乌鲁木齐地处中国西北边陲，是中国陆地面积最大的省级行政区，也是中国西北部地区重要的中心城市和重要的综合交通枢纽，1号线作为乌鲁木齐第一条地铁线路，南起三屯碑站，北至国际机场站，正线全长27.615km，全部为地下线，共设车站21座，最大站间距2.872km，最小站间距808m。

　　面临的挑战

　　乌鲁木齐地铁1号线使用同一张传输网络承载专用通信和民用通信，对地铁通信系统提出了更高的需求和更大的挑战。

　　带宽需求大：民用通信，由于LTE基站的引入，地铁民用通信传输带宽迅猛增长，根据中国移动设计院的LTE现阶段带宽规划，单个LTE基站要求做到上行50Mbps，下行150Mbps，考虑到三家运营商的存在，单站的LTE基站预留450M的带宽，总带宽需求4.2Gbps;专用通信，1080P全高清监控CCTV总带宽需求2Gbps，无线综合通信系统eLTE 1.5Gbps，乘客信息系统500Mbps，再加上综合监控、公务电话等其它业务2.69Gbps;传输网络总带宽需求10.89Gbps。

　　子系统间物理隔离：首先专用通信和民用通信一张传输网络承载，需要保证各业务相互独立，互不干扰;其次中国移动、中国联通、中国电信三家运营商目前所采用的移动承载技术不同，移动采用PTN设备，电信和联通采用IPRAN承载方案，传输网络需要通过物理管道隔离保证运营商之间彼此传输的独立性，其中任意一家管道的网络攻击不影响其它两家，提升传输的安全性等级;再次TDM业务与IP业务共存，目前从国内运营商的业务分布来看，2G用户占有相当大的比重，所以2G网络还会较长时间的大量存在，语音的低延时/高可靠特性需要使用硬管道承载，数据的大带宽/突发特性需要使用软管道承载。

　　高精度授时：LTE基站时间同步要求+/-1.5 us ，传统授时方案采用GPS提供基准时间，地铁项目如果采用GPS方案存在如下3个关键问题：成本高，地铁项目由于站间距较短，乌鲁木齐地铁一号线最大站间距2.872km，最小站间距808m，每个基站配备一套GPS系统，GPS配置密度大，数量多;选址困难，GPS天线需要在地面通过铁塔/楼顶安装以防止遮挡，乌鲁木齐地铁一号线大部分站点在城市中心区域，无合适安装地点;安装难度高，一号线全部为地下线，天线馈线需要从地上延伸到地下，长距离下GPS天线馈线较粗，安装困难 。

　　基于以上的需求，一方面传统10G系统RPR方案无法满足乌鲁木齐地铁一号线大带宽的需求;另一方面纯分组技术又不支持业务系统物理隔离的安全特性;业界呼唤新的传输解决方案。

　　增强型MSTP解决方案

　　经过严格的比选，乌鲁木齐地铁一号线决定采用华为增强型MSTP技术作为基础承载网络，该方案以“软硬管道“、”Smart 40G”、“1588V2”为核心，能够统一传送各类TDM和分组业务，实现业务安全性与传输效率的有效融合。增强型MSTP包含以下几种关键技术。

　　Smart 40G智能线卡：增强型MSTP具有Smart 40G智能线卡，单端口带宽相对于传统MSTP的4倍。它创新的引入了OTN技术，线卡的40G端口通过OTU3颗粒实现，端口可拆分成多个ODU2/ODU1/ODU0的小颗粒，因此Smart 40G线卡可同时支持10G/2.5G/GE的小颗粒传输管道，能将地铁不同业务通过不同的ODUK管道进行承载，从而实现了业务的物理隔离，确保了业务的高可靠、高安全和硬管道承载，并能提供端到端的带宽保障，防止某条业务突发从而影响其他系统业务;另外，ODUK颗粒支持绑定为分组或SDH管道，从而实现了地铁SDH与分组业务在同一根光纤承载。增强型MSTP线路侧可提供10G/20G/30G/40G的带宽，用户可以根据业务量灵活选择，并随着业务增长平滑升级，通过升级带宽License，实现“按需付费”的投资模式。乌鲁木齐地铁一号线采用Smart 40G智能线卡组网方案，线路带宽初期按照30G需求配置，后期可通过license软件升级方式平滑扩容到40G带宽，为各系统提供超大线路带宽，既满足现有大带宽诉求，同时具备不更换硬件平滑演进的能力。

　　一体化统一交换：增强型MSTP解决方案在一台设备上实现TDM业务和分组业务的统一交换，在线路侧实现一对光纤统一承载TDM业务和分组业务，从而实现了一张网络统一承载地铁通信中的TDM业务和分组业务，避免了分别组网带来的设备和光纤投资浪费。增强型MSTP方案提供MPLS-TP分组与SDH两种管道，其中公务电话、专用电话等2M业务，以传统的SDH硬管道方式承载，保证其安全性和低时延;闭路电视、乘客信息等IP业务，采用MPLS-TP分组软管道进行承载，提高分组承载效率，且用户可以获得与SDH网络同样优良的运维体验。

　　图3： 增强型MSTP架构

　　MPLS-TP分组传送技术：MPLS-TP是一种面向连接的分组交换网络技术，通过MPLS标签交换提供分组软管道，实现分组业务高效统计复用，大大提高分组业务的传输效率; MPLS-TP继承了传送SDH-LIKE OAM机制，具有强大的OAM功能;另外，MPLS-TP通过网管E2E静态配置，没有MPLS信令和IP功能的复杂性。为CCTV系统配置10GE接口板实现业务接入，避免多个GE端口绑定组网方式，降低业务开通及维护难度。同时，MPLS-TP还支持跨环通信，可保障每个子环独立倒换，单环最大支持64个节点，组网能力大大增强，满足地铁线路扩展的需要。增强型MSTP提供完善的保护机制，公务电话、专用电话等2M SDH业务采用SDH保护;CCTV、乘客信息等IP业务，采用MPLS-TP环网保护，其中SDH与MPLS-TP环网保护都能实现小于50ms的电信保护倒换。

　　IEEE 1588V2：通过IEEE 1588v2实现微秒级的高精度全网时间同步，取代GPS等复杂授时设备，为3G基站、LTE基站等需要1588v2时间的设备进行授时。同时PTP节点支持时钟选源和保护倒换，保证了PTP链路故障时也能获取时间同步信息。华为 MSTP 1588V2最大支持16端口、30个站点精度±1us，可为下游基站提供精确的时间同步授时。

　　应用案例

　　作为全球领先的传送网解决方案，华为地铁传送方案以其大带宽、低时延、高可靠性、多种接口的特性，已经成功中标北上广深等20多条线路，获得客户的高度认可。未来华为将会不断推出更可靠、更强大、更经济的传送网产品与解决方案，满足地铁在安全高效运营上不断增长的需求，为地铁建设做出更多贡献。