基于OTN传输系统搭建MSTP传输系统的思考

唐爱军

摘要：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。

关键词：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-Service Transfer Platform，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。

1.2 SDH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。

1.3 DWDM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-Capable PON）、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。