SPN赋能长沙轨交，打造精品智慧地铁

        2022年6月，长沙地铁6号线开通初期运营。其专用传输系统采用中兴通讯SPN设备组网，是全国首个SPN轨道交通专用通信传输网。

        地铁是城市交通的主动脉，通信网络是地铁运营的基本保障。地铁通信业务复杂，包含行车控制、调度通信、视频图像、检测监测等传统业务，以及海量传感器数据传输、无人驾驶等新业务，对带宽和时延的需求各不相同，而行车相关的业务对安全性和可靠性等级要求更高。

        传统的MSTP组网，线路侧最大带宽为10Gbps，无法满足地铁急剧增长的带宽需求，也很难满足地铁众多业务类型的汇聚需要。中兴通讯针对长沙地铁6号线传输网络部署的场景化具体技术要求，推出SPN端到端承载解决方案（见图1）。与传统传输方案相比，SPN融合了TDM和分组交换功能，支持超大带宽、融合硬切片和软切片，为地铁专用通信和智慧运营提供通信保障。

层次化的大小颗粒硬切片技术

        长沙地铁6号线在轨交通信现网中首次商用SPN的FGU小颗粒技术，利用其类似SDH的硬隔离性和低时延优势，将无线通信系统、通信电源监控等100Mbps左右带宽的生产业务通过独立的FGU通道承载，确保硬管道下的物理隔离，并满足业务的低时延传输要求。对于带宽在1000Mbps及以上的业务，如视频监控系统、乘客信息系统、办公自动化系统、自动售票系统则采用n×5G带宽的FlexE大颗粒切片承载，高效合理安排带宽资源。地铁业务部署时，在每个100GE的线路侧划分6个大颗粒的n×5G带宽通道，在其中的1个大颗粒通道划分出4个小颗粒通道，通过层次化的切片颗粒满足不同业务通道的需求。

基于硬切片和软切片实现嵌套切片

        通过硬切片和软切片的组合使用，保证地铁不同类业务隔离，同时提高硬切片带宽的充分利用。如图2所示，在100GE的总带宽上给地铁的视频监控业务提供10Gbps的硬切片通道，和其他业务通道完全隔离。采用基于伪线/隧道的VPN承载每个站点的视频监控业务，在每个站点上通过交换模块完成本地伪线/隧道和其他站点伪线/隧道的汇聚，汇聚后的业务均通过此硬切片通道承载。可以部署VPWS（Virtual Private Wire Service）和VPLS（Virtual Private LAN Service）等不同业务模型，通过VPN等统计复用技术充分提升硬切片传输通道的带宽利用率。

        和传统MSTP的EOS（Ethernet over SDH）汇聚功能相比，EOS背板带宽一般为2.5Gbps左右，而SPN设备对硬切片业务可以提供n×5G带宽，最大可以达到线路带宽。此外，EOS的背板上虚级联组VCG（Virtual Concatenation Group）的汇聚比一般不大于48，在组网应用时容易受限；而SPN设备的软切片基于VPN技术，SPN设备可支持的伪线、隧道数量可以到K级别，完全满足业务类型多、站点和业务数量大的应用场景。

超大带宽

        网络线路侧采用100GE组环，为地铁各子系统提供冗余、可重构、灵活的信息传输及交换信道，基于大带宽弹性分组管道，保障地铁安检信息实时采集与集中处理，实现人、物同检，全面提升检验和回查追溯的效率与准确度。此外，基于SPN的FlexE的链路捆绑功能，将两个100GE的物理通道捆绑起来，形成一个大带宽的逻辑通道，支持高速率业务通过低速率物理端口的传输方式，可以实现线路侧带宽平滑升级到200GE。未来地铁建设运营统一智慧平台，传输系统将要承载智慧运维、智慧出行、智慧车站、智慧段厂、智慧行车、智慧调度、智慧经营等业务，SPN线路侧200GE超大带宽，将为智慧平台建设提供充分的通道保障。

支持E1 CBR

        地铁中的E1业务一般是重要的生产业务，如调度电话等，对业务的安全性、可靠性、时延指标等要求比较高。SPN支持以CBR（Constant Bit Rate）方式承载E1业务，客户业务以66B码块的方式直接映射封装到10Mbps的小颗粒硬通道，中间不经过任何分组处理的环节，解决了原有的PWE3方式的软隔离问题，既能保证业务带宽、误码性能，还能提供类似SDH的时延性能。E1 CBR通过端到端的FGU通道承载，保证了E1业务在完整路径上的硬隔离，满足了地铁生产业务的高安全可靠要求。

完善的网络保护方式

        SPN设备具备网络级的分层保护能力。支持电信级快速保护倒换，倒换过程中保证50ms以内的业务损伤时间；支持基于控制器的重路由功能，可以达到类似ASON的永久1+1保护效果。

        SPN设备在客户业务子层支持VPN FRR/IP FRR保护，实现PE节点冗余保护功能；支持以太网接口链路聚合组（LAG）保护，提供更高的带宽和链路可靠性。在网络传送子层支持线性保护、双归保护、环网保护、任意拓扑SR-BE保护。在切片通道层支持MTN path 1+1保护功能，业务保护倒换时间可降低到数毫秒。SPN的重路由、切片通道保护等提供了比SDH、MSTP技术更强的功能、更高的性能，保障了轨交业务的高安全性和高可靠性。

超高精度的1588时间同步

        SPN设备支持同步以太网功能，实现稳定可靠的频率同步；支持PTP功能，实现超高精度的时间同步，为地铁无线子系统等提供必需的同步信号。

        SPN的高精度时间同步主要包括超高精度时钟源和超高精度的时间传送技术。时间服务器跟踪卫星，性能可从100ns提升到30ns。超高精度的时间传送技术通过优化接口时间戳处理、1588时间同步协议演进和单纤双向改进链路对称性来改进SPN设备的传输时间同步精度。SPN设备可以提供每站点+-5ns的超高时间精度，可为未来智慧地铁的各种新业务提供精准的同步保障。

智能管控

        中兴通讯新的UME（Universal Management Engine）管控系统融合了网络管理、业务控制和网络分析等功能，是实现网络资源池化、网络连接自动化和自优化、运维自动化的核心使能系统。基于UME管控系统，SPN网络实现了网络集中管控、全网策略统一、E2E全网可视、智能运维等，运维效率得到提升。全网资源统一管理，实时可视，从业务、隧道连接、容量、站点等多维度可视化分析现网资源信息，精准定位网络资源瓶颈；基于SDN技术，支持集中算路，业务发放时计算最优路由，业务恢复时避免资源冲突造成重路由失败；支持一键式自动化快速部署，支持业务的端到端质量检测机制，提供通信故障智能诊断、通道带宽自动优化调整等功能，为地铁智慧运营提供强有力支撑。

        长沙地铁6号线自开通运营以来，通信系统运转良好，各项业务性能指标均满足智能轨道交通系统对传输承载网的严格要求，为后续大规模商用部署提供重要参考依据。未来，中兴通讯将持续为长沙地铁通信传输网络运营提供全面技术保障，全力打造精品轨交网络。