基于MSTP平台的以太网技术在铁路客运专线中的应用

1 铁路客运专线对传输系统的要求

早期的铁路通信传输系统主要承担以语音、低速数字信号等的系统业务，数据量不大。随着铁路客运专线大规模建设及铁路信息化工作的推进，同时各业务系统逐渐向简单化IP接口转变，对传输带宽要求不断提高。一是要求通信传输系统能够传输语音、数据、图像、视频等多种类型的综合业务信息：二是需要提供对宽带数据业务接口和大带宽需求的支持以及随之而来的安全隔离和服务质量（QoS）保证等。

目前在客运专线传输系统中，以太网业务主要应用于SCADA、综合视频监控系统、动力及环境监控系统、光纤直放站网管系统、客票系统、防灾系统、智能门禁系统等。

2 基于MSTP平台的以太网组网及应用分析经

过多年的发展和应用，基于SDH的MSTP已经成为建设城域综合传送平台的成熟技术。其核心技术是支持数据业务尤其是以太网业务和以传统话音为主的时分复用（TDM）业务的综合传输。MSTP技术的发展主要体现在对数据业务的支持上。随着异步传输模式（ATM）应用逐渐减少，对以太网业务的支持能力成为MSTP技术革新的主要标志。

在电信网络的发展和技术进步的驱动下，MSTP经历了从支持以太网透传功能的第1代MSTP、支持汇聚和二层交换功能的第2代MSTP，到支持内嵌弹性分组环（RPR）、多协议标记交换（MPLS）等以太网业务QoS支持的第3代MSTP的发展历程，并且还可以升级到智能光网络。根据ITU—TG.etnsrv，以太网业务有4种类型：以太专线（EPL）业务、以太虚拟专线（EVPLJ业务、以太专用局域网（EPLn）业务和以太虚拟专用局域网（EVPLn）业务。

EPL：以太透传业务，各个用户独占一个虚拟容器通道（VCTRUNK）带宽，业务延迟低，提供用户数据的安全性和私有性。

EVPL：又称多点虚拟专用网（VPN），其优点在于不同业务流可共享VCTRUNK通道，使同一物理端口可提供多条点到点的业务连接，并在各个方向上的性能相同，接入带宽可调、可管理，业务可收敛实现汇聚，节省端口资源。

EPLn（EPLAN）：又称网桥服务，网络由多条EPL专线组成，实现多点到多点的业务连接。接入带宽可调，可管理，业务可收敛、汇聚。优点与EPL类似，在于用户独占带宽，安全性好。

EVPLn（EVPLAN）：又称虚拟网桥服务、VPN业务或VPLS业务，实现多点到多点的业务连接。

2．1以太网专线业务

以太网专线业务类似于以太网透传业务，包括EPL和EVPL。

2．1．1 EPL业务

EPL业务是专线业务中比较简单的一类业务，可实现业务的点到点、点到多点的连接，但每个业务占用独立的VCTRUNK端口，以保证每个业务带宽独享、相互隔离。EPL应用包括点到点业务：端到端基于以太端口透传；点到多点业务：基于端口+虚拟局域网（VLAN）进行业务透传；多点到点业务：基于端口+VLAN进行业务透传，实现业务汇聚。区间站的以太网业务连接到媒体接入控制（MAC）端口，不同的VLAN映射到不同的VCTRUNK，形成不用带宽的以太网专线通道，将业务传到车站不同的MAC端口（见图1）。

2．1．2 EVPL业务

EVPL与EPL的区别是：EVPL可以共享VCTRUNK端口，同--VCTRUNK端口内不同VLAN共享带宽，因此EPL可以看成是EVPL的一种特殊应用。通过VLANTAG或者使用二层标签如VLAN嵌套、MPLS标签等实现通道共享技术，提供带宽共享；通过用户隔离技术保障数据的安全性。EVPL通道共享见图2。

同时，利用EVPL还可实现单站的带宽共享（见图3）。以太网板的单站共享方式即同一块以太网板上的多个以太网口的业务映射到相同的一个VCl2TRUNK中。如果属于不同的用户，则由各用户独立的虚拟网桥（VB）进行区分。如果用户内部业务有安全保障要求，则在该VB内部进行VLAN划分；如果有带宽保证要求，则通过优先级的划分实现差分服务。

2．2以太网LAN业务

以太网LAN业务类似于以太网二层交换业务，但其操作对象有所差别（见图4）。

EPLAN方式与EVPLAN方式均能实现LAN互联业务，即城域网（MAN），均能实现多点对多点通信。不同之处是EPLAN方式的不同用户带宽各自独占。而EVPLAN方式不同用户的带宽通过二层标签，如VLAN嵌套、MPLS标签等技术实现共享，通过用户隔离技术保障数据的安全性，从而利用相同的传输物理通道资源构成逻辑上独立的LAN，充分提高带宽利用率。另外，虚拟通道还能使多个站点共享SDH环网的同一传输带宽（如1个2Mb/s），实现在该共享带宽上的多个站点业务的统计复用（见图5）。

图5中，各站点之间通过VC12TRUNK互联，其中，站点1与4之间如果通过VCl2TRUNK互联，则1，2，3，4站点的以太网互联成环，理论上会形成广播风暴。这时可以启动新型以太单板的生成树协议（STP）处理，通过在逻辑层面上阻塞站点1与4之间的VCl2TRUNK，防止环网形成。也可以不在站点1与4之间配置VCl2TRUNK。两种方式都可以保证最后4个站点的以太网层面上无环网形成。