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摘要：网络信息技术的迅速发展，使得通信网络的结构更为优化和完善，并且它的电路交换模式也逐渐呈现出宽带化、IP化以及业务多元化等的特点，通过PTN技术与MSTP通信传输网络的相结合，可以大大满足当前通信网络的要求，为将来通信网络发展升级提供必要的技术条件，本文论述了MSTP+PTN技术在武汉地铁通信网络中的应用。
关键词：MSTP；PTN；地铁通信；应用
引言
结合武汉地铁目前的状况和PTN、MSTP技术的可行性分析，本文引入MSTP+PTN技术后，应用于武汉地铁通信网中。同时本文探讨对PTN技术的发展、升级及应用推广有一定的应用价值。武汉地铁的传输系统是典型的多元化业务传输平台，现建成的武汉地铁11号线一期工程的传输系统采用的是MSTP+PTN技术。
一．系统概述
1.1 武汉地铁11号线一期工程概况
武汉市轨道交通11号线工程连接蔡甸、汉阳四新、武昌火车站、鲁巷副中心，沟通西部和东南两大新城组团。
11号线一期工程设置光谷火车站，湖口站、光谷同济医院站、生物园站、光谷四路站、光谷五路站、光谷六路站、澥路站、光谷七路站、长岭山站、未来一路站、未来三路站、左岭站共13个站点。主变电站设在未来三路西侧。在光谷火车站附近设独立的线网控制指挥中心。车辆段设在绕城高速以东、高新大道以北的长岭山。
1.2 传输系统
武汉地铁11号线通信系统包括：传输、无线通信、公务电话、专用电话、时钟（CLK）、视频监视（CCTV）、广播（PA）、信息网络、电源系统及接地、集中告警等10个子系统。传输系统作为武汉轨道交通11号线一期、二期、光谷综合体工程专用通信系统的基础网络，是城市轨道交通通信系统的重要子系统，它将为其它通信子系统和列车自动监控（ATS）、自动售检票（AFC）、综合监控等专业提供可靠的、冗余的、可重构的、灵活的通道，并将成为保证城市轨道交通运行所必须信息的传输媒体。
1.2.1 MSTP多业务传送平台
MSTP（Multi-Service Transport Platform）称为多业务传送平台，承载的业务类型包括TDM业务、IP数据业务、视频、各种虚拟专线业务等。目前MSTP囊括 PDH、SDH、POS、以太网、ATM、RPR 等技术于一体，它可通过多业务汇聚方式实现业务的综合传送，通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理，适应多业务和多种技术相融合的应用场合。
1.2.2 PTN分组传送网
PTN（分组传送网，Packet Transport Network）是一种光传送网络架构，PTN 在 IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面。它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本（TCO），同时秉承光传输的传统优势，包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的 OAM 和网管、可扩展、较高的安全性等。
二、传输系统应用方案
武汉地铁11号线传输系统中承载的业务主要包括TDM和IP数据两类，随着计算机网络技术的发展，传统的TDM业务逐渐被IP数据业务替代，地铁通信网络正向IP化发展，业务类的IP化对宽带有更高的要求，MSTP在轨道交通中一般结合 SDH、OTN 等传输网络使用，更多的应用于既有轨道交通线路传输系统环网带宽较小，不能满足 IP数据业务发展需求而独立组建IP数据网络的情况。为考虑以后IP业务更好的发展，武汉地铁的传输系统采用了MSTP结合PTN技术的组网，既保证了传统的业务需求，又支持多业务多元化的IP业务接入，并具备现网的平滑升级能力（升级到PONT），为将来的系统升级节省投资。
2.1系统组网及配置
在控制中心新设一套10GE PTN设备和一套622M MSTP设备，在车站、车辆段及停车场分别新设一套10GE PTN设备和一套622M MSTP设备，组成以控制中心为切点的MSTP两个环路和PTN两个环路。
如下图所示：
另外，控制中心MSTP和PTN设备已预留3个环的接入条件，为将来的接入提供条件。
设备配置：622M MSTP设备采用中兴通讯的ZXMP S385设备，10GE PTN设备采用中兴通讯的ZXCTN 6500-8设备。
ZXCTN 6500设备特点：是基于分组和光融合型（POTN）设备——支持任意比例Packet和CBR业务混合传送。可实现从现网PTN设备平滑升级到POTN/100G的设备——现网的平滑升级能力，为客户极大的节省投资。300mm深、大容量——接入容量最高可达6.4T，线路侧可提供单纤400G容量，持续满足大带宽、大数据需求。简化多层网络架构——节省建网成本/机房空间/能源，简化运维。支持向SDN平滑演进能力——实现网络智能化、虚拟化，业务快速开通。
2.2 组网方案特点及功能
本方案采用MSTP+PTN方案，各设备相互独立，安全性高，既满足了传统业务的接入，又实现了多元化多业务的IP接入需求。并且ZXCTN 6500是基于统一分组交换平台的PTN设备，能够平滑地升级到POTN（分组光融合传送网），为将来系统升级提供良好的基础条件。POTN 主要定位在汇聚和核心层，基于统一分组交换平台，使得分组功能（P）和光功能（O）能够进行任意比例的组合。POTN需要提供MPLS -TP 分组业务与OTN管道之间的适配功能；通过统一分组交换内核，提高分组业务到ODUk的汇聚能力。要提供MPLS -TP 分组业务与OTN管道之间的适配功能；通过统一分组交换内核，提高分组业务到ODUk的汇聚能力。
2.2.1保护功能
MSTP层面：
（1）完善的设备级保护：
双总线结构体制——在硬件上采用冗余设计，对业务总线、开销总线、时钟总线采用双总线的结构体系，大大提高了系统的可靠性和稳定性；
重要单板保护——交叉时钟板、主控板均采用1+1热备份，实现系统核心单板的备份，提高了系统的安全系数；
TPS保护——支持E1、E3/T3、STM-1e、FE等电支路板1：N保护；
电源保护——实现机柜外电源保护、单板电源保护和子架电源接入保护等多种保护方式。
（2）完善的网络级保护：
ZXMP S385能够实现ITU-T所建议的组网特性，保护方式包括：1+1链路复用段保护、支持链路1：N保护（N=14）、单向通道保护环、二纤双向复用段保护环、四纤双向复用段保护环功能、双节点互连保护（DNI）、子网连接保护（SNCP）、逻辑子网保护（LSNP），同时还支持Ethernet和IP的路由重构，符合IEEE802.3E的要求。
PTN层面：
网络级保护：支持LSP/PW 1+1/1：1保护、环网保护（含共享环）、双环双节点保护、双归保护、基于SD检测保护、FRR保护、VRRP保护、LMSP保护、LAG保护、ODUk1+1保护等
设备级保护：支持主控、交换、电源1+1保护、E1 TPS保护等。
2.2.2自愈功能
本方案MSTP层面采用采用二纤通道环保护方式，PTN层面采用环网保护方式。
二纤单向通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环；一个为备环。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的倒换功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务并发到主环、备环上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板从主环下支路的业务。
二纤单向通道保护环的优点是倒换速度快（中兴通讯设备倒换时间≤15 ms）。由于上环业务是并发选收，所以通道业务的保护实际上是1+1保护。业务流向简捷明了，便于配置维护。
PTN环网保护，能够节省光纤以及相关网络资源，并且满足传送网严格的保护时间要求，在50ms之类完成保护倒换动作，ZXCTN 6500支持Wrapping环网和共享环网保护技术。
Wrapping 保护：当网络上节点检测到网络失效，故障侧相邻节点通过APS 协议向相邻节点发出倒换请求。当某个节点检测到失效或接收到倒换请求，转发至失效节点的普通业务将被倒换至另一个方向（远离失效节点）。当网络失效或APS 协议请求消失，业务将返回至原来路径。
共享通道的环网保护：共享通道的环网保护方案采用LSP嵌套，使所有在同一个节点出环的业务共享同一个环形工作/保护隧道，可提高大规模业务部署时的保护切换效率，简化配置。
2.2.4多业务功能
ZXMP S385设备能够提供的数据业务接口有：155MATM光接口、10M/100M和1000M以太网接口、SAN业务接口，满足数据业务的需要。对于以太网业务，又有EOS、RPR和MPLS等多种承载方式。
ZXCTN 6500 可提供TDM E1/ch.STM-1/ch.STM-4、CEP STM-1/4、STM-16/64（CBR）、FE（O/E）、GE（O/E）、10GE、40GE、100GE、OTU4（PIC）接口，满足多业务承载要求。
三、结束语
MSTP与PTN技术的相结合，既可以实现传统的TDM业务接入，又可以实现多元化多业务IP业务的接入，更可以平滑升级到POTN，实现更高要求的汇聚和核心层接入功能，实现更高带宽要求的多元化多业务的IP化发展需求，为将来轨道交通的发展提供广阔的应用平台。
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[4]宋优才.PTN分组传输网在轨道交通中的应用探讨[J].地下工程与隧道，2010（04）
论文作者:包文通
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/1
标签：业务论文; 武汉论文; 设备论文; 保护环论文; 光谷论文; 地铁论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第27期论文;