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苏州轨道交通警用传输上层网规划与实践
发布日期:2018-12-19 10:19:14

陆海亭1 , 张      宁2 , 钱曙杰1 , 赵圣娜2
(1.苏州市轨道交通集团有限公司, 江苏苏州 215002; 2.东南大学 ITS 研究中心轨道交通研究所, 南京 210018)

 
摘    要: 分析苏州轨道交通网络化运营条件下警用传输上层网建设的必要性;按照统筹规划、分步实施的原 则,提出初期、近期、远期“ 三步走” 的上层网规划方案,从而实现共享传输设备资源、方便新线接入、提高管理 效率的目标。 以苏州轨道交通 4 号线为例,介绍后续线路接入已建上层网的过程,对上层网规划建设进行归 纳总结后提出建议: 警用传输上层网的建设应统筹规划、尽早考虑,最好在第一条线路建设时便着手规划,在 第二条线路建设时进行布局实施;另外建议在线路不断增多带来业务增加的同时,分阶段、分步骤升级上层网 带宽,这样既能保护现有设备投资,又能更好地适应轨道交通警用传输系统不断增长的业务承载需求。
关键词: 城市轨道交通; 警用通信系统; 警用传输上层网; 规划与实践
中图分类号: U231.7   文献标志码: A    文章编号: 1672   6073(2017)03   0056   04
 

UpperTransmissionNetworkforPoIiceinSuzhouRaiITransit: PIanning andPractice
LUHaitingl , ZHANG Ning2 , QIANShujiel , ZHAO Shengna2

(1.Suzhou Rai1Transit, Suzhou 215002; 2.ITS Rai1TransitResearch InstituteofSoutheastUniversity, NanJing210018)

Abstract: Thenecessity ofbuilding theuppertransmission network forpoliceundernetwork operation isanalyzed.According to theprincipleofoverallplanning  and  step-by-step  implementation, theschemeoftheuppernetwork  planning  fortheearly stage, theshort-term stageand  thelong-term stageisputforward, to  realizethegoalofsharing  transmission  equipmentre- sources, having convenientnewrailaccessand improving managementefficiency.Suzhou Metro Line4 istaken asan example to presenttheprocessoffollow-up linesaccessto build uppernetwork.Somesuggestionsareproposed fortheplanning and con- struction oftheuppernetwork.Theoverallplanning oftheuppertransmission network forpoliceshould bemadeand considered assoon aspossible.Itisthebesttimeto begin planning  when  theconstruction  ofthefirstraillinestartsand  to  implementthe plan when thebuilding ofthesecond lineisunderway.Itisalso advisableto upgradetheupper-layerbandwidth in aphased and step-by-step manner, which willprotecttheexisting equipmentinvestmentand betteradaptto theincreasing trafficcarrying ca- pacity oftherailtransitsystem.
Keywords: urban railtransit; policecommunication system; uppertransmission network forpolice; planning and practice
 


1    研究背景
       城市轨道交通警用通信系统是公安通信网络在轨 道交通各条线路内的延伸,是轨道交通安全运营的重 要保障[1  2剑 。 鉴于警用通信系统的保密性和安全性要 求,在轨道交通范围内一般按线路分期独立进行建设,各线路警用通信系统仅局限于满足本线路的功能需 求[3剑 。 警用传输系统作为警用通信网络的基础设施, 是最重要的警用通信子系统,它为警用通信系统的各 子系统以及其他控制系统提供传输通道。
       苏州轨道交通近期规划建设 6 条线路,远期规划 建设 15 条线路( 含 6 条市域线)。 目前,1 号线、2 号线 主线已投入运营,2 号线延伸线、3 号线、4 号线及支线 在建。 1 号线警用传输系统分别在苏州市公安局( 简 称市局) 机房、2 个派出所及沿线 24 座车站共设 27 个 传输节点,采用多业务传输平台( mu1ti-servicetransportp1atform,MSTP) [4] 的组网方案, 组成 2  个以市局为中 心节点的双纤双向复用段保护环,系统带宽为 2.5  G, 换乘站节点采用 OSN3500  设备, 其他节点采用 OSN 1500 设备。  2 号线警用传输系统共设 39 个传输节点, 包括1 个市局、3 个派出所和 35 座车站,其组网方案、 系统带宽与 1 号线保持一致,采用 2.5  G带宽的 MSTP 方案。  2 号线组成 3 个以陆慕站为中心节点的双纤双 向复用段保护环,各节点均采用 OSN3500 设备。  考虑 到已建线路警用传输系统均已采用 MSTP方案,原则 上后续线路警用传输系统也采用此技术方案。
       在轨道交通建设初期,若对线网层面的警用传输 系统考虑不周,会对后续建设时各条线路警用通信系 统之间的互联互通造成较多麻烦和困难。  为了简化后 续线路警用通信系统的接人,实现系统资源共享,有必 要对警用传输上层网进行规划建设[5  6] 。
 

2     警用传输上层网的建设需求
        随着苏州轨道交通线路的不断增多,势必会造成轨 道交通警用站点到市局的业务量增加, 从而导致警用通 信系统网络负载不断增大。  若将市局作为各条线路的 警用信息单一传输汇
聚站点,则需要不断增 加市局传输节点的业 务 及 线 路 板 卡 的 数 量, 满 足 日 益 增 长 的 带 宽 需 求 和 接 人 需 要。  单汇聚点组网形 式如图 1 所示。

       以市局作为单一的 汇 聚 站 点, 无 论 从 警用网络的稳定性还 是扩容的灵活性方面考虑都存在一定不足[7] ,具体表现为:1 )  采用单一汇聚结构组网方式,一旦市局中心汇聚点设备出现故障, 可能造成网络大面积瘫痪;2)  新建线路必须与市局通 过光纤连接,需要不断增加租用电信运营商的光纤数 量,不能充分利用轨道交通范围内警用通信现有光纤 资源;3)  线路站点数越多,需要占用市局汇聚点的线 路接口板卡数量也会越多( 因 MSTP每环最多 16 个节 点,每条线接人都要组 2 到 3 个环); 4)  当槽位带宽不 能满足使用需求时,就要增加市局业务板卡的数量,板 卡数量的增多不仅增加系统故障风险点,还直接导致市 局建设成本的持续增加和运营维护难度的不断增大。
       为克服单一汇聚站点组网的缺点,考虑采用分散 汇聚的组网方式构建警用传输上层环网 ( 简 称 上 层 网)。  组网的基本思路是:每条线路选取一个车站作为 汇接点,利用市局及各汇接点的传输设备组建一个上 层环网,新建线路直接通过各自线路的汇接站点就近 接人该上层网, 实现各线路与市局传输设备的连接。 其优势在于:1)  提高网络安全性。  由于各线路汇接点 相互独立、互不干扰,某条线路的故障不会影响接人上 层网的其他线路的正常运行。  另外,上层网本身是环 网保护,网络上某个节点发生故障后,上层网经保护倒 换后仍然可以正常运行;2 )  降低建设成本。  由于车站 传输设备通过汇接点接人,避免直接与市局设备对接, 可以有效节省外租的光纤资源费用以及市局设备线路 接口板卡数量, 同时, 节约的槽位可用于扩容业务板 卡;3)  提高管理效率。  新线通过汇接点接人上层网, 接人便利,上层网架构逻辑清晰,可以实现分级管理与 维护[8] 。
 

3       警用传输上层网规划方案
3.1  警用传输上层网现状

       苏州轨道交通 1 号线建设之初,线路单一,对上层 网的建设需求不是很迫切。  随着 2 号线主线的开建, 适时启动了上层网的规划和建设。  目前,现状上层网 由广济路站、陆慕站、市公安局等 3 个站点 4 套传输设 备构成( 市局 ××楼和市局 ××楼各有 1 套设备),采 用2.5  G双纤双向复用段保护环组网,具备可靠性高、 稳定性好、可扩展性强、部署灵活等特征。
 

3.2  警用传输上层网规划
       苏州轨道交通 1、2 号线各个站点与市局间的信息交互通过警用传输上层网实现,后续线路也需与市局 连通,视频业务高清化后庞大的数据量无疑对上层网带宽提出更高的要求,根据苏州轨道交通线网总体规划,考虑分初期、近期、远期“ 三步走” 战略实施上层网规划建设。


3.2.1  初期构建 2.5G上层环网

       在进行警用传输上层网络初期规划建设时,轨道 交通 1 号线选取广济路站作为汇接点,2 号线选取陆慕 站作为汇接点,由广济路站、陆慕站 2 个接人点与市局 间组成 2.5  G的 MSTP上层环网。

 

3.2.2  近期构建 10G上层环网
       从轨道交通 3 号线工程开始,苏州市公安部门开始建设轨道交通分局指挥中心,用于轨道交通线网层面的集中调度指挥。  轨道交通 1、2、3、4 号线建成后, 警用传输上层网带宽需求为 2 400  M,各业务带宽需求 明细如表 1 所示,考虑预留 30毛的带宽余量,所需总带 宽为 2 400 ×(1 +30毛) =3 120  M。

       由于采用双纤双向复用段保护方案,每根光纤一 半的容量作为工作通道,另一半的容量作为保护通道, 因此 2.5  G带宽环网设备实际业务带宽仅为 1.25  G, 导致现有的 2.5  G容量将无法满足 1、2、3、4 号线的警 用业务需求, 因此建设带宽更大的传输上层网势在 必行。
       考虑到现有传输节点设备 OSN3500 可以轻松升 级到 10  G,近期规划采用 10  G的 MSTP双纤复用段保 护环的技术方案,即在不增加光纤资源的情况下,在原 有设备的基础上只需更换线路板卡,即可将带宽提升 至之前的 4 倍,以满足更多轨道交通线路和公安分局 的接人 需 求。  目 前, 已 计 划 在 3  号 线 建 设 时 将 原 有 2.5  G带宽升级至 10  G带宽( 实际可用带宽为 5  G) 。 上层网升级后的情况如图 2 所示。

3.2.3  远期构建 40G上层环网
       随着特高清视频业务的迅猛增长( 4  K以上分辨 率,码流 10 ~15  Mbps) ,网络带宽的需求越来越大[9] 。 面对新业务和新需求,当规划的 10  G上层网不能满足 未来需求时,考虑进一步提升带宽。
       远期规划采用增强型 MSTP方案组建 40 G上层环网,充分满足 15 条线路业务的接人需求。  通过增强型 MSTP特有的双平面技术大大提高上层网的可靠性、安 全性及可扩展性,并实现业务负载分担。  双平面是由 一套混合设备提供的软硬双管道,其中硬管道承载调 度电话等敏感业务,软管道则承载大带宽业务。  利用 增强型 MSTP单环组网能力可多达 64 个节点,组网更 加灵活,易于扩展,同时具备环网自愈保护能力。  采用 增强型 MSTP技术解决方案可简化原有的网络结 构, 实现分级管理,更有利于后续网络的运营和维护,并降 低网络运营成本[10] 。
       需要指出的是,通信技术发展日新月异,第三阶段 的规划需在后续线路建设中根据管理模式、业务需求 以及通信技术的发展不断予以滚动优化和调整,以满 足公安部门实际业务需要。


3.3  新建线路接入上层网实践
       以苏州轨道交通 4 号线为例,介绍新线接人上层 网的过程。  苏州轨道交通 4 号线及其支线共有 35 个 站点( 不含换乘站),加上 1 个换乘站( 苏州火车站) 及 2 个派出所,共计 38 个通信站点,组建 4 个双纤双向复 用段保护环,这样经过汇接点的数据量会很大。
       若将传输汇接点放置在市局,组建以市局为汇接 点的 4 号线警用通信传输网络,这样 4 个环共有 8 个接 口与市局汇接站点相连,而市局到车站之间的光纤是 租用的,按照每个接口收发 2 条光纤计算,共需要租用 16 根光纤。  若将 4 号线传输汇接点设置在苏州火车 站,组建以苏州火车站为汇接点的 4 号线警用传输网 络,38 台设备共组成 4 个双纤双向复用段保护环,这样 4 个环共有 8 个接口与苏州火车站站点相连,无需租用 光纤,只需要使用轨道交通内部敷设的警用光缆即可, 便于光缆的统一管理和维护。  另外,本线汇聚点接人上层网也只需利用轨道交通内部铺设的光缆即可。
       原有市局 OSN3500 节点设备已配置的板卡数量较多,考虑到 2 号线延伸线及冗余备用,槽位余量少, 在市局 ××楼新设 1 套 OSN3500 设备作为警用通信 传输上层网中的设备接人,从而满足 4 号线的上下业 务配置需求,并可为今后市局扩容预留较多槽位,方便 后续线路的接人。  4 号线警用传输上层网架构如图 3 所示。

4   结语

      随着城市轨道交通事业的快速发展,警用传输上 层网的建设是轨道交通线路和业务数据量增多后的必 然要求。  适时建设上层网在增强传输安全及可靠性的 同时,节约了建设与运营成本。  警用传输上层网的建 设应统筹规划、尽早考虑,最好在第 1 条线路建设时便 着于规划,在第 2 条线路建设时进行布局实施;另外建 议在线路不断增多带来业务增加的同时,分阶段分步 骤升级上层网带宽,既能保护既有设备投资,又能更好 地适应轨道交通警用传输系统不断增长的业务承载 需求。




 
 
收稿日期: 2016 05 19 修回日期: 2017 03 08
第一作者: 陆海亭,男,硕士,高级工程师,从事城市轨道交通工程机 电系统建设管理工作,wx979703@163.com
基金项目: 交通运输部建设科技项目(2015318J33080)

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