北京地鐵16號(hào)線全長(zhǎng)49.8千米，途徑海淀、西城、豐臺(tái)三個(gè)區(qū)，共設(shè)1個(gè)控制中心，29座車站和2座車輛基地(榆樹莊停車場(chǎng)和北安河車輛段)。由于當(dāng)前北京地鐵普遍采用的6輛編組B型車(6B型編組)在高峰時(shí)段運(yùn)能明顯不足，因此16號(hào)線首次采用了8輛編組A型車(8A型編組)，相對(duì)于其他地鐵線路，系統(tǒng)運(yùn)能提高近70%，能夠極大地提高旅客運(yùn)載能力。

　　8A型編組列車無(wú)論是車輛長(zhǎng)度還是車輛定員都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)6B型編組列車，這使得車站規(guī)模變得更大，同時(shí)也對(duì)地鐵通信系統(tǒng)提出了更高的需求和更大的挑戰(zhàn)。根據(jù)建設(shè)需求，16號(hào)線的通信系統(tǒng)主要面臨如下4個(gè)挑戰(zhàn)。

　　帶寬需求大。北京作為首都，對(duì)公共場(chǎng)所的安防有著非常嚴(yán)格的要求，而地鐵安防更是城市安防的重中之重。由于16號(hào)線采用了8A型長(zhǎng)編組，車站面積是普通地鐵車站的1.6倍，乘客數(shù)量增加了70%，預(yù)計(jì)高峰時(shí)段實(shí)際運(yùn)力將超過(guò)每小時(shí)4.8萬(wàn)人，因此16號(hào)線的CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模將遠(yuǎn)超其它線路。

　　根據(jù)安防要求，16號(hào)線全線采用1080P高清攝像頭(單路帶寬為6Mbps)，平均每個(gè)車站的攝像頭超過(guò)180個(gè)，全線攝像頭數(shù)量接近6000個(gè)。在進(jìn)行視頻調(diào)用時(shí)，地鐵監(jiān)控中心和公安監(jiān)控中心需要同時(shí)調(diào)用一套128路高清CCTV共享通路，同時(shí)考慮到CCTV下行調(diào)用請(qǐng)求，以及上下游交換機(jī)存在業(yè)務(wù)突發(fā)的可能，實(shí)際傳輸系統(tǒng)需要為一套CCTV共享通路配置2G的帶寬，整個(gè)CCTV系統(tǒng)總共需要3套共享通路(專用1套，警用1套，存儲(chǔ)異地備份1套)，實(shí)際上CCTV的總帶寬就已經(jīng)達(dá)到6G。

圖1：北京地鐵密集的CCTV系統(tǒng)

　　除此之外，16號(hào)線的PIS業(yè)務(wù)也采用了全高清直播，單路PIS配置1G，配置兩路帶寬共計(jì)2G，再加上綜合監(jiān)控、AFC等其他業(yè)務(wù)的帶寬共計(jì)2.6G，使得16號(hào)線分組業(yè)務(wù)的有效帶寬訴求達(dá)到10.6G；再加上TDM業(yè)務(wù)還需要3G帶寬，16號(hào)線的總帶寬需求共計(jì)13.6G，作環(huán)網(wǎng)保護(hù)后帶寬高達(dá)27.2G，傳統(tǒng)承載網(wǎng)無(wú)法滿足這一帶寬需求。

　　子系統(tǒng)間物理隔離。北京地鐵16號(hào)線的公安警用通信需求由專用傳輸網(wǎng)統(tǒng)一傳輸，而公安部門需要將公安業(yè)務(wù)子系統(tǒng)和專用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行的物理隔離，以保證各業(yè)務(wù)相互獨(dú)立，互不干擾。如果采用純分組承載網(wǎng)，則各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間不能進(jìn)行良好的物理隔離，對(duì)業(yè)務(wù)的安全性會(huì)造成影響。

　　超大組網(wǎng)規(guī)模。16號(hào)線全線共有32個(gè)站點(diǎn)，若采用傳統(tǒng)的RPR方式進(jìn)行組網(wǎng)，勢(shì)必要組成三個(gè)環(huán)相切或相交(RPR配合的MSP有單環(huán)16個(gè)節(jié)點(diǎn)限制)，組網(wǎng)十分復(fù)雜，大大增加了業(yè)務(wù)發(fā)放和后期維護(hù)的困難和成本。同時(shí)為了減少故障域，提升系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)還要求相切或相交的物理環(huán)網(wǎng)具備獨(dú)立倒換的能力。

　　工程分段開通。北京地鐵16號(hào)線要求分兩期開通，一期北段10個(gè)站點(diǎn)，二期南段19個(gè)站點(diǎn)，工期之間時(shí)間間隔在一年左右，要求二期在開通時(shí)能夠進(jìn)行獨(dú)立調(diào)試和平滑業(yè)務(wù)接入。如果采用RPR組網(wǎng)，需要在邏輯上組成一個(gè)大環(huán)，勢(shì)必要對(duì)現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行改變和重配置，調(diào)試難度加大，難以滿足分段開通的技術(shù)要求。

圖2：北京地鐵16號(hào)線組網(wǎng)拓?fù)?/p>

　　基于以上的需求，傳統(tǒng)承載網(wǎng)技術(shù)無(wú)法滿足北京地鐵16號(hào)線的需求，亟需新型寬帶通信解決方案。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的比選，快軌公司決定采用華為增強(qiáng)型MSTP作為16號(hào)線的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，該方案以“軟硬管道”和“Smart 40G”為核心，能夠統(tǒng)一傳送各類TDM和分組業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)安全性與傳輸效率的有效融合，它包含以下幾種關(guān)鍵技術(shù)：

　　Smart 40G混合線卡。增強(qiáng)型MSTP具有Smart 40G混合線卡，單端口帶寬相對(duì)于傳統(tǒng)MSTP的4倍。它創(chuàng)新的引入了OTN技術(shù)，線卡的40G端口通過(guò)OTU3顆粒實(shí)現(xiàn)，端口可拆分成多個(gè)ODU2/ODU1/ODU0的小顆粒，因此Smart 40G線卡可同時(shí)支持10G/2.5G/GE的小顆粒傳輸管道，能將地鐵不同業(yè)務(wù)通過(guò)不同的ODUK管道進(jìn)行承載，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的物理隔離，確保了業(yè)務(wù)的高可靠、高安全和硬管道承載，并能提供端到端的帶寬保障，防止某條業(yè)務(wù)突發(fā)從而影響其他系統(tǒng)業(yè)務(wù)；另外，ODUK顆粒支持綁定為分組或SDH管道，從而實(shí)現(xiàn)了地鐵SDH與分組業(yè)務(wù)在同一根光纖承載。增強(qiáng)型MSTP線路側(cè)可提供10G/20G/30G/40G的帶寬，用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)量靈活選擇，并隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng)平滑升級(jí)，通過(guò)升級(jí)帶寬License，實(shí)現(xiàn)“按需付費(fèi)”的投資模式。16號(hào)線采用Smart 40G混合線卡組網(wǎng)方案，線路帶寬初期按照30G需求配置，后期可通過(guò)license軟件升級(jí)方式平滑擴(kuò)容到40G帶寬，為各系統(tǒng)提供超大線路帶寬，既滿足現(xiàn)有大帶寬訴求，同時(shí)具備不更換硬件平滑演進(jìn)的能力。

　　一體化統(tǒng)一交換。增強(qiáng)型MSTP解決方案在一臺(tái)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)TDM業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)的統(tǒng)一交換，在線路側(cè)實(shí)現(xiàn)一對(duì)光纖統(tǒng)一承載TDM業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)了一張網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一承載地鐵通信中的TDM業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)，避免了分別組網(wǎng)帶來(lái)的設(shè)備和光纖投資浪費(fèi)。增強(qiáng)型MSTP方案提供MPLS-TP分組與SDH兩種管道，其中公務(wù)電話、專用電話等2M業(yè)務(wù)，以傳統(tǒng)的SDH硬管道方式承載，保證其安全性和低時(shí)延；閉路電視、乘客信息等IP業(yè)務(wù)，采用MPLS-TP分組軟管道進(jìn)行承載，提高分組承載效率，且用戶可以獲得與SDH網(wǎng)絡(luò)同樣優(yōu)良的運(yùn)維體驗(yàn)。

圖3：增強(qiáng)型MSTP架構(gòu)

　　MPLS-TP分組傳送技術(shù)。MPLS-TP是一種面向連接的分組交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)MPLS標(biāo)簽交換提供分組軟管道，實(shí)現(xiàn)分組業(yè)務(wù)高效統(tǒng)計(jì)復(fù)用，大大提高分組業(yè)務(wù)的傳輸效率；MPLS-TP繼承了傳送SDH-LIKE OAM機(jī)制，具有強(qiáng)大的OAM功能；另外，MPLS-TP通過(guò)網(wǎng)管E2E靜態(tài)配置，沒有復(fù)雜的MPLS信令和IP功能配置。同時(shí)，增強(qiáng)型MSTP還為CCTV系統(tǒng)配置10GE接口板，避免多個(gè)GE端口綁定組網(wǎng)，降低業(yè)務(wù)開通及維護(hù)難度。同時(shí)，MPLS-TP還支持跨環(huán)通信，可保障每個(gè)子環(huán)獨(dú)立倒換，單環(huán)最大支持64個(gè)節(jié)點(diǎn)，組網(wǎng)能力大大增強(qiáng)，滿足地鐵線路擴(kuò)展的需要。增強(qiáng)型MSTP提供完善的保護(hù)機(jī)制，公務(wù)電話、專用電話等2M業(yè)務(wù)采用SDH保護(hù)；CCTV、乘客信息等IP業(yè)務(wù)，采用MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護(hù)，其中SDH與MPLS-TP環(huán)網(wǎng)保護(hù)都能實(shí)現(xiàn)小于50ms的電信保護(hù)倒換。

　　作為全球領(lǐng)先傳送網(wǎng)解決方案，華為地鐵傳送方案以其大帶寬、低時(shí)延、高可靠性、多種接口的特性，已經(jīng)成功中標(biāo)北上廣深等20多條線路，獲得客戶的高度認(rèn)可。未來(lái)華為將會(huì)不斷推出更可靠、更強(qiáng)大、更經(jīng)濟(jì)的傳送網(wǎng)產(chǎn)品與解決方案，滿足地鐵在安全高效運(yùn)營(yíng)上不斷增長(zhǎng)的需求，為地鐵建設(shè)做出更多貢獻(xiàn)。