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西安地鐵專用通信傳輸系統(tǒng)業(yè)務保護模式

2013-04-29 00:44:03呂健
無線互聯(lián)科技 2013年7期
關(guān)鍵詞:保護模式網(wǎng)元以太網(wǎng)

呂健

摘 要:介紹了西安地鐵2號線傳輸系統(tǒng)的業(yè)務保護方式,分析了各種保護模式的特點。

關(guān)鍵詞:地鐵;傳輸系統(tǒng);保護模式

西安地鐵2號線通信傳輸系統(tǒng)承載著運營設備及管理信息傳送,是地鐵通信系統(tǒng)最為重要的組成部分。完善的傳輸系統(tǒng)業(yè)務保護模式,對地鐵的運營管理至關(guān)重要,本文主要對西安地鐵2號線傳輸系統(tǒng)的保護模式進行介紹。

1 西安地鐵傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

西安地鐵2號線傳輸系統(tǒng)由MSTP(基于SDH的多業(yè)務傳送節(jié)點)骨干傳輸設備、PCM(脈沖編碼調(diào)制)接入網(wǎng)設備和網(wǎng)絡管理設備組成,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

西安地鐵2號線采用MSTP的傳輸技術(shù)體制來構(gòu)建光傳輸系統(tǒng)。全線共25個節(jié)點,以運營中心為核心,分別組成二個相交環(huán)。

其中運營中心—綜合維修樓—車輛段—北客站—北苑—運動公園—行政中心—鳳城五路—市圖書館—大明宮西—龍首原—安運路—北大街13個站點組成第一個環(huán);運營中心—停車場—韋曲南—航天城—鳳棲原—三爻—會展中心—緯一街—小寨—體育場-南稍門-永寧門-鐘樓13個站點組成第二個環(huán);兩個環(huán)網(wǎng)均以傳輸速率為2.5Gbit/s的四纖復用段保護環(huán)方式工作,具有抗單點失效的自愈保護功能。

各站的MSTP光傳輸設備通過2M接口與PCM設備相連,實現(xiàn)本工程的點對點型RS422數(shù)據(jù);點對點型2/4W;點對點型FXO/FXS等業(yè)務的接入。系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是將局端的窄帶業(yè)務(EM/RS422/FXO/FXS)按照標書要求的數(shù)量進行調(diào)制編碼,將這些業(yè)務集中編碼為標準的2M,在MSTP傳輸網(wǎng)絡上進行長距離傳輸并在2M層面上進行組網(wǎng),在遠端站點進行解碼后將遠端站點所需要的業(yè)務下落。

光傳輸系統(tǒng)提供2Mbit/s數(shù)字中繼接口滿足公務電話系統(tǒng)的傳輸通道需求,提供2/4線音頻接口、2Mbit/s數(shù)字中繼接口滿足專用電話系統(tǒng)和專用無線通信系統(tǒng)的傳輸通道需求,提供RS422低速數(shù)據(jù)接口以點對點應用方式滿足無線及時鐘系統(tǒng)的傳輸通道需求,提供以太網(wǎng)數(shù)字接口(10M/100M口)滿足無線、廣播、電源、網(wǎng)管、信號、PIS、AFC等系統(tǒng)的傳輸通道需求,提供以太網(wǎng)數(shù)字接口(1000M口)滿足電視監(jiān)視系統(tǒng)、ISCS綜合監(jiān)控系統(tǒng)等的傳輸通道需求。

2 西安地鐵傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)保護模式

西安地鐵2號線傳輸系統(tǒng)從設備級保護、網(wǎng)絡級保護、業(yè)務級保護三個層面進行了全面的系統(tǒng)保護,從而確保了傳輸系統(tǒng)通信系統(tǒng)的安全,下面分別介紹保護機制的實現(xiàn)方式。

2.1 設備級保護

設備級保護層面,各站點的光傳輸設備均對重要板件如主控板、交叉時鐘板、電源板等都進行了1+1熱備份配置;傳輸設備支持1+1和1:N(1≤N≤14)這兩種線路保護方式,業(yè)務倒換時間小于50ms,符合ITU-T建議要求。

PCM接入設備硬件保護支持電源、交叉、控制、時鐘1+1熱備份,提高系統(tǒng)可靠性;雙路電源輸入,保證系統(tǒng)外部供電保護。

2.2 網(wǎng)絡級保護

網(wǎng)絡級保護層面,采用四纖雙向復用段保護環(huán)的方式組網(wǎng),進而從網(wǎng)絡級層面保證了傳輸網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定可靠運行。

四纖環(huán)是由4根光纖組成,這4根光纖分別為S1、P1、S2、P2。其中,S1、S2為主纖傳送主用業(yè)務;P1、P2為備纖傳送備用業(yè)務;也就是說P1、P2光纖分別用來在主纖故障時保護S1、S2上的主用業(yè)務。需要注意S1、P1、S2、P2光纖的業(yè)務流向,S1與S2光纖業(yè)務流向相反(一致路由,雙向環(huán)),S1、P1和S2、P2兩對光纖上業(yè)務流向也相反,從圖2(a)可看出S1和P2,S2和P1光纖上業(yè)務流向相同。

在環(huán)網(wǎng)正常時,網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務從S1光纖經(jīng)B網(wǎng)元到網(wǎng)元C,網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務經(jīng)S2光纖經(jīng)網(wǎng)元B到網(wǎng)元A(雙向業(yè)務)。網(wǎng)元A與網(wǎng)元C的額外業(yè)務分別通過P1和P2光纖傳送。網(wǎng)元A和網(wǎng)元C通過收主纖上的業(yè)務互通兩網(wǎng)元之間的主用業(yè)務,通過收備纖上的業(yè)務互通兩網(wǎng)之間的備用業(yè)務,見圖2(a)。

當B—C間光纜段光纖均被切斷后,在故障兩端的網(wǎng)元B、C的光纖S1和P1、S2和P2有一個環(huán)回功能見圖2(b)(故障端點的網(wǎng)元環(huán)回)。這時,網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務沿S1光纖傳到B網(wǎng)元處,在此B網(wǎng)元執(zhí)行環(huán)回功能,將S1光纖上的網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務環(huán)到P1光纖上傳輸,P1光纖上的額外業(yè)務被中斷,經(jīng)網(wǎng)元A、網(wǎng)元D穿通(其它網(wǎng)元執(zhí)行穿通功能)傳到網(wǎng)元C,在網(wǎng)元C處P1光纖上的業(yè)務環(huán)回到S1光纖上(故障端點的網(wǎng)元執(zhí)行環(huán)回功能),網(wǎng)元C通過收主纖S1上的業(yè)務,接收到網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務。

網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務先由網(wǎng)元C將其主用業(yè)務環(huán)到P2光纖上,P2光纖上的額外業(yè)務被中斷,然后沿P2光纖經(jīng)過網(wǎng)元D、網(wǎng)元A的穿通傳到網(wǎng)元B,在網(wǎng)元B處執(zhí)行環(huán)回功能將P2光纖上的網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務環(huán)回到S2光纖上,再由S2光纖傳回到網(wǎng)元A,由網(wǎng)元A下主纖S2上的業(yè)務。通過這種環(huán)回,穿通方式完成了業(yè)務的復用段保護,使網(wǎng)絡自愈。

保護倒換完成時間小于50ms,完成倒換動作后應向網(wǎng)絡管理設備報告倒換事件。

2.3 業(yè)務級保護

業(yè)務級保護層面,需要針對語音、低速數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)、視頻等不同業(yè)務進行不同的保護。

1)對語音和低速數(shù)據(jù)的業(yè)務級保護

本工程對語音、低速數(shù)據(jù)(RS422、2/4線音頻等)等窄帶業(yè)務的保護分為三個層次。

設備級保護:對系統(tǒng)設備關(guān)鍵單元冗余熱備份的設備級保護。

網(wǎng)絡級保護:采用了光傳輸層的保護,如MSP(復用段保護)、SNCP(子網(wǎng)連接保護),確保在單點失效情況下業(yè)務的快速保護倒換和不中斷,并且業(yè)務毫無感知,充分保證業(yè)務傳輸質(zhì)量。

業(yè)務級保護:對語音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務在傳輸系統(tǒng)中固定分配傳輸通道,提供端到端的永久直達電路,不存在數(shù)據(jù)丟失、帶寬擁擠、信號失真等情況,時時刻刻充分確保語音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務對時延、抖動、誤碼率等指標有最嚴格要求的實時性業(yè)務的優(yōu)質(zhì)傳送,從而可確保地鐵系統(tǒng)的公務電話、調(diào)度電話、時間定時信號、控制信號、中繼信號等的優(yōu)質(zhì)可靠安全的傳送。

2)對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務和視頻的業(yè)務級保護

傳輸系統(tǒng)對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)(如無線、廣播、電源網(wǎng)管、信號、AFC、PIS等)和視頻(CCTV、ISCS等)等寬帶業(yè)務進行了完備的保護考慮和設計。

設備級保護:對系統(tǒng)設備關(guān)鍵單元冗余熱備份的設備級保護。

網(wǎng)絡級保護:采用了兩種保護方式,一種是網(wǎng)絡路徑上的保護,采用備份路由的方式,對占傳輸網(wǎng)絡帶寬資源的信號數(shù)據(jù)業(yè)務和ISCS業(yè)務進行了1主1備雙路由的配置,主備路徑配置不同的插板;另外一種是復用段保護。

內(nèi)嵌RPR保護:內(nèi)嵌RPR的MSTP方案在幀結(jié)構(gòu)與光接口上仍然采用SDH的標準,在用戶側(cè)提供以太網(wǎng)接口FE/GE,通過以太網(wǎng)業(yè)務處理后(包括透傳、二層、L2VPN等功能處理)適配到RPR MAC,利用RPR核心技術(shù)處理多級CoS、拓樸發(fā)現(xiàn)、環(huán)保護、公平算法和OAM管理等項功能,并通過GFP/LAPS等封裝協(xié)議將RPR MAC數(shù)據(jù)映射到SDH的VC通道中,還可使用虛級聯(lián)和LCAS協(xié)議提供多路徑傳輸、帶寬動態(tài)調(diào)整保護和靈活的帶寬擴展,對SDH設備的無縫兼容并擁有SDH的電信級可靠性,還可將SDH固有的多種保護機制和RPR保護機制結(jié)合一起構(gòu)成業(yè)務的雙重保護機制,當SDH保護失敗時,才啟動RPR保護,大大提高了業(yè)務保護的可靠性。

因此以太網(wǎng)數(shù)據(jù)和視頻作為RPR業(yè)務受到較多層次的保護,主要有:

⑴Wrapping、Steering和Wrapping+Steering三種保護方式;⑵生成樹和LCAS等功能的保護;⑶光傳輸層的保護,如MSP、SNCP;⑷網(wǎng)絡路徑上的主備用路由保護;⑸設備級的關(guān)鍵單元冗余熱備份保護。

內(nèi)嵌RPR單板是在SDH設備上提供的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)處理的單板,可以實現(xiàn)多路快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的接入;支持以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的二層交換、用戶隔離、流分類、數(shù)據(jù)流量控制、VLAN的管理、優(yōu)先級配置(CLASSA/B/C)和映射等數(shù)據(jù)特性功能;采用RPR技術(shù)實現(xiàn)空間重用、公平訪問、智能保護倒換(<50ms)、路徑優(yōu)化等環(huán)網(wǎng)功能;RPR單板同時支持MPLS技術(shù),并可基于LSP ID區(qū)分業(yè)務等級,提供基于MPLS的差分服務,從而提供端到端的業(yè)務QoS保證;并且內(nèi)嵌RPR環(huán)帶寬可調(diào),可根據(jù)業(yè)務容量的增長靈活配置帶寬,使得業(yè)務具有很強的可擴展性,支持系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

傳輸系統(tǒng)的內(nèi)嵌RPR的MSTP方案在業(yè)務處理速度、擴展性、CoS、保護倒換時間、帶寬利用率、抑制廣播風暴、拓撲自動發(fā)現(xiàn)等多方面都具有很強的優(yōu)勢,特別是具有了環(huán)路帶寬的公平分配機制,克服了生成樹(STP)的固有缺陷,內(nèi)嵌RPR作為MSTP的補充正成為MSTP技術(shù)的新亮點。

3 結(jié)語

在充分滿足運營要求的前提下,完善西安地鐵2號線專用通信傳輸系統(tǒng)的業(yè)務保護功能,能有效的提高西安地鐵運營管理效率。隨著傳輸系統(tǒng)新技術(shù)的不斷應用,傳輸系統(tǒng)的保護模式必定會有更大的進步,這將是未來工程建設中值得關(guān)注的課題。

[參考文獻]

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