增强型MSTP在高速公路通信系统中的应用

刘佳

【摘 要】近年来，伴随着我国高速公路建设的迅猛发展，通信技术在高速公路信息系统中得到充分的发展和应用。高清监控图像、高清视频会议、ETC收费等应用迅速在全国高速公路上广泛推行。新技术在给高速公路带来获益的同时，通信系统也面临着更加严峻的挑战。本文在分析高速公路网络现状及挑战的基础上，简要介绍了增强型MSTP解决方案，重点探讨了增强型MSTP的优势和在高速公路的应用。

【关键词】增强型MSTP 高速公路 ASON 软硬管道

1 高速公路通信网络现状及挑战

当前，全国高速公路通信网络已建成，并实现全国联网。收费系统、监控系统和通信系统构成高速公路三大信息系统，各类业务流向从下至上，呈金字塔状。随着高速公路的日渐成熟和业务量的逐步增加，通信系统也面临着更加严峻的挑战：（1）网络结构日趋复杂，断纤概率上升。高速公路主干线通信网络由初建时的星型结构逐渐演变为网络型结构，网络组成更加复杂，对网络稳定性提出了更高的要求。同时，在高速公路运营过程中出现的工程施工、地质灾害、光纤老化等事故，也频繁造成通信光缆的中断，影响路段数据及图像的正常传输。（2）高清监控增加，带宽需求激增。为了提高高速公路的管理和服务水平，目前部分省市逐步将高速公路原有普通摄像机更换调整为高清摄像机，视频质量从标清向高清发展，数字化高清视频成为主流，这就标志着占用传输带宽从原来的2M增至4M～8M。早期建设的高速公路干线传输等级已远远不能满足高清图像传输需求。（3）高速公路信息化，网络安全更加重要。全国ETC联网、高清视频会议、公众出行信息服务、大数据分析、云数据中心等在高速公路中均得到实现与运用。

2 增强型MSTP方案简介

增强型MSTP（Enhanced Multi-Service Transmission Platform，多业务传送平台），就是MSTP设备通过平滑升级的方式增加PTN的特性，其核心是改造现有MSTP设备的交叉板，在维持TDM特性不变的同时，新交叉板同时集成了PTN设备交叉板使用的核心芯片，实现了一块板、两个核，完成MSTP质的飞跃。增强型MSTP基于MSTP成熟技术，融合ASON、PTN和OTN技术优势，旨在构建高安全、高可靠、大带宽和易维护的面向未来的高速公路通信融合网络，可实现4倍带宽平滑提速，安全可靠性提升至99.999%。增强型多业务传送设备在满足YD/T1238-2002中规定的SDH、ATM、以太网业务功能要求外，新增如下功能：（1）支持增强以太网处理功能，包括：OAM、保护（可选）、QoS。（2）可选支持MPLS-TP层处理功能，包括：分组交换、电路仿真、OAM、保护、QoS等。（3）提供基于分组的频率同步（可选）和时间同步（可选）功能。

3 增强型MSTP在高速公路通信系统解决方案优势

3.1 高速公路干线通信网ASON+40G解决方案

（1）ASON技术的灵活运用。ASON自动光交换网络的概念是国际电联（ITU）在2000年3月提出的，基本思想是在光传送网原有的管理平面和传送平面之上引入控制平面。ASON引入智能动态控制平面适应MESH化复杂网络，通过自动发现，自动寻路和自动保护恢复，可抵抗多次网络故障，提升网络可靠性和简化网络运维。ASON技术具有易扩展和高可靠的特点。ASON网络为应急指挥提供高可靠的通道。灾难紧急情况下，可利用原有监控网络第一时间收集现场，对救援工作的开展起着十分关键的作用。2011年吉林省遭受洪灾，吉林广电的ASON网络抵抗了11次断线，业务无损。ASON能轻松应对复杂网络，扩容即插即用。ASON网络可智能发现网络拓扑，无需要规划保护环；扩容时即插即用，无需要业务割接，保护网络的不间断运行；灵活易用完美匹配，适应当前高速公路快速建设步伐。（2）ASON大幅减低网络运营维护成本。1）维护机制：由原来的5*8h提升至7*24h，实现不间断维护。2）业务发放：端到端点击时业务提供，分钟级。3）网络扩容：一站式扩容向导协助扩容。4）规划设计：规划向导简化网络设计工作量。5）配置管理：智能特性简化业务配置和网络管理。（3）40G智能线卡满足高速公路信息化大宽带需求。增强型MSTP设备具有智能10G/40G线路板卡，软件授权支持10G/20G/30G到40G的平滑扩容，软硬管道通过ODUk实现物理隔离，实现省单板、省槽位、省光纤和省投资成的目的。

3.2 高速公路路段接入网解决方案

（1）语音、数据和图像业务接入灵活，隔离传输。中继、视频、收费、办公、监控和语音等各类业务实现统一交换，分别通过软硬管道传输。其中，SDH硬管道提供优质安全传输，严格物理隔离，低时延，低抖动，高安全，保障时延、误码、抖动等指标；软管道用于统计复用，逻辑隔离，传输效率高，提高传输效率，满足大宽带业务需求。（2）收费系统：三道物理隔离保障高安全。增强型MSTP实现收费系统的端口隔离、链路隔离和VC时隙隔离。保证收费数据的完整性、保密性和防篡改，收费管理通道与其他业务物理隔离，互补干扰，且信号不可窃取。（3）监控系统：万兆软管道，轻松实现真高清监控。分组FE/GE端口全线速转发，宽带利用率可达到100%。增强型MSTP提供10G万兆宽带，至少满足未来3年带宽的增长速率，并实现当心监控系统的分级存储，带宽提升后可部署容灾存储方案。（4）通信系统：高品质的语音通话，高体验的视频会议。TDM管道提供独占带宽，低时延，高QoS保证语音通话质量。TDM管理能提供精度更高的误码检测，及时触发倒换，保证视频会议无马赛克，高体验：1）TDM：B字节检测误码，检测周期为125us，检测字节为192000个。2）分组：基于OAM报文检测，检测周期为10ms，平均检测字节为128个。（5）路段接入网业务需求分析。增强型MSTP根据高速公路业务的特性和重要程度，选择TDM硬管道或分组管道。硬管道主要用于收费数据、视频会议、业务电话等高安全要求、低时延的业务，软管道主要用于视频图像、办公自动化等高效率大宽带传输的业务。（6）全方位保护和简化运维性。全方位保护：设备级保护，提供关键板卡热备份；SDH保护，使用高速环形组网，MSTP保护达到50ms电信级别保护；以太网保护，满足数据业务可靠性要求；分组环网保护，50ms内倒换，检测精度高10-6。简化运维性：基于MPLS-TP标准增强优化，多维度提升分组O&M能力，业务快速开通，部署效率提升60%。

4 增强型MSTP在高速公路通信系统的应用

目前，增强型MSTP解决方案已在全国多条高速公路通信系统中得到应用，如云南龙瑞高速公路、云南待功高速公路、重庆永江高速公路及河北高速公路ASON省干等等。该方案在高速公路的应用，充分满足了高速公路信息化发展的网络诉求，实现业务端到端的配置。随着高速公路的不断建设，增强型MSTP解决方案将成为今后高速公路通信系统建设的最佳方案。

参考文献：

[1]YD/T5119-2005《基于SDH的多业务传送节点（MSTP）本地网光缆传输工程设计规范》.