張 靜

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院，北京 100073）

隨著鐵路信息化的不斷發(fā)展，尤其是近年來(lái)客運(yùn)專線建設(shè)的不斷展開(kāi)，各類業(yè)務(wù)組網(wǎng)模式不斷調(diào)整，與通信系統(tǒng)的接口由傳統(tǒng)的2 M接口逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镕E接口。在這種新形勢(shì)下，本文結(jié)合已建工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)傳輸系統(tǒng)FE接口應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 鐵路通信MSTP傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用背景

在MSTP技術(shù)出現(xiàn)之前，傳統(tǒng)的SDH設(shè)備并不能很好的承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，一般采用數(shù)字電路提供以太網(wǎng)專線的方式，即用戶的以太網(wǎng)端口通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為E1，或通過(guò)路由器實(shí)現(xiàn)到E1的轉(zhuǎn)換，在SDH網(wǎng)絡(luò)中承載。其存在的主要問(wèn)題如下。

（1）無(wú)法直接接入終端用戶以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，用戶需購(gòu)買路由器實(shí)現(xiàn)分組業(yè)務(wù)到PDH接口的映射或通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器將FE轉(zhuǎn)換為E1。

（2）網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)多，存在監(jiān)控盲點(diǎn)。與傳統(tǒng)專線相比，MSTP直接提供FE/GE接口，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)，并可通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)帶寬的靈活配置和業(yè)務(wù)端到端的性能監(jiān)視。在鐵路通信網(wǎng)的建設(shè)中，隨著近年來(lái)數(shù)據(jù)、寬帶等IP業(yè)務(wù)的迅猛增長(zhǎng)，以SDH為基礎(chǔ)的MSTP技術(shù)扮演著越來(lái)越重要的角色。

2 MSTP傳輸系統(tǒng)FE接口應(yīng)用情況

MSTP傳輸系統(tǒng)可以提供FE、GE、E1、STM-1/4/16等多種接口，在目前鐵路通信網(wǎng)中，對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)主要是FE接口，帶寬為1～46×2 Mbit/s，應(yīng)用方式主要有透?jìng)?、二層交換等方式。

2.1 透?jìng)?/h3>

以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透?jìng)鞴δ苁侵竵?lái)自以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)幀不經(jīng)過(guò)二層交換，直接進(jìn)行協(xié)議封裝和速率適配后映射到SDH的虛容器（VC）中，然后通過(guò)SDH節(jié)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送。透明傳輸類似專線的方式，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸帶寬保證業(yè)務(wù)完全隔離。

目前，應(yīng)用這種方式的業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要有信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)、電力SCADA、牽引供電SCADA系統(tǒng)等。

（1）信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)作為承載平臺(tái)，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)開(kāi)通1個(gè)VPN為信號(hào)微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)承載通道，其中車站監(jiān)測(cè)設(shè)備直接通過(guò)本站數(shù)據(jù)通信設(shè)備接入數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，中繼站、線路所、綜合工區(qū)等未設(shè)置數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，其監(jiān)測(cè)設(shè)備通過(guò)MSTP傳輸系統(tǒng)提供FE透?jìng)鲗＞€至鄰近車站，再接入數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

（2）牽引供電SCADA系統(tǒng)。一般采用環(huán)形方式組網(wǎng)，端點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)連接監(jiān)測(cè)中心。MSTP傳輸系統(tǒng)為其提供牽引供電監(jiān)測(cè)點(diǎn)間及端點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)至監(jiān)測(cè)中心的FE透?jìng)鲗＞€通道。

（3）電力SCADA系統(tǒng)。采用環(huán)形方式組網(wǎng)，端點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)連接監(jiān)測(cè)中心。MSTP傳輸系統(tǒng)提供電力監(jiān)測(cè)點(diǎn)間及端點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)至監(jiān)測(cè)中心的FE透?jìng)鲗＞€通道。

2.2 二層交換

以太網(wǎng)二層交換功能是指在1個(gè)或多個(gè)用戶側(cè)以太網(wǎng)物理接口與1個(gè)或多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)側(cè)的VC通道之間，實(shí)現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層的數(shù)據(jù)包交換。以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行封裝、解封裝，并進(jìn)行二層交換，使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以共享共同的傳輸通道，局端接口也得以節(jié)約。

以太網(wǎng)二層交換功能有匯聚、交換、以太環(huán)網(wǎng)等應(yīng)用方式。

（1）匯聚方式是指匯聚點(diǎn)和接入點(diǎn)間以類似專線的方式連接，在匯聚節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)交換匯聚，可提供FE到FE、FE到GE的匯聚。

（2）交換方式是指業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由多個(gè)不同物理端口接入, 共享同一個(gè)系統(tǒng)端口的帶寬。各節(jié)點(diǎn)端口帶寬實(shí)行動(dòng)態(tài)分配，當(dāng)業(yè)務(wù)端口流量變化時(shí)，支持不中斷業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)整占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高了帶寬利用率。

（3）以太環(huán)網(wǎng)方式是指在交換方式的基礎(chǔ)上，業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸設(shè)備的以太網(wǎng)接口形成以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，傳輸設(shè)備運(yùn)行STP協(xié)議實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)冗余切換機(jī)制。

在鐵路通信網(wǎng)中，由于各類業(yè)務(wù)對(duì)帶寬保證、安全性、可靠性要求較高，一般主要采用匯聚方式。

目前，應(yīng)用匯聚方式的業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要有綜合視頻監(jiān)控、電源及環(huán)境監(jiān)控和防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)等。

（1）綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)：MSTP傳輸系統(tǒng)為其提供區(qū)間視頻接入節(jié)點(diǎn)（如電力電牽節(jié)點(diǎn)、信號(hào)節(jié)點(diǎn)、基站等）至數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)接入節(jié)點(diǎn)（一般為車站）的FE傳輸通道，采用星形方式組網(wǎng)，每個(gè)FE接口的帶寬根據(jù)視頻接入節(jié)點(diǎn)管理的視頻采集點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行分配，在車站MSTP設(shè)備側(cè)啟用FE-FE匯聚功能，以1～2×FE接口接入數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，再利用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻接入節(jié)點(diǎn)、視頻區(qū)域節(jié)點(diǎn)及視頻核心節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信。

（2）電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)：采用樹(shù)形方式組網(wǎng)，MSTP傳輸系統(tǒng)為其提供區(qū)間監(jiān)控節(jié)點(diǎn)—鄰近車站—監(jiān)控中心的FE傳輸通道，在車站和監(jiān)控中心MSTP設(shè)備側(cè)啟用FE-FE匯聚功能，以1×FE接口接入監(jiān)控中心。

（3）防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)：采用樹(shù)形方式組網(wǎng)，MSTP傳輸系統(tǒng)為其提供監(jiān)測(cè)點(diǎn)—鄰近車站—防災(zāi)安全監(jiān)控中心的FE傳輸通道，在車站和監(jiān)控中心MSTP設(shè)備側(cè)啟用FE-FE匯聚功能，以1×FE接口接入監(jiān)控中心。

3 FE板卡選擇和FE接口數(shù)據(jù)配置

在實(shí)際工程中，需要根據(jù)具體業(yè)務(wù)應(yīng)用來(lái)選擇FE板卡和進(jìn)行FE接口數(shù)據(jù)配置。

3.1 FE板卡選擇

FE板卡功能分為透?jìng)骱徒粨Q2種。目前，鐵路通信網(wǎng)主流傳輸設(shè)備的FE板技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 鐵路通信網(wǎng)主流傳輸設(shè)備的FE板技術(shù)參數(shù)

3.2 FE接口數(shù)據(jù)配置

FE接口數(shù)據(jù)配置主要考慮帶寬和端口數(shù)量等。

（1）帶寬

FE接口的帶寬為1～46×2 Mbit/s，目前透?jìng)鳂I(yè)務(wù)一般為1～2×2 Mbit/s，以一個(gè)FE接口進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)透?jìng)骷纯桑瑓R聚型業(yè)務(wù)要根據(jù)每個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)帶寬需求對(duì)匯聚后FE接口的帶寬進(jìn)行核算。

以電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)為例：

區(qū)間監(jiān)控節(jié)點(diǎn)：每個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)帶寬約為120 kbit/s，以1×FE接口（捆綁1×2 M帶寬）接入鄰近車站。

車站：匯聚本站業(yè)務(wù)和區(qū)間節(jié)點(diǎn)（N個(gè)）業(yè)務(wù)，帶寬為(N+1)×120 kbit/s，目前已建和在建工程中，接入一個(gè)車站的區(qū)間節(jié)點(diǎn)一般不超過(guò)15個(gè)，故以1×FE接口（捆綁1×2 M帶寬）接入監(jiān)控中心。

監(jiān)控中心：匯聚N個(gè)車站業(yè)務(wù)，帶寬為N×2 Mbit/s，目前已建和在建工程中，總帶寬一般不超過(guò)90 Mbit/s，故以1×FE接口（捆綁N×2 M帶寬）進(jìn)行接入。

(2) 接口數(shù)量

FE接口包括FE板卡的外部物理端口及內(nèi)部系統(tǒng)端口。外部物理端口是指FE板卡的物理接口，包括光/電的FE/GE等類型；內(nèi)部系統(tǒng)端口是指SDH側(cè)端口，它決定了FE板卡的業(yè)務(wù)匯聚比，即可容納的業(yè)務(wù)方向數(shù)量。

需根據(jù)各業(yè)務(wù)組網(wǎng)和帶寬占用情況核算物理端口和系統(tǒng)端口數(shù)量，尤其是多業(yè)務(wù)多方向的匯聚節(jié)點(diǎn)，如鐵路局調(diào)度所、通信樞紐等。

以滬寧城際軌道交通工程為例，上海局調(diào)度所設(shè)置華為OSN7500 STM-64設(shè)備1套、OSN3500 STM-4設(shè)備1套，各配置2塊8×FE板卡，需接入FE業(yè)務(wù)包括本線及滬杭客專的電力SCADA、牽引供電SCADA、電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等，其中本線電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)138個(gè)節(jié)點(diǎn)，通過(guò)22個(gè)車站接入上海局調(diào)度所監(jiān)控中心，需占用FE板的1個(gè)物理端口和22個(gè)系統(tǒng)端口，而該設(shè)備的FE板系統(tǒng)端口為24個(gè)，造成資源運(yùn)用不合理。在實(shí)際工程實(shí)施中，電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用4級(jí)樹(shù)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，即區(qū)間監(jiān)控節(jié)點(diǎn)—鄰近車站—骨干層傳輸節(jié)點(diǎn)—監(jiān)控中心，在骨干層傳輸節(jié)點(diǎn)增加了一次匯聚，這樣在調(diào)度所只需匯聚5個(gè)方向的業(yè)務(wù)，設(shè)備資源運(yùn)用比較合理。