田冰

摘 要：傳輸系統(tǒng)作為地鐵通信系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)著地鐵日常運(yùn)營(yíng)所需的各類語音、數(shù)據(jù)信息的傳送，因此傳輸系統(tǒng)的建設(shè)水平將直接決定地鐵各系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)水平。地鐵系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，各系統(tǒng)所需傳送的數(shù)據(jù)類型不同，因此傳輸系統(tǒng)技術(shù)選型需要結(jié)合地鐵各系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和功能定位。本文對(duì)目前地鐵內(nèi)各類業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)適用于地鐵的傳輸技術(shù)選型問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：地鐵；傳輸系統(tǒng)；MSTP

中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 地鐵通信技術(shù)特點(diǎn)

目前地鐵內(nèi)部對(duì)傳輸系統(tǒng)有數(shù)據(jù)傳送需求的系統(tǒng)主要包括公務(wù)電話、專用電話、視頻監(jiān)視、廣播、時(shí)鐘、無線通信、乘客信息顯示系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，上述各系統(tǒng)的方案直接決定了傳輸系統(tǒng)技術(shù)配置。

公務(wù)電話系統(tǒng)較多采用的是程控交換或軟交換方案，程控交換基于TDM技術(shù)，接入局與匯接局采用E1鏈路接入，軟交換方案基于分組交換技術(shù)，接入局與匯接局采用以太網(wǎng)接入。

專用電話較多采用的是電路交換技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)方式有以下兩種：（1）車站調(diào)度分機(jī)通過傳輸配置的PCM通道接入調(diào)度交換機(jī)；（2）車站設(shè)置交換機(jī)作為站級(jí)專用電話匯接，匯接后通過E1鏈路接入中心主交換機(jī)。軟交換也可用于承載專用電話，但目前應(yīng)用較少。

視頻監(jiān)視系統(tǒng)多采用數(shù)字視頻方案，目前地鐵視頻監(jiān)視已由標(biāo)清向高清甚至超高清發(fā)展，而視頻的應(yīng)用需求已不再局限于調(diào)看，通過對(duì)視頻大數(shù)據(jù)的抓取進(jìn)而分析比對(duì)，實(shí)現(xiàn)事前預(yù)警、事后取證的效果，隨之而來的是視頻圖像傳送對(duì)傳輸帶寬的大量需求。

廣播、時(shí)鐘對(duì)傳輸?shù)男枨罂煞譃閮深悾M廣播及RS-422格式時(shí)鐘需要通過低速率通道接入，傳輸需提供PCM低速率接入方案；數(shù)字廣播及NTP時(shí)鐘均采用數(shù)字化信號(hào)，通過以太網(wǎng)接入。

無線通信目前多采用TETRA或LTE方案，對(duì)于TETRA需要傳輸提供E1鏈路，但近些年TETRA接入鏈路也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)IP化；LTE需要傳輸提供以太網(wǎng)接入通道，且對(duì)時(shí)間同步有較高要求。

乘客信息顯示系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)傳輸?shù)男枨蟠笾孪嗤?，需要傳輸提供以太網(wǎng)接入。

通過上述地鐵業(yè)務(wù)對(duì)傳輸所提供的通道類型分析，目前地鐵傳輸系統(tǒng)承載的業(yè)務(wù)類型主要包括TDM業(yè)務(wù)和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，TDM業(yè)務(wù)主要為話音業(yè)務(wù)，如公務(wù)電話、專用電話、TETRA無線通信等，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)主要為視頻監(jiān)視、乘客信息顯示系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。

2 地鐵通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)

目前適用于地鐵的傳輸技術(shù)包括MSTP、增強(qiáng)型MSTP、分組增強(qiáng)型光傳送網(wǎng)、光傳送網(wǎng)（OTN），下面將結(jié)合地鐵應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)上述各類傳輸技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2.1 MSTP

SDH（數(shù)字同步體系）在TDM領(lǐng)域應(yīng)用成熟且可靠，但是對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，由于將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)封裝、適配在SDH幀結(jié)構(gòu)中較困難且傳送效率較低，因此對(duì)數(shù)據(jù)傳送的支持能力較弱。

MSTP是基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)，在繼承SDH網(wǎng)絡(luò)倒換性能、對(duì)TDM業(yè)務(wù)支持的基礎(chǔ)上，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)ATM、以太網(wǎng)、IP等業(yè)務(wù)的綜合接入和處理。MSTP設(shè)備將傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)元進(jìn)行高度集成優(yōu)化，將ADM、DXC、TM等進(jìn)行組合。對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，MSTP支持PPP、LAPS、GFP封裝，并支持以太網(wǎng)透?jìng)鳌⒍咏粨Q和以太環(huán)網(wǎng)等功能。在網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方面，支持MSP復(fù)用段保護(hù)、SNCP子網(wǎng)連接保護(hù)、STP/RSTP保護(hù)、RPR環(huán)網(wǎng)保護(hù)等。

基于MSTP對(duì)TDM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)均有良好的支持，目前地鐵傳輸系統(tǒng)較多使用MSTP方案。

2.2 增強(qiáng)型MSTP

MSTP對(duì)TDM和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)均有較好的支持，但是由于MSTP是基于SDH的一種衍生技術(shù)，對(duì)于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)而言無論采用何種封裝方式均需映射至SDH幀結(jié)構(gòu)中，而SDH為了提高可靠性，在STM-N幀結(jié)構(gòu)中增加了大量OAM開銷，造成傳輸效率低下，因此MSTP并非是最經(jīng)濟(jì)高效的以太網(wǎng)承載方式。

PTN（分組傳送網(wǎng)）是基于分組交換的光傳送技術(shù)，相較SDH而言，為IP業(yè)務(wù)提供了更加匹配的柔性管道。但是對(duì)于TDM業(yè)務(wù)而言，PTN只能通過電路仿真來實(shí)現(xiàn)，因此在時(shí)延和抖動(dòng)方面表現(xiàn)并不如SDH好，同時(shí)受TDM封裝方式影響其穩(wěn)定性較差，需要單獨(dú)配置保護(hù)方案。

增強(qiáng)型MSTP是基于MSTP和PTN的雙平面?zhèn)鬏敿夹g(shù)，吸取了MSTP和PTN的各類優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)支持ATM業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、TDM業(yè)務(wù)。增強(qiáng)型MSTP通過SDH平面承載TDM業(yè)務(wù)，保留了MSTP的高可靠性、安全性；通過MSLS-TP平面以最高效的方式承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。在環(huán)網(wǎng)保護(hù)方面也保留了MSTP與PTN的保護(hù)特性，支持MSP復(fù)用段保護(hù)、SNCP子網(wǎng)連接保護(hù)、MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護(hù)，對(duì)于不同的平面采用不同的保護(hù)方式，極大地提高了多種不同類型數(shù)據(jù)在傳送過程中的穩(wěn)定性。

隨著地鐵各類業(yè)務(wù)數(shù)字化推進(jìn)，尤其是公務(wù)電話使用軟交換，無線通信使用LTE后，地鐵內(nèi)部?jī)H存少量TDM業(yè)務(wù)，分組業(yè)務(wù)達(dá)到90%以上，在此情況下采用增強(qiáng)型MSTP方案可極大地提高傳輸效率和投資利用率。

2.3 分組增強(qiáng)型光傳送網(wǎng)

近年來地鐵各類業(yè)務(wù)對(duì)傳輸帶寬需求越來越大，尤其是采用綜合承載云平臺(tái)及視頻集中存儲(chǔ)方案后，單站對(duì)傳輸帶寬需達(dá)到1Gb/s～2Gb/s，單環(huán)帶寬可達(dá)到20Gb/s甚至更高。為解決對(duì)傳輸大帶寬的需求，在增強(qiáng)型MSTP的基礎(chǔ)上引入了ODU交叉、OCh交叉，通過OTN電交叉及波分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶寬的提升。

OTN電交叉是以O(shè)DUk的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行映射、復(fù)用、交叉，通過將SDH、以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)幀適配到ODUk（k=0、1、2、3、4）進(jìn)行封裝、映射、復(fù)用，支持分組交換、VC交叉、ODUk交叉、OCh交叉等功能。按照ODUk幀結(jié)構(gòu)的組成方式，ODU4顆?？蛇_(dá)到100Gb/s，即在不引入光波調(diào)度的情況下，通過對(duì)SDH、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的ODU4封裝，單波即可達(dá)到100Gb/s帶寬。

在環(huán)網(wǎng)保護(hù)方面，分組增強(qiáng)型光傳送網(wǎng)保留了增強(qiáng)型MSTP的各種環(huán)網(wǎng)保護(hù)功能，支持MPLS-TP的線型保護(hù)及環(huán)網(wǎng)保護(hù)、以太環(huán)網(wǎng)保護(hù)、MSP復(fù)用段保護(hù)、SNCP保護(hù)。

分組增強(qiáng)型光傳送網(wǎng)適用于線路側(cè)有大帶寬需求，同時(shí)又要滿足TDM業(yè)務(wù)接入需求的應(yīng)用場(chǎng)景。

2.4 光傳送網(wǎng)（OTN）

結(jié)合目前地鐵各系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，以往較多使用TDM業(yè)務(wù)的如公務(wù)電話、專用電話、無線通信均向分組業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變，基于SDH的VC交叉應(yīng)用越來越少，且難以支持顆粒較大的分組業(yè)務(wù)。

OTN 集合了SDH與DWM的諸多特點(diǎn)，采用ODUk（k=0、1、2、3、4）幀結(jié)構(gòu)，可映射SDH、以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)，通過幀結(jié)構(gòu)的復(fù)用、映射，單波可達(dá)到100Gb/s，通過DWM技術(shù)及OCh交叉實(shí)現(xiàn)密集波分復(fù)用，復(fù)用后傳輸帶寬可達(dá)到800Gb/s甚至更高。在環(huán)網(wǎng)保護(hù)方面可采用OCh保護(hù)、SNCP保護(hù)。

OTN方案更適用于占據(jù)超大流量的線網(wǎng)級(jí)骨干網(wǎng)搭建，而對(duì)于線路側(cè)采用OTN方案其經(jīng)濟(jì)效益及利用率并不高。

結(jié)語

本文對(duì)目前地鐵傳輸所承載的業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分析，對(duì)適用于地鐵不同場(chǎng)景下的傳輸方案進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹并提出方案選擇的建議。在實(shí)際應(yīng)用中，地鐵傳輸系統(tǒng)的技術(shù)選型需要結(jié)合所承載的業(yè)務(wù)類型及功能定位綜合分析，選擇高效、經(jīng)濟(jì)、合理的技術(shù)方案。

參考文獻(xiàn)

[1]周海峰.地鐵通信傳輸系統(tǒng)技術(shù)的選擇[J].中外企業(yè)家，2013（35）：215.

[2]陳松.地鐵通信傳輸系統(tǒng)的技術(shù)與選擇方案探討[J].信息通信，2016（12）：252-253.

[3]胡慶武.地鐵通信傳輸系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與研究[J].通信電源技術(shù)，2015（1）：104.

[4]YD/T 1990—2009，光傳送網(wǎng)（OTN）網(wǎng)絡(luò)總體技術(shù)要求[S].

[5]YD/T 2484—2013，分組增強(qiáng)型光傳送網(wǎng)（OTN）設(shè)備技術(shù)要求[S].