浅谈关于地铁通信系统的RPR_地铁通信系统

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浅谈关于地铁通信系统的RPR

1352289 汤泽坤

摘要：通过对RPR技术的介绍和一些认识，使得对地铁通信系统有大致的了解，将计算机网络的新技术应用于地铁传输系统以提高地铁传输系统中多业务传输平台（MSTP）的业务处理能力以严格业务分类和地铁的服务质量。个人对先进计算机网络技术应用于地铁通信系统的认识。

关键词：RPR技术 以太网 EVPLn MSTP 引言：

IP数据业务的快速发展，使以太网局域网飞速发展，这就需要一个高速的MAN或WAN把它们连接起来，很多厂商提出了IP over ATM或IP over SDH的方案，利用的协议有MPoA和PoS，但是它们都有一个缺点，就是当第2层的服务进入第1层的WAN结构时，它们的带宽是静态分配的，这样带宽的利用率不高。一个好的解决方法是采用光以太网RPR技术（Optical Ethernet RPR），它使RPR环上的设备共享环上的所有或部分的带宽。以太网IP数据采用尽力传送的机制，是现在广泛采用的局域网技术，具有很好的扩展性，很适应现在的突发性数据业务，但是，QoS没有保障，保护倒换的能力也很差。SDH设备具有小于50ms的倒换时间，有多种保护方式，具有良好的QoS，但是SDH采用的是固定传送带宽，传送IP数据业务的效率不高，造成很大的浪费，SDH对数据业务的传送不是最佳的选择。

RPR技术的定义：RPR是一种网络技术。RPR的简称Resilient Packet Ring弹性分组环（802.17）, 从字眼我们可以看出这个技术的三个特点，首先是Resilient（弹性的），这个比较复杂我们后面慢慢谈谈这些弹性的优点。再次是Packet（包）,这个技术基于包的传送。最后是Ring（环）,包的传送要建立在Ring这种拓扑结构上。而且是一种双环结构，每个环上最大的带宽1.25Gbit/s, 双环最大带宽2.5Gbit/s.外环携带内环数据包的管理字节，内环携带外环的管理字节。这样，双环互为保护和备份。

RPR技术的发展，际电子电气工程师学会（IEEE）于2000年12月成立了RPR工作组（IEEE 802.17）。几家大型通信公司等发起成立了RPR联盟，推广RPR技术，RPR目前最新的草案是Draft3.0。

RPR技术的主要特点：

1、带宽效率——传统的SDH网络需要环带宽的50%作为冗余，RPR则不然，它把两个反方向旋转的环都利用起来，用于传送和控制数据业务流。此外，RPR还利用目的地报文提取的方式实现了环路带宽的空间重新利用。这样，就大大提高了带宽的利用效率。

2、保护机制——RPR可以提供在故障出现后50ms时间内的自动保护倒换业务，这就与SDH的ASP相类似，为用户提供了99.999%的服务时间。此外，业务流的优先机制确保了优先级高的业务流能够得到适当的处理，以满足实时性业务的需求。

3、简单的业务提供——RPR的目标之一是分布式接入、快速保护和业务的自动重建为节点的快速插入和删除提供了即插即用机制。RPR也是一项在环内使用共享带宽的分组交换技术，每一个节点都知道环的可用容量。在传统的电路交换模式下，全网格型连接需要O（n2)个点到点连接，而RPR只需要一个与环的业务连接，这样就大大简化了工作。

RPR的缺陷：RPR克服了传统的静态以太网的方向固定，组网不灵活及带宽利用率低等缺点。但也带来了一些不足：

1、相同的RPR模块不可以映射到不同的RPR环网中；

2、已经建立的不同RPR环网不能通过交叉模块进行链接。

RPR技术的应用方式：

1、主备网——建立2套RPR环网，2套环网采用的业务级别机制不同，在每个站点均需配置2个以上的RPR模块，每个模块分别组建不同的RPR环网。

2、全网同环——将全网组成一个整体环网，将需要使用的RPR模块利用MSTP的交叉模块组建为一个整体的环网。

3、混合型建网——即根据具体情况采用上述两种情况组合的综网，在不同的条件下应用不同的方式，以达到资源整合优化的目的。

RPR应用于地铁以太网虚拟专用LAN业务（EVPLn），地铁通信网中，数据网大多采用了EVPLn方式，以太网虚拟专用LAN业务具有的的特点是：MAC地址环路对于数据网来说是致命的，一个最简单的请求就会让全网瘫痪。

RPR技术应用于地铁传输系统中，基于光网路传输平台，将MSTP和RPR几何起来，对透传数据业务，如信号控制、广播业务等突发性不强的业务，可以通过MSTP来承载;而对进行贷款预留并允许突发的自动售检票业务，进行保证贷款也允许突发的图像业务，以及需要尽力传送的OA业务列这三个业务通过RPR来承载。这种对传输系统的每种业务进行最精细化的划分和最合理的处理，既能保证关键业务的安全和带宽，又能保证较高的带宽利用率，解决了带宽不足的问题，相应的使设备造价也得到降低，并且使设备在相当长一段时间内可以不考虑扩容和升级，满足多种业务需求，延长了设备的生命周期，较好地满足了目前地铁通信系统数据业务和图像业务的需求。

RPR的保护机制：RPR保护协议提供了对所有被保护业务小于50ms的可靠的保护倒换机制，即所谓的弹性。

1、源路由的保护机制(steering)——对于源路由的必备的保护，当检测到故障时，节点并不在故障部分进行绕回，而是向各个节点发送保护请求信息告知链路故障，当各节点收到表示故障信息的保护请求信息时，各节点更新保护数据库，发送业务的源节点负责将每个源站点的业务从外环或内环转移到另外一个单向环，而避开失效的链路。在源站点的源数据库没有更新之前，因为没有相关的机制，传送包将在失效点丢失。源路由保护方式的优点在于大大提高了环路带宽利用率，并且某条光纤上的业务保护倒换时，对此段另一条光纤上的业务没有任何影响。2绕回的保护机制(Wraping)——在这种方式下，当检测到故障时，故障邻近的节点会把一个环上的业务绕回到另一个环上，绕回发生在故障处两端节点，按保护倒换协议进行绕回。这种方法使数据流在经过很长一段路径到达目的节点时，都会保持连通性。对于回绕保护，如果设备失效，从失效点进出的业务将回绕到沿反方向发送的环上。在保护倒换协议的控制之下，保护回绕发生于与故障点相邻的站点，业务流将通过回绕保护从失效点重选路由。此时的路由不是最优化的路由，随后，随着新的环拓扑发现，一个新的优化的数据通道将会启用。但拓扑发现和随后的优化路径选择已不属于保护倒换协议的范畴。当采用绕回方式提供保护时，可对RPRMAC层旁路，直接采用物理层的绕回。绕回保护方式的优点在于保护倒换时间相对快，分组流失少。如果分组为多播业务，则绕回保护方式不需要重新计算多播的复制点。绕回方式保护可根据具体支持的情况而定，是可选的方式，只有环上所有节点都提供支持的前提下才激活，业务在失效点直接切换到反向环以保证环上所有站点的连接，绕回方式保护对源站点是透明的。

结论：

随着计算机网络技术的不断发展，计算机网络技术（不仅仅是RPR技术）将更多的应用于地铁数据传输系统中，为人们的生活带来便利与发展。毫无疑问，科学技术的进步给人们带来的一定是更多难题的解决，随之而来的也会带来更高的要求以及更难以解决的问题。因此，应用新技术应对其先进行全方位的评估，从理论到实践是一条更加曲折的道路，需要对多种场景的模拟及多方面形式和环境的考虑以应用不同的技术，找到最合适的技术以应对层出不穷的问题。人类文明进入更高发展阶段的重要标志就是计算机网络技术的迅速发展和普及，而且计算机网络技术有效的推动了现代化的历史进程。先进的计算机网络技术成功的打破了空间以及时间之间的范畴，缩短了人与人之间的距离，给现代人们的生活和学习带来了极大的便捷。除此之外，计算机网络的飞速发展也给人类的社会生活带来了更新且更大的挑战，因此，我们必须不断的提高自身的思想。对最前线的计算机网络技术的发展是需要加以大力支持和鼓励的，计算机网络发展到今天也与人类各种社会活动，个人活动密不可分。因此，掌握一定的计算机网络知识，才能更好地将最新的技术合理的应用，这是我通过这篇论文得到的一点收获。参考文献：

【1】李瀛生MSTP内嵌RPR技术在地铁通信中的应用分析 【2】杨广群，杜薇 地铁通信枢纽——传输系统 【3】张雷，程时端弹性分组环技术 【4】贾志华地铁通信系统的RPR 挑战，并且及时的抓住计算机网络时代所带来的发展机遇，全面的推动人类社会的向前发展。

意识，积极的面对