基于OTN传输系统搭建MSTP传输系统的思考

  基于OTN传输系统搭建MSTP传输系统的思考  唐爱军Summary：传输系统作为铁路通信系统应用最广泛的承载网，不只承载大量不同速率的业务系统通道，还承载如数据网、接入网这样的承载网。因此，传输系统的安全稳定尤为重要，直接影响铁路沿线其他各专业系统的运行质量。建设及改造传输系统成为新建铁路、既有铁路改造的一项重要工程项目，而建设或改造传输系统往往受光缆资源条件限制。随着OTN传输系统的开通，可以为搭建MSTP传输系统提供大容量带宽资源，解决光缆资源不足的问题，且利用OTN系统搭建MSTP系统，能够为MSTP系统提供环保护，提高MSTP系统安全性、稳定性。本文主要讨论基于OTN局干系统搭建MSTP系统的优势及维护重点。Key：光缆资源;带宽;业务分担;传输距离;逻辑叠加;切换试验现阶段搭建铁路通信网局干传输系统，光传送网（OpticalTransportNetwork，以下简称OTN系统设备已经逐渐取代传统密集波分（DWDM）而被大量采用，满足了铁路局干传输系统距离较长（跨省市开通）、业务通道带宽需求丰富等需求。OTN系统完成622Mbps、2.5Gbps、10Gbps等大颗粒通道的承载。2Mbps、155Mbps、以太网业务等小颗粒业务通道则宜由MSTP（Multi-ServiceTransferPlatform，基于SDH的多业务传送平台，以下简称MSTP系统）传输系统承载。1.传输系统发展及现状1.1传输系统设备概况：传输系统历经准同步数字系列（PDH）、同步数字系列（SDH）、波分（WDM）、密集波分（DWDM）、多业务传送平台（MSTP）、光传送网（OTN）等发展历程。1.2SDH至MSTP的发展：SDH因兼容性强、接口规范、具备灵活的复用映射结构、信息净负荷及定时高度透明等特点，取代PDH成为主流传输设备。而随着传输网越来越多的承载数据业务需求，MSTP应运而生。MSTP是基于SDH的多业务传输平台，是升级版的SDH。已成为建设干线、枢纽传输网的主流设备，速率为STM-1、STM-4、STM-16、STM-64。1.3DWDM至OTN的发展：基于波分复用技术、在光层组建网络的OTN系统，逐渐取代DWDM系统，成为长距离、大容量传输的主体。OTN设备兼顾电层的灵活可靠性和光层的大容量，提供波长级大颗粒调度，客户信号透明好。当铁路沿线已建设开通骨干及局干OTN系统时，可以利用OTN系统丰富的带宽资源为MSTP传输系统提供光路，并且为MSTP光路提供环保护。2.利用光缆资源搭建MSTP系统存在问题：2.1光缆资源紧张铁路通信专业既有干线光缆一般为12芯、24芯、20芯，缺少大容量光缆。基本敷设年限已达15～30年，光缆老化严重且资源紧张。基础网及自闭能改造等新建工程敷设的干线光缆一般为48芯、96芯，相比既有光缆资源相对丰富，但光缆资源依旧紧张。新建传输系统汇聚层建设1+1复用段保护环、接入层建设复用段保护环，占用大量光纜资源。新建数据网、GPON（Gigabit-CapablePON）、安全数据网、光半自动闭塞、公安信息网等系统均需光缆承载，以致随着新建线的开通光缆资源已用尽，甚至出现缺少冗余光缆纤芯无法实施应急倒代的现象。2.2普速、高速光缆资源无法共享因普速、高速机房分别设置在高铁、普速铁路沿线，以某高铁线为例，管内6站起点站是高、普结合站，其余站高、普车站均相距从5公里至40公里不等。很多普速、高速机房间不具备联络光缆。传输系统光缆运用现状是：普速MSTP传输系统采用普速铁路沿线光缆承载、高速线MSTP传输系统采用高速铁路沿线光缆承载，不具备普速线、高铁线光缆共享资源的条件。2.3干线MSTP传输系统光缆运用存在安全隐患运行在铁路沿线是铁路干线MSTP传输系统的固有特点，接入层建设“复用段”或“通道”保护环，因光缆资源紧张，传输系统组网极易出现“同缆环”现象，使传输系统存在安全隐患。2.4传送距离受限制MSTP传输系统传送距离受光纤质量、光接口特性等因素限制，经过对管内部分传输系统光传送距离进行统计，发现MSTP设备实际光传送距离与实验环境下设备参数相差较大。光传送距离成为制约MSTP传输系统组网及运行安全的根本原因，需要通过增加中继设备的方式提高传输系统运行质量，增加投资预算。详见附表1所示。3.解决方案鉴于光缆资源现状，为克服利用光缆搭建MSTP传输系统的诸多隐患，对于已建成OTN传输系统的光路区间，可以利用OTN传输系统丰富的带宽资源，提供光路搭建MSTP系统。以新建京H线MSTP传输系统为例，东向、西向两通信机房间只有既有20芯、新建基础网16芯和32芯3根光缆，光缆资源已趋于枯竭。因此，利用局干S环东向、西向OTN系统提供10Gbps通道，承载京H线MSTP传输系统东向、西向机房间速率为STM-64主用光路，与由光缆裸纤承载的备用光路，组成东向、西向两设备间的1+1线性复用段保护环。附图1椭圆形虚线框中10Gbps光路，由附图2中椭圆实线框局干OTN设备提供通道，具体详见附图1、附图2：4.利用OTN传输系统搭建MSTP系统的优势及维护思考4.1组网优势4.1.1克服光缆资源紧张的问题在附图1的京H线MSTP传输系统，在东向、西向2个机房间，利用局干S号环提供光通道后，释放汇聚层10Gbps设备占用的2芯干线光缆纤芯，解决干线光缆资源紧张的问题。4.1.2共享光缆资源、提高系统运行质量因OTN设备传送距离长、传送容量大，以华为OTN系统为例，对于OAU/OBU功放板，不加拉曼放大器可以传输80KM，加拉曼放大器可以传输120KM，对于光缆传送质量较高的区间，传送距离甚至更长。局干传输系统中各站OTN设备布置于铁路线沿线大站或枢纽机房，不限于普速通信机房或高速通信机房，往往覆盖2条以上铁路线、涵盖多个枢纽通信机房。这样，对于1个OTN传输系统，可以采用异径路的普速、高速光缆搭建，光路安全得到保障，实现光缆资源共享。在进行电路规划、构建业务通道组网时能更好的贯彻传输系统“全程全网”的理念。减少业务通道跳接点、减少障碍隐患，便于日常管理维护和障碍处理排查。4.1.3克服干线MSTP传输系统安全隐患利用OTN系统开通光通道承载干线MSTP传输系统，首先，OTN系统本身已经充分考虑光缆资源合理运用，有效克服“同缆环”安全隐患。其次，OTN系统为光通道建立环保护，为承载的干线MSTP传输系统光路提供网络层的保护。4.1.4延长干线MSTP传输系统光路传输距离可以在局干OTN传输系统内任意设备间开通光通道，实现局干传输系统承载MSTP光路，传输距离不受限制。减少了增设中继设备的投资预算。4.1.5有效提高光缆资源利用率4.1.5.1如直接用光缆搭建MSTP传输系统，以两站间8芯光缆资源为例，8芯光缆最多开通4对10Gbps传输设备，承载传输容量为10Gbps*4=40Gbps。4.1.5.2如用于搭建OTN系统，以两站间8芯光缆资源为例，最多开通4对OTN传输设备，仅以1对OTN设备为例，如建设单波10G、40波的OTN系统，承载传输容量为10Gbps*40=400Gbps，8芯则为10Gbps*40*4=1600G。还有单波40G、100G的OTN设备，对应系统容量还会增大。4.2维护工作注意事项利用局干OTN传输系统搭建MSTP传输系统这种逻辑叠加方式的组网，局干OTN传输系统的运行质量直接影响MSTP传输系统运行质量，因此需加强局干OTN传输系统的管理维护，以实现提高OTN系统自身及其承载MSTP系统运行质量的目标。4.2.1确保供电安全局干及MSTP系统传输设备均需设置主、备电源板，设置由两路高频开关电源提高供电，机房交流电源需引入自闭、贯通两路外电，每季度对列头柜电源熔丝、空开检修检查，每半年对电源输入输出电压测试。4.2.2确保设备冗余板卡切换正常定期组织对局干OTN和MSTP传输设备冗余板卡进行切换试验，包括电源板、交叉板、主控板以及OTN系统OLP板等板卡。避免因板卡软、硬件障碍造成系统倒换失效，继而影响系统正常运行。以管内京B线MSTP传输系统为例，NK至SC传输设备间两条10Gbps光通道，建立1+1线性复用段10Gbps保护。因光缆资源紧张，主用、备用光路均由局干X号环NK至SC间OTN系统提供10Gbps波道承载，南口-沙城OTN系统承载光缆实现异缆承载，详见附图3：在NK站至SC站两站间基础网32芯光缆中断障碍中，NK站至SC站OTN间主用通道中断、备用通道光缆正常。正常情况下，OTN设备应切换到备用通道中。但是因SC站OTN设备OLP单板硬件障碍导致OLP切换失败，造成MSTP传输系统NK站至SC站10Gbps主用、备用光路中断，两站间穿通及落地业务全部中断。通过以上障碍说明，需定期对传输设备主要板卡（OLP、主控、交叉）进行切换实验，以确保传输系统的OLP保护功能正常启动。4.2.3综合考虑局干OTN和MSTP传输系统光缆运用需综合考慮用于搭建骨干或局干OTN系统和MSTP传输系统光路的光纤。在MSTP传输系统光路中，经常存在某区间主用、备用光路分别由OTN系统通道、光纤承载的现象。以MSTP传输系统A、B区间为例：A、B两站间主用光路由局干OTN承载，备用光路由两站间32芯光缆承载。为确保MSTP传输系统安全，则局干OTN系统A、B两站间主用光路需由另一根20芯光缆承载，避免出现间接“同缆环”现象。当A、B两站间32芯、20芯光缆中断时，MSTP系统能够正常启动环保护。4.2.4定期对MSTP系统传输链路进行断环实验利用局干传输系统承载MSTP传输系统，存在逻辑结构叠加问题，系统组网复杂，对设备板卡性能及系统保护功能设置要求较高。需定期检查网管侧的保护属性设置，组织网管与现场车间进行传输链路断环实验，确保危及系统运行安全的障碍现象出现时，MSTP系统能正常启动环保护。5.5合理规划传输系统承载的业务通道确保传输系统安全运行的终极目标是确保承载的业务通道的安全、稳定。因此，在提高传输系统运行质量的同时，还要及时对业务通道传输径路进行合理规划，对重要业务进行“系统分担”、完成电路优化。综上所述，MSTP传输系统的网络搭建需要综合考虑光纤资源、局干OTN传输系统带宽资源、设备安装处所、逻辑结构叠加、机房供电条件等诸多要素，需要统筹规划科学合理的组网结构及开通方式，使传输系统运行更加安全稳定。传输系统网络结构及保护方式不是一成不变的，需随着光缆资源、设备条件、机房条件的调整，随时进行网络结构调整、设备克缺整治、承载光缆优化等工作，实现“电路中断但业务不中断及终端业务系统运行正常”的目标。科技信息·学术版2021年7期科技信息·学术版的其它文章地质测量工作在矿井生产中的作用探析基于人工智能的计算机网络技术分析风机工作方式对侧壁风冷机箱散热效果的影响PL-2400排土机控制系统存在的问题与改造机械制造工艺与机械设备加工工艺分析高清转播车中IP化音频系统的设计及应用 -全文完-