增強(qiáng)型MSTP在高速公路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉佳

【摘 要】近年來，伴隨著我國高速公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，通信技術(shù)在高速公路信息系統(tǒng)中得到充分的發(fā)展和應(yīng)用。高清監(jiān)控圖像、高清視頻會議、ETC收費等應(yīng)用迅速在全國高速公路上廣泛推行。新技術(shù)在給高速公路帶來獲益的同時，通信系統(tǒng)也面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文在分析高速公路網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，簡要介紹了增強(qiáng)型MSTP解決方案，重點探討了增強(qiáng)型MSTP的優(yōu)勢和在高速公路的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】增強(qiáng)型MSTP 高速公路 ASON 軟硬管道

1 高速公路通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

當(dāng)前，全國高速公路通信網(wǎng)絡(luò)已建成，并實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)構(gòu)成高速公路三大信息系統(tǒng)，各類業(yè)務(wù)流向從下至上，呈金字塔狀。隨著高速公路的日漸成熟和業(yè)務(wù)量的逐步增加，通信系統(tǒng)也面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，斷纖概率上升。高速公路主干線通信網(wǎng)絡(luò)由初建時的星型結(jié)構(gòu)逐漸演變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)組成更加復(fù)雜，對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性提出了更高的要求。同時，在高速公路運營過程中出現(xiàn)的工程施工、地質(zhì)災(zāi)害、光纖老化等事故，也頻繁造成通信光纜的中斷，影響路段數(shù)據(jù)及圖像的正常傳輸。（2）高清監(jiān)控增加，帶寬需求激增。為了提高高速公路的管理和服務(wù)水平，目前部分省市逐步將高速公路原有普通攝像機(jī)更換調(diào)整為高清攝像機(jī)，視頻質(zhì)量從標(biāo)清向高清發(fā)展，數(shù)字化高清視頻成為主流，這就標(biāo)志著占用傳輸帶寬從原來的2M增至4M～8M。早期建設(shè)的高速公路干線傳輸?shù)燃壱堰h(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高清圖像傳輸需求。（3）高速公路信息化，網(wǎng)絡(luò)安全更加重要。全國ETC聯(lián)網(wǎng)、高清視頻會議、公眾出行信息服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析、云數(shù)據(jù)中心等在高速公路中均得到實現(xiàn)與運用。

2 增強(qiáng)型MSTP方案簡介

增強(qiáng)型MSTP（Enhanced Multi-Service Transmission Platform，多業(yè)務(wù)傳送平臺），就是MSTP設(shè)備通過平滑升級的方式增加PTN的特性，其核心是改造現(xiàn)有MSTP設(shè)備的交叉板，在維持TDM特性不變的同時，新交叉板同時集成了PTN設(shè)備交叉板使用的核心芯片，實現(xiàn)了一塊板、兩個核，完成MSTP質(zhì)的飛躍。增強(qiáng)型MSTP基于MSTP成熟技術(shù)，融合ASON、PTN和OTN技術(shù)優(yōu)勢，旨在構(gòu)建高安全、高可靠、大帶寬和易維護(hù)的面向未來的高速公路通信融合網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)4倍帶寬平滑提速，安全可靠性提升至99.999%。增強(qiáng)型多業(yè)務(wù)傳送設(shè)備在滿足YD/T1238-2002中規(guī)定的SDH、ATM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)功能要求外，新增如下功能：（1）支持增強(qiáng)以太網(wǎng)處理功能，包括：OAM、保護(hù)（可選）、QoS。（2）可選支持MPLS-TP層處理功能，包括：分組交換、電路仿真、OAM、保護(hù)、QoS等。（3）提供基于分組的頻率同步（可選）和時間同步（可選）功能。

3 增強(qiáng)型MSTP在高速公路通信系統(tǒng)解決方案優(yōu)勢

3.1 高速公路干線通信網(wǎng)ASON+40G解決方案

（1）ASON技術(shù)的靈活運用。ASON自動光交換網(wǎng)絡(luò)的概念是國際電聯(lián)（ITU）在2000年3月提出的，基本思想是在光傳送網(wǎng)原有的管理平面和傳送平面之上引入控制平面。ASON引入智能動態(tài)控制平面適應(yīng)MESH化復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，通過自動發(fā)現(xiàn)，自動尋路和自動保護(hù)恢復(fù)，可抵抗多次網(wǎng)絡(luò)故障，提升網(wǎng)絡(luò)可靠性和簡化網(wǎng)絡(luò)運維。ASON技術(shù)具有易擴(kuò)展和高可靠的特點。ASON網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)急指揮提供高可靠的通道。災(zāi)難緊急情況下，可利用原有監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)第一時間收集現(xiàn)場，對救援工作的開展起著十分關(guān)鍵的作用。2011年吉林省遭受洪災(zāi)，吉林廣電的ASON網(wǎng)絡(luò)抵抗了11次斷線，業(yè)務(wù)無損。ASON能輕松應(yīng)對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)容即插即用。ASON網(wǎng)絡(luò)可智能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑹o需要規(guī)劃保護(hù)環(huán)；擴(kuò)容時即插即用，無需要業(yè)務(wù)割接，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的不間斷運行；靈活易用完美匹配，適應(yīng)當(dāng)前高速公路快速建設(shè)步伐。（2）ASON大幅減低網(wǎng)絡(luò)運營維護(hù)成本。1）維護(hù)機(jī)制：由原來的5*8h提升至7*24h，實現(xiàn)不間斷維護(hù)。2）業(yè)務(wù)發(fā)放：端到端點擊時業(yè)務(wù)提供，分鐘級。3）網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容：一站式擴(kuò)容向?qū)f(xié)助擴(kuò)容。4）規(guī)劃設(shè)計：規(guī)劃向?qū)Ш喕W(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作量。5）配置管理：智能特性簡化業(yè)務(wù)配置和網(wǎng)絡(luò)管理。（3）40G智能線卡滿足高速公路信息化大寬帶需求。增強(qiáng)型MSTP設(shè)備具有智能10G/40G線路板卡，軟件授權(quán)支持10G/20G/30G到40G的平滑擴(kuò)容，軟硬管道通過ODUk實現(xiàn)物理隔離，實現(xiàn)省單板、省槽位、省光纖和省投資成的目的。

3.2 高速公路路段接入網(wǎng)解決方案

（1）語音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)接入靈活，隔離傳輸。中繼、視頻、收費、辦公、監(jiān)控和語音等各類業(yè)務(wù)實現(xiàn)統(tǒng)一交換，分別通過軟硬管道傳輸。其中，SDH硬管道提供優(yōu)質(zhì)安全傳輸，嚴(yán)格物理隔離，低時延，低抖動，高安全，保障時延、誤碼、抖動等指標(biāo)；軟管道用于統(tǒng)計復(fù)用，邏輯隔離，傳輸效率高，提高傳輸效率，滿足大寬帶業(yè)務(wù)需求。（2）收費系統(tǒng)：三道物理隔離保障高安全。增強(qiáng)型MSTP實現(xiàn)收費系統(tǒng)的端口隔離、鏈路隔離和VC時隙隔離。保證收費數(shù)據(jù)的完整性、保密性和防篡改，收費管理通道與其他業(yè)務(wù)物理隔離，互補(bǔ)干擾，且信號不可竊取。（3）監(jiān)控系統(tǒng)：萬兆軟管道，輕松實現(xiàn)真高清監(jiān)控。分組FE/GE端口全線速轉(zhuǎn)發(fā)，寬帶利用率可達(dá)到100%。增強(qiáng)型MSTP提供10G萬兆寬帶，至少滿足未來3年帶寬的增長速率，并實現(xiàn)當(dāng)心監(jiān)控系統(tǒng)的分級存儲，帶寬提升后可部署容災(zāi)存儲方案。（4）通信系統(tǒng)：高品質(zhì)的語音通話，高體驗的視頻會議。TDM管道提供獨占帶寬，低時延，高QoS保證語音通話質(zhì)量。TDM管理能提供精度更高的誤碼檢測，及時觸發(fā)倒換，保證視頻會議無馬賽克，高體驗：1）TDM：B字節(jié)檢測誤碼，檢測周期為125us，檢測字節(jié)為192000個。2）分組：基于OAM報文檢測，檢測周期為10ms，平均檢測字節(jié)為128個。（5）路段接入網(wǎng)業(yè)務(wù)需求分析。增強(qiáng)型MSTP根據(jù)高速公路業(yè)務(wù)的特性和重要程度，選擇TDM硬管道或分組管道。硬管道主要用于收費數(shù)據(jù)、視頻會議、業(yè)務(wù)電話等高安全要求、低時延的業(yè)務(wù)，軟管道主要用于視頻圖像、辦公自動化等高效率大寬帶傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)。（6）全方位保護(hù)和簡化運維性。全方位保護(hù)：設(shè)備級保護(hù)，提供關(guān)鍵板卡熱備份；SDH保護(hù)，使用高速環(huán)形組網(wǎng)，MSTP保護(hù)達(dá)到50ms電信級別保護(hù)；以太網(wǎng)保護(hù)，滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可靠性要求；分組環(huán)網(wǎng)保護(hù)，50ms內(nèi)倒換，檢測精度高10-6。簡化運維性：基于MPLS-TP標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)優(yōu)化，多維度提升分組O&M能力，業(yè)務(wù)快速開通，部署效率提升60%。

4 增強(qiáng)型MSTP在高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，增強(qiáng)型MSTP解決方案已在全國多條高速公路通信系統(tǒng)中得到應(yīng)用，如云南龍瑞高速公路、云南待功高速公路、重慶永江高速公路及河北高速公路ASON省干等等。該方案在高速公路的應(yīng)用，充分滿足了高速公路信息化發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)訴求，實現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端的配置。隨著高速公路的不斷建設(shè)，增強(qiáng)型MSTP解決方案將成為今后高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)的最佳方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]YD/T5119-2005《基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點（MSTP）本地網(wǎng)光纜傳輸工程設(shè)計規(guī)范》.