1号线传输系统以太网业务应用及设备缺陷解决办法

1号线传输系统以太网业务应用及设备缺陷解决办法

唐栩

成都地铁运营有限公司， 四川成都 610000

摘要：

本文介绍以太网在SDH设备传送的原理、在地铁运营中的业务应用范围、1号线传输系统以太网业务的组网方式技术特点等，并在分析目前设备在以太网业务上存在的缺陷，提出的相应的解决办法。

关键字：传输以太网EOS；RPR技术;RSEB板卡;ESFEx8板卡；广播风暴。

1 传输以太网业务原理及应用介绍

1.1传输以太网业务基本原理

传输以太网EOS（Ethernet Over SDH）顾名思义就是实现以太网业务在SDH节点上的传送，包括透明传输和以太网二层交换等功能，是MSTP（基于SDH 的多业务传送平台）系列结构的一部分。其功能及基本原理为将来自以太网接口的数据帧直接进行透明传输或进行2层交换处理、RPR处理后，通过协议封装，映射到VC容器中，再加入复用段开销和再生段开销，最后形成STM-N的帧结构进行传送。

1.2 传输以太网技术在地铁运营中的业务应用

基于传输的以太网业务在地铁运营中主要运用于专用通信系统中公务子系统、无线子系统、视频监控等子系统的网管数据及图像信息的传输，同时也给自动售票（AFC）、门禁系统、信号道岔检测等多专业提供以太网透明传输通道。

2 1号线传输以太网业务组网方式及设备功能分析

2.1 组网方式及技术特点

1号线传输设备型号为中兴的S385，在以太网业务的组网方式上采取RPR双环结构，与SDH上采取的二纤双向复用段保护环拓扑类似，是由两个相反方向的环组成。直接承担以太网业务的组网以及业务配置接入等功能主要由内嵌RPR处理板（RSEB板）以及8路以太网接口板（ESFEx8板）两块板卡完成。RSEB板提供对2*GE(光/电)＋8*FE(光/电)进行业务处理，GE光/电模块另配，FE接口由ESFEx8接口板提供，共同完成外部业务接口的接入。

2.1.1RPR技术

RPR技术，称为弹性分组环技术，是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议，它利用环结构的优点，通过MAC层的支撑协议，解决带宽共享、保护、QoS保证等分组业务传输中的问题，其中、低优先级业务带宽受内部算法控制，具有自动调整的特性。

MAC实体是RPR实现中最为关键的一部分，一方面与上层进行控制和数据的交换，同时需要与各种物理接口协同工作。MAC实体包含一个控制子层和两个MAC数据通道子层，MAC控制实体从两个数据通道中接收、发送数据帧，并通过MAC业务接口与MAC客户端进行控制和数据的交换。

2.1.2 RPR环网结构

1号线传输以太网RPR环（如图1），与SDH双向复用段环拓扑类似，双环结构是由两个相反方向的环组成，顺时针方向的环称为环0，逆时针方向的环成为环1。环上的各个节点称为站点，站点之间的连接称为SPAN（段），每个SPAN对应TTL为一跳。每个站点对应环0收方向/环1发方向的端口称为SPAN1端口，对应环1收方向/环0发方向的端口称为SPAN2端口。每个站点的SPAN1端口与下一站点的SPAN2端口相连。各节点与环的相互配合数据操作主要为上环（数据帧接入环数据流中）、过环（数据帧转发到下一节点）、下环（数据帧复制一份并交给本节点的上层进行处理，环上数据继续保留）、剥离（经过本节点的数据不再往下转发，将其从RPR环网上剔除下来），如图2.

图1 1号线传输以太网RPR环拓扑图

图2 RPR环操作示意图

2.1.3 接口特点

ESFEx8接口板提供8路10/100M以太电口，以太网性能具备包括透传性能、虚拟局域网（VLAN）和L2层交换性能，其业务配置及管理通过RSEB板实现。

2.2 设备功能分析

根据上述传输以太网组网采用的技术及组网方式，分析整个系统的以太网组网有以下优缺点。

2.2.1主要的优点

2.2.1.1保护倒换时间快

以太网业务通过SDH传输，继承了SDH网络的保护倒换特性，以太网业务经过RPR处理，每个节点都保存有环的状态信息，形成一个拓扑数据库。当环初始化、新节点加入、环保护切换时，自动识别模式启动，发送相应的控制报文，各节点根据接收到的消息判断状态变化的节点及其链路状态，更新拓扑数据库同时双环结构提供了快速的环路保护和检测能力，其保护倒换技术可以快速进行故障响应，能实现小于50ms的倒换时间。

2.2.1.2带宽稳定有保障

带宽服务质量及服务类型可通过预先分配，使用类型可回收再利用，节点对流量的进入和转发采取严格的优先级顺序，确保同一业务类型的帧能够按序收发，数据报文在发送节点和接收节点沿着环双向传输，在接收节点把数据报文从环上剥离，数据报文剥离后将不再占用带宽，从而保证带宽的公平享用，确保各种类型的业务获得各自所需的QoS保证。

2.2.2 端口功能使用缺陷

1号线传输以太网ESFEx8接口板的8路10/100M以太电口由RSEB板进行L2层交换指标管理。接口板中的各电口之间虽然默认为隔离状态，但是由于该板主要的参数指标均由RSEB板配置管理，在RSEB板故障进行板卡的更换时，RSEB板启动的过程中会造成ESFEx8接口板的8路10/100M以太电口属于短暂的连通状态（HUB状态）。该状态会引起接口板以太电口下相同网段的以太网业务，形成网络广播风暴，造成故障，存在着功能性使用缺陷。

3 1号线传输以太网功能缺陷的解决办法

解决实际应用中的存在广播风暴风险的方法主要有3种：（1）更换故障RSEB板前先断开ESFEx8接口板网线；从源头产生隔离广播风暴；（2）接口板下联以太网业务接入之前要求先接入带隔离功能的3层交换机，在接入测隔离广播风暴的影响（3）业务分流，同一网段以太网业务分接不同接口板，由不同的RSEB板控制管理。

4 结束语

通过对1号线传输系统以太网配置数据的分析学习、咨询设备厂商以及在传输平台上面的实践演练，总结出了解决更换以太网网板中存在的设备缺陷问题的办法，规避了由此带来的作业风险，为后续故障处理提出指导性性意见。

参考文献

[1] 中兴通讯股份有限公司.传输系统技术规格书.[M/CD].中兴通讯股份有限公司

[2] 周华生.徐晓静.黄演.基于SDH的多业务节点设备配置手册.[M/CD].中兴通讯股份有限公司

[3] 董建军.宋珍.RPR技术的实现方式.[EB/OL].

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DGJB200407007.htm