曾鳴陽(yáng)

摘要：隨著城市地鐵線網(wǎng)的不斷擴(kuò)張，設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行導(dǎo)致性能下降及元件老化，另外業(yè)務(wù)的增加導(dǎo)致帶寬不足等問(wèn)題越來(lái)越明顯，從整個(gè)地鐵營(yíng)的角度，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)質(zhì)量造成直接影響。如何完善傳輸設(shè)備電源系統(tǒng)的監(jiān)控，提高傳輸設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，是當(dāng)前需要解決的問(wèn)題之一。本文主要對(duì)地鐵通信傳輸系統(tǒng)帶寬與傳輸電源管理進(jìn)行分析，以期提升地鐵通信傳輸質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：?傳輸設(shè)備;可延續(xù)性;帶寬優(yōu)化;傳輸電源模塊

一、地鐵通信特點(diǎn)

地鐵運(yùn)營(yíng)情況和地面交通相比較，地鐵更具復(fù)雜性及系統(tǒng)化，中間容易由于某個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生事故而調(diào)整整個(gè)線路的班次。在地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，需要通信系統(tǒng)的支持，如果傳輸系統(tǒng)癱瘓，可能會(huì)造成車站與車站、控制中心與車站、控制中心之間的各類系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)系中斷，中央無(wú)法監(jiān)控到車站設(shè)備。由此可見，通信系統(tǒng)的安全可靠性非常重要。地鐵通信具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）傳輸音頻質(zhì)量比較高。（2）可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、高質(zhì)量視頻的監(jiān)視。（3）對(duì)于車輛的運(yùn)輸指揮可靠性比較高。（4）可以保持語(yǔ)音通話，便于相關(guān)人員充分掌握車輛情況。（5）可以對(duì)語(yǔ)音通話進(jìn)行指揮。（6）及時(shí)監(jiān)控與管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)。（7）在高質(zhì)量快帶視頻、廣播方面有著較高的要求。（8）對(duì)外業(yè)務(wù)量比較小，通常情況下整個(gè)系統(tǒng)都是出于封閉狀態(tài)。（9）數(shù)據(jù)的可靠性比較高。（10）各個(gè)信息的控制比較獨(dú)立。（11）業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)流量一般集中于站間，并不是集中在站內(nèi)。

二、傳輸帶寬分析

（一）傳輸帶寬的使用

對(duì)傳輸容量帶寬估算，不同類型的傳輸設(shè)備因板卡類型不同將包含不同接口，而需要達(dá)到接口利用的最大化，即需要合理分配各子系統(tǒng)的接口類型，避免低帶寬需求使用了高帶寬的接口，導(dǎo)致傳輸帶寬的浪費(fèi);傳輸方式即業(yè)務(wù)配置所用的方式，因傳輸方式的不同，業(yè)務(wù)配置所耗費(fèi)的帶寬將會(huì)有所區(qū)別。比如各子系統(tǒng)網(wǎng)管通常將采用劃分 VLAN，共享傳輸時(shí)隙的方式進(jìn)行配置，而非點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行配置，從而最大化的利用有限的傳輸帶寬;最大帶寬必須是業(yè)務(wù)的可能使用到的最大單環(huán)帶寬。此外，需要考慮預(yù)留業(yè)務(wù)，盡量可以分散配置到各接口板上，以便各接口板的業(yè)務(wù)在故障時(shí)容易切換到這些預(yù)留端口上去。

（二）系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理

地鐵通信傳輸設(shè)備配置一套網(wǎng)管理系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)告警的集中監(jiān)控功能，同時(shí)包含對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份、業(yè)務(wù)配置、網(wǎng)絡(luò)權(quán)限管理等功能。在對(duì)傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮到能夠最大化對(duì)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，不僅包括對(duì)傳輸板卡及故障的監(jiān)控，同時(shí)應(yīng)考慮到對(duì)傳輸系統(tǒng)附屬設(shè)備的監(jiān)控。告警信息的覆蓋應(yīng)需要全面地反映設(shè)備的狀態(tài)。如接口板和控制板的通信故障雖不影響業(yè)務(wù)功能，但也需要在網(wǎng)管上直觀的體現(xiàn)出來(lái)，以便對(duì)設(shè)備板卡進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)處理;同時(shí)，需要考慮對(duì)既有設(shè)備升級(jí)板卡的可兼容性，即可以通過(guò)安裝補(bǔ)丁或者擴(kuò)容包的方式，對(duì)網(wǎng)管版本進(jìn)行升級(jí)，而非采用全面替換的方式將整套網(wǎng)管系統(tǒng)全部更換掉;此外，需要考慮對(duì)未來(lái)線網(wǎng)發(fā)展所需更多站點(diǎn)監(jiān)控的可兼容性。不僅需要可以靈活地增加或者減少單臺(tái)傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備，而且需考慮到對(duì)采用同類型不同品牌傳輸設(shè)備的兼容。

三、傳輸電源管理分析

（一）典型傳輸電源供電方式

目前地鐵通信的傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備多采用雙電源板卡的形式進(jìn)行供電，采用 1：1 保護(hù)機(jī)制，當(dāng)其中一塊電源板故障時(shí)，另外一個(gè)傳輸板卡會(huì)完全承擔(dān)該節(jié)點(diǎn)的所有供電。兩種傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備均采用上述供電方式進(jìn)行供電。

（二）傳輸系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)的缺陷

①對(duì)傳輸電源附屬設(shè)備無(wú)遠(yuǎn)程監(jiān)控措施。若電源轉(zhuǎn)換模塊出現(xiàn)故障，維修人員即不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能造成全站傳輸系統(tǒng)掉電，擴(kuò)大影響范圍。

②傳輸電源板卡從單路電源取電。雖然目前傳輸設(shè)備節(jié)點(diǎn)均配有兩塊電源板卡，但設(shè)計(jì)均從配電柜一路空開取電，如果配電柜輸入電源或空開故障，傳輸電源板均無(wú)法供電，造成整個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)掉電。所以在電源板卡接電設(shè)計(jì)時(shí)，雙路電源可以采取不同 UPS 供電，甚至在 UPS 上游從不同路電源輸入取電，以保證傳輸系統(tǒng)供電的魯棒性。

③對(duì)傳輸電源板卡監(jiān)控的不全面。目前傳輸電源板卡在掉電時(shí)，網(wǎng)管才會(huì)顯示告警信息，無(wú)法監(jiān)控到板卡瞬時(shí)失電、電壓不穩(wěn)定等狀態(tài)。在網(wǎng)管設(shè)計(jì)時(shí)，如果可以對(duì)電源板卡的輸出電壓狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并自動(dòng)記錄電壓曲線，維修人員就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電源板卡的故障隱患，及時(shí)更換老化的電源板卡。

四、地鐵傳輸設(shè)備案例分析

（一）傳輸系統(tǒng)帶寬資源缺乏

某線傳輸帶寬設(shè)計(jì)為2.5G，采取雙纖雙向復(fù)用段保護(hù)模式組網(wǎng)。既有業(yè)務(wù)配置大多采用環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)配置形式，大程度地節(jié)約了傳輸帶寬。但是，一方面，在線網(wǎng)建設(shè)時(shí)期業(yè)務(wù)配置時(shí)，編號(hào)在前的VC配置了低帶寬業(yè)務(wù)，多個(gè)站點(diǎn)編號(hào)在前的VC的低階時(shí)隙未完全占用，編號(hào)在后的VC配置了高帶寬業(yè)務(wù)。該配置方式導(dǎo)致新增業(yè)務(wù)時(shí)，較難找到空閑時(shí)隙進(jìn)行業(yè)務(wù)穿通配置;另一方面，由于某線傳輸組網(wǎng)采用三環(huán)組網(wǎng)，兩個(gè)控制中心節(jié)點(diǎn)之間僅通過(guò)一塊光板相連。在配置以太環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)，控制中心節(jié)點(diǎn)的光板會(huì)多次與本節(jié)點(diǎn)相鄰的光板作穿通配置，導(dǎo)致光板的時(shí)隙多次重復(fù)使用，造成了時(shí)隙的匱乏，不利于新增業(yè)務(wù)的配置。

針對(duì)以上問(wèn)題，可采取以下解決措施：①對(duì)傳輸業(yè)務(wù)進(jìn)行重新規(guī)劃配置，依次按照編號(hào)規(guī)劃各類業(yè)務(wù)帶寬，并充分利用低階 VC 的空閑時(shí)隙，同時(shí)刪除不必要的時(shí)隙穿通和端口配置;②在兩個(gè)控制中心節(jié)點(diǎn)各新增一塊光板，將同一光板的時(shí)隙配置分?jǐn)偟叫略龉獍迳?，從而騰出更多的空閑時(shí)隙作新增業(yè)務(wù)的配置。③將控制中心相鄰站點(diǎn)配置雙光板，并增加一條控制中心節(jié)點(diǎn)與車站相鄰節(jié)點(diǎn)所連接的光路，從而增加可適用的時(shí)隙，避免因控制中心時(shí)隙的局限性導(dǎo)致整個(gè)環(huán)網(wǎng)帶寬的浪費(fèi)，提高帶寬的可拓展性和帶寬利用率。

（二）傳輸設(shè)備單電源輸入

基于成本考慮，在初期建設(shè)時(shí)都是采用輸設(shè)備電源板卡供電方式為UPS 單路電源輸入。如果單路輸入電源中斷，將導(dǎo)致整個(gè)控制中心或單站傳輸系統(tǒng)掉電，影響面較大，如果節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)突然掉電，可能會(huì)造成關(guān)鍵板卡損壞，上電后節(jié)點(diǎn)無(wú)法啟動(dòng)，降低傳輸系統(tǒng)的使用壽命。針對(duì)該問(wèn)題，首先考慮對(duì)控制中心傳輸設(shè)備進(jìn)行雙電源改造。雙節(jié)點(diǎn)采用雙電源板交叉取電的方式，降低了因單路配電箱輸出空開故障導(dǎo)致整個(gè)節(jié)點(diǎn)掉電的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對(duì)整流電源模塊新增蓄電池供電方式。

對(duì)于車站傳輸節(jié)點(diǎn)，可考慮加裝傳輸整流電源模塊，該電源輸入從其他系統(tǒng) DB 柜空開處取電，并將一路傳輸電源板卡與該整流電源模塊相接，另一路傳輸電源板卡仍然接入既有傳輸整流電源模塊。改造后車站節(jié)點(diǎn)兩路電源板卡即從不同 UPS 的輸出取電，即使一路 UPS 主機(jī)故障無(wú)輸出時(shí)，仍可以保證另一路傳輸電源板卡正常供電，傳輸節(jié)點(diǎn)不會(huì)掉電。

（三）傳輸系統(tǒng)電源附屬設(shè)備無(wú)遠(yuǎn)程監(jiān)控

某傳輸系統(tǒng)設(shè)備因需要 -48V 電源輸入，配置 APC 整流電源模塊，而該電源模塊無(wú)遠(yuǎn)程監(jiān)控，因此無(wú)法及時(shí)監(jiān)控到該整流模塊的輸出電壓信息，得知該模塊的運(yùn)行情況。基于以上情況，可考慮對(duì)該整流電源重新配置 IP 地址后，接入既有交換機(jī)，建立傳輸通道接入傳輸網(wǎng)絡(luò)，并在控制中心交換機(jī)接筆記本電腦，通過(guò)讀取車站電源整流模塊的 IP 地址，進(jìn)入該整流模塊的監(jiān)控軟件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車站傳輸電源整流模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上文分析得知，傳輸帶寬設(shè)計(jì)規(guī)劃的探討、傳輸電源管理等方面的對(duì)通信傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定、可延續(xù)性有著直接影響。結(jié)合案例分析，提出了通信傳輸系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決措施，如通過(guò)增加板卡提高帶寬可用性、傳輸雙電源改造等等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，延長(zhǎng)通信傳輸系統(tǒng)生命周期，并提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可持續(xù)性，進(jìn)一步降低運(yùn)維成本。

（作者單位：深圳地鐵集團(tuán)有限公司）