枭.SDH自愈环网技术在成都地铁的应用[J].信息科技探索，2018，5：149-151.

（作者单位：成都地铁运营有限公司）