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摘要：随着城市地铁线网的不断扩张，设备经过长期运行导致性能下降及元件老化，另外业务的增加导致带宽不足等问题越来越明显，从整个地铁营的角度，对地铁运营质量造成直接影响。如何完善传输设备电源系统的监控，提高传输设备运行稳定性，是当前需要解决的问题之一。本文主要对地铁通信传输系统带宽与传输电源管理进行分析，以期提升地铁通信传输质量。
关键词： 传输設备;可延续性;带宽优化;传输电源模块
一、地铁通信特点
地铁运营情况和地面交通相比较，地铁更具复杂性及系统化，中间容易由于某个环节发生事故而调整整个线路的班次。在地铁运营过程中，需要通信系统的支持，如果传输系统瘫痪，可能会造成车站与车站、控制中心与车站、控制中心之间的各类系统设备联系中断，中央无法监控到车站设备。由此可见，通信系统的安全可靠性非常重要。地铁通信具有以下几个特点：（1）传输音频质量比较高。（2）可以实现多点、高质量视频的监视。（3）对于车辆的运输指挥可靠性比较高。（4）可以保持语音通话，便于相关人员充分掌握车辆情况。（5）可以对语音通话进行指挥。（6）及时监控与管理各项业务。（7）在高质量快带视频、广播方面有着较高的要求。（8）对外业务量比较小，通常情况下整个系统都是出于封闭状态。（9）数据的可靠性比较高。（10）各个信息的控制比较独立。（11）业务、数据流量一般集中于站间，并不是集中在站内。
二、传输带宽分析
（一）传输带宽的使用
对传输容量带宽估算，不同类型的传输设备因板卡类型不同将包含不同接口，而需要达到接口利用的最大化，即需要合理分配各子系统的接口类型，避免低带宽需求使用了高带宽的接口，导致传输带宽的浪费;传输方式即业务配置所用的方式，因传输方式的不同，业务配置所耗费的带宽将会有所区别。比如各子系统网管通常将采用划分 VLAN，共享传输时隙的方式进行配置，而非点对点的方式进行配置，从而最大化的利用有限的传输带宽;最大带宽必须是业务的可能使用到的最大单环带宽。此外，需要考虑预留业务，尽量可以分散配置到各接口板上，以便各接口板的业务在故障时容易切换到这些预留端口上去。
（二）系统网络管理
地铁通信传输设备配置一套网管理系统以实现对告警的集中监控功能，同时包含对系统数据的备份、业务配置、网络权限管理等功能。在对传输网管系统设计时，需考虑到能够最大化对传输系统进行监控和管理，不仅包括对传输板卡及故障的监控，同时应考虑到对传输系统附属设备的监控。告警信息的覆盖应需要全面地反映设备的状态。如接口板和控制板的通信故障虽不影响业务功能，但也需要在网管上直观的体现出来，以便对设备板卡进行预防性维护处理;同时，需要考虑对既有设备升级板卡的可兼容性，即可以通过安装补丁或者扩容包的方式，对网管版本进行升级，而非采用全面替换的方式将整套网管系统全部更换掉;此外，需要考虑对未来线网发展所需更多站点监控的可兼容性。不仅需要可以灵活地增加或者减少单台传输节点设备，而且需考虑到对采用同类型不同品牌传输设备的兼容。
三、传输电源管理分析
（一）典型传输电源供电方式
目前地铁通信的传输节点设备多采用双电源板卡的形式进行供电，采用 1：1 保护机制，当其中一块电源板故障时，另外一个传输板卡会完全承担该节点的所有供电。两种传输节点设备均采用上述供电方式进行供电。
（二）传输系统电源设计的缺陷
①对传输电源附属设备无远程监控措施。若电源转换模块出现故障，维修人员即不能及时发现，可能造成全站传输系统掉电，扩大影响范围。
②传输电源板卡从单路电源取电。虽然目前传输设备节点均配有两块电源板卡，但设计均从配电柜一路空开取电，如果配电柜输入电源或空开故障，传输电源板均无法供电，造成整个传输节点掉电。所以在电源板卡接电设计时，双路电源可以采取不同 UPS 供电，甚至在 UPS 上游从不同路电源输入取电，以保证传输系统供电的鲁棒性。
③对传输电源板卡监控的不全面。目前传输电源板卡在掉电时，网管才会显示告警信息，无法监控到板卡瞬时失电、电压不稳定等状态。在网管设计时，如果可以对电源板卡的输出电压状态进行实时监控，并自动记录电压曲线，维修人员就可以及时发现电源板卡的故障隐患，及时更换老化的电源板卡。
四、地铁传输设备案例分析
（一）传输系统带宽资源缺乏
某线传输带宽设计为2.5G，采取双纤双向复用段保护模式组网。既有业务配置大多采用环网业务配置形式，大程度地节约了传输带宽。但是，一方面，在线网建设时期业务配置时，编号在前的VC配置了低带宽业务，多个站点编号在前的VC的低阶时隙未完全占用，编号在后的VC配置了高带宽业务。该配置方式导致新增业务时，较难找到空闲时隙进行业务穿通配置;另一方面，由于某线传输组网采用三环组网，两个控制中心节点之间仅通过一块光板相连。在配置以太环网业务时，控制中心节点的光板会多次与本节点相邻的光板作穿通配置，导致光板的时隙多次重复使用，造成了时隙的匮乏，不利于新增业务的配置。
针对以上问题，可采取以下解决措施：①对传输业务进行重新规划配置，依次按照编号规划各类业务带宽，并充分利用低阶 VC 的空闲时隙，同时删除不必要的时隙穿通和端口配置;②在两个控制中心节点各新增一块光板，将同一光板的时隙配置分摊到新增光板上，从而腾出更多的空闲时隙作新增业务的配置。③将控制中心相邻站点配置双光板，并增加一条控制中心节点与车站相邻节点所连接的光路，从而增加可适用的时隙，避免因控制中心时隙的局限性导致整个环网带宽的浪费，提高带宽的可拓展性和带宽利用率。
（二）传输设备单电源输入
基于成本考虑，在初期建设时都是采用输设备电源板卡供电方式为UPS 单路电源输入。如果单路输入电源中断，将导致整个控制中心或单站传输系统掉电，影响面较大，如果节点出现突然掉电，可能会造成关键板卡损坏，上电后节点无法启动，降低传输系统的使用寿命。针对该问题，首先考虑对控制中心传输设备进行双电源改造。双节点采用双电源板交叉取电的方式，降低了因单路配电箱输出空开故障导致整个节点掉电的风险。同时，对整流电源模块新增蓄电池供电方式。
对于车站传输节点，可考虑加装传输整流电源模块，该电源输入从其他系统 DB 柜空开处取电，并将一路传输电源板卡与该整流电源模块相接，另一路传输电源板卡仍然接入既有传输整流电源模块。改造后车站节点两路电源板卡即从不同 UPS 的输出取电，即使一路 UPS 主机故障无输出时，仍可以保证另一路传输电源板卡正常供电，传输节点不会掉电。
（三）传输系统电源附属设备无远程监控
某传输系统设备因需要 -48V 电源输入，配置 APC 整流电源模块，而该电源模块无远程监控，因此无法及时监控到该整流模块的输出电压信息，得知该模块的运行情况。基于以上情况，可考虑对该整流电源重新配置 IP 地址后，接入既有交换机，建立传输通道接入传输网络，并在控制中心交换机接笔记本电脑，通过读取车站电源整流模块的 IP 地址，进入该整流模块的监控软件，从而实现对车站传输电源整流模块的远程监控。
五、结束语
通过上文分析得知，传输带宽设计规划的探讨、传输电源管理等方面的对通信传输系统的稳定、可延续性有着直接影响。结合案例分析，提出了通信传输系统存在的问题及解决措施，如通过增加板卡提高带宽可用性、传输双电源改造等等，实现远程监控，延长通信传输系统生命周期，并提高了系统的稳定性及可持续性，进一步降低运维成本。
（作者单位：深圳地铁集团有限公司）
关键词： 传输設备;可延续性;带宽优化;传输电源模块
一、地铁通信特点
地铁运营情况和地面交通相比较，地铁更具复杂性及系统化，中间容易由于某个环节发生事故而调整整个线路的班次。在地铁运营过程中，需要通信系统的支持，如果传输系统瘫痪，可能会造成车站与车站、控制中心与车站、控制中心之间的各类系统设备联系中断，中央无法监控到车站设备。由此可见，通信系统的安全可靠性非常重要。地铁通信具有以下几个特点：（1）传输音频质量比较高。（2）可以实现多点、高质量视频的监视。（3）对于车辆的运输指挥可靠性比较高。（4）可以保持语音通话，便于相关人员充分掌握车辆情况。（5）可以对语音通话进行指挥。（6）及时监控与管理各项业务。（7）在高质量快带视频、广播方面有着较高的要求。（8）对外业务量比较小，通常情况下整个系统都是出于封闭状态。（9）数据的可靠性比较高。（10）各个信息的控制比较独立。（11）业务、数据流量一般集中于站间，并不是集中在站内。
二、传输带宽分析
（一）传输带宽的使用
对传输容量带宽估算，不同类型的传输设备因板卡类型不同将包含不同接口，而需要达到接口利用的最大化，即需要合理分配各子系统的接口类型，避免低带宽需求使用了高带宽的接口，导致传输带宽的浪费;传输方式即业务配置所用的方式，因传输方式的不同，业务配置所耗费的带宽将会有所区别。比如各子系统网管通常将采用划分 VLAN，共享传输时隙的方式进行配置，而非点对点的方式进行配置，从而最大化的利用有限的传输带宽;最大带宽必须是业务的可能使用到的最大单环带宽。此外，需要考虑预留业务，尽量可以分散配置到各接口板上，以便各接口板的业务在故障时容易切换到这些预留端口上去。
（二）系统网络管理
地铁通信传输设备配置一套网管理系统以实现对告警的集中监控功能，同时包含对系统数据的备份、业务配置、网络权限管理等功能。在对传输网管系统设计时，需考虑到能够最大化对传输系统进行监控和管理，不仅包括对传输板卡及故障的监控，同时应考虑到对传输系统附属设备的监控。告警信息的覆盖应需要全面地反映设备的状态。如接口板和控制板的通信故障虽不影响业务功能，但也需要在网管上直观的体现出来，以便对设备板卡进行预防性维护处理;同时，需要考虑对既有设备升级板卡的可兼容性，即可以通过安装补丁或者扩容包的方式，对网管版本进行升级，而非采用全面替换的方式将整套网管系统全部更换掉;此外，需要考虑对未来线网发展所需更多站点监控的可兼容性。不仅需要可以灵活地增加或者减少单台传输节点设备，而且需考虑到对采用同类型不同品牌传输设备的兼容。
三、传输电源管理分析
（一）典型传输电源供电方式
目前地铁通信的传输节点设备多采用双电源板卡的形式进行供电，采用 1：1 保护机制，当其中一块电源板故障时，另外一个传输板卡会完全承担该节点的所有供电。两种传输节点设备均采用上述供电方式进行供电。
（二）传输系统电源设计的缺陷
①对传输电源附属设备无远程监控措施。若电源转换模块出现故障，维修人员即不能及时发现，可能造成全站传输系统掉电，扩大影响范围。
②传输电源板卡从单路电源取电。虽然目前传输设备节点均配有两块电源板卡，但设计均从配电柜一路空开取电，如果配电柜输入电源或空开故障，传输电源板均无法供电，造成整个传输节点掉电。所以在电源板卡接电设计时，双路电源可以采取不同 UPS 供电，甚至在 UPS 上游从不同路电源输入取电，以保证传输系统供电的鲁棒性。
③对传输电源板卡监控的不全面。目前传输电源板卡在掉电时，网管才会显示告警信息，无法监控到板卡瞬时失电、电压不稳定等状态。在网管设计时，如果可以对电源板卡的输出电压状态进行实时监控，并自动记录电压曲线，维修人员就可以及时发现电源板卡的故障隐患，及时更换老化的电源板卡。
四、地铁传输设备案例分析
（一）传输系统带宽资源缺乏
某线传输带宽设计为2.5G，采取双纤双向复用段保护模式组网。既有业务配置大多采用环网业务配置形式，大程度地节约了传输带宽。但是，一方面，在线网建设时期业务配置时，编号在前的VC配置了低带宽业务，多个站点编号在前的VC的低阶时隙未完全占用，编号在后的VC配置了高带宽业务。该配置方式导致新增业务时，较难找到空闲时隙进行业务穿通配置;另一方面，由于某线传输组网采用三环组网，两个控制中心节点之间仅通过一块光板相连。在配置以太环网业务时，控制中心节点的光板会多次与本节点相邻的光板作穿通配置，导致光板的时隙多次重复使用，造成了时隙的匮乏，不利于新增业务的配置。
针对以上问题，可采取以下解决措施：①对传输业务进行重新规划配置，依次按照编号规划各类业务带宽，并充分利用低阶 VC 的空闲时隙，同时删除不必要的时隙穿通和端口配置;②在两个控制中心节点各新增一块光板，将同一光板的时隙配置分摊到新增光板上，从而腾出更多的空闲时隙作新增业务的配置。③将控制中心相邻站点配置双光板，并增加一条控制中心节点与车站相邻节点所连接的光路，从而增加可适用的时隙，避免因控制中心时隙的局限性导致整个环网带宽的浪费，提高带宽的可拓展性和带宽利用率。
（二）传输设备单电源输入
基于成本考虑，在初期建设时都是采用输设备电源板卡供电方式为UPS 单路电源输入。如果单路输入电源中断，将导致整个控制中心或单站传输系统掉电，影响面较大，如果节点出现突然掉电，可能会造成关键板卡损坏，上电后节点无法启动，降低传输系统的使用寿命。针对该问题，首先考虑对控制中心传输设备进行双电源改造。双节点采用双电源板交叉取电的方式，降低了因单路配电箱输出空开故障导致整个节点掉电的风险。同时，对整流电源模块新增蓄电池供电方式。
对于车站传输节点，可考虑加装传输整流电源模块，该电源输入从其他系统 DB 柜空开处取电，并将一路传输电源板卡与该整流电源模块相接，另一路传输电源板卡仍然接入既有传输整流电源模块。改造后车站节点两路电源板卡即从不同 UPS 的输出取电，即使一路 UPS 主机故障无输出时，仍可以保证另一路传输电源板卡正常供电，传输节点不会掉电。
（三）传输系统电源附属设备无远程监控
某传输系统设备因需要 -48V 电源输入，配置 APC 整流电源模块，而该电源模块无远程监控，因此无法及时监控到该整流模块的输出电压信息，得知该模块的运行情况。基于以上情况，可考虑对该整流电源重新配置 IP 地址后，接入既有交换机，建立传输通道接入传输网络，并在控制中心交换机接笔记本电脑，通过读取车站电源整流模块的 IP 地址，进入该整流模块的监控软件，从而实现对车站传输电源整流模块的远程监控。
五、结束语
通过上文分析得知，传输带宽设计规划的探讨、传输电源管理等方面的对通信传输系统的稳定、可延续性有着直接影响。结合案例分析，提出了通信传输系统存在的问题及解决措施，如通过增加板卡提高带宽可用性、传输双电源改造等等，实现远程监控，延长通信传输系统生命周期，并提高了系统的稳定性及可持续性，进一步降低运维成本。
（作者单位：深圳地铁集团有限公司）