应急传输网方案

1、1 方案背景根据四川省应急广播系统技术白皮书意见，在发生突发公共事件时，应急传输网根据应急需求，将文本，音频，视频信息发送到不同系统。传输网主要采用广电现有的有线电视SDH/OTN光纤网，实现省、市、县平台之间的通信。在有线网络遭到破坏或有紧急情况时，启用省、市、县（市、区）三级应急广播平台之间的VSAT备份网络，提高平台间网络的抗灾害能力。2 有线电视SDH系统2.1 系统组成SDH分层网络结构图2.1.1 骨干环骨干环为四川各个地市州之间建立的有线电视SDH光纤网，根据白皮书指导意见，骨干环已经建立完整且能满足应急使用需求。通过SDH自愈环的建设可以达到SDH环网保护的目的，常用的4种SD

2、H保护环方式为：二纤单向通道倒换环；二纤单向复用段倒换环；二纤双向复用段倒换环；四纤双向复用段倒换环。1、二纤单向通道倒换环：二纤单向通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环S1；一个为备环P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环S1、备环P1 上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，如下图所示。二纤单向通道倒换环a若环网中网元A 与C 互通业务，网元A 和C 都将上环的支路业务“并发”到环S1 和P1 上，S1 和P1 上的所传业务相同且流向相反S1 逆时针

3、，P1 为顺时针。在网络正常时，网元A和C 都选收主环S1 上的业务。那么A 与C 业务互通的方式是A 到C 的业务经过网元D 穿通，由S1 光纤传到C（主环业务）；由P1 光纤经过网元B 穿通传到C（备环业务）。在网元C 支路板“选收”主环S1 上的AC 业务，完成网元A 到网元C 的业务传输。网元C 到网元A的业务传输与此类似。当 BC 光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板的并发功能没有改变，也就是此时S1 环和P1 环上的业务还是一样的。如下图所示。二纤单向通道倒换环b网元A 到网元C 的业务由网元A的支路板并发到S1 和P1 光纤上，其中S1 业务经光纤由网元D 穿通传至网元C，

4、P1 光纤的业务经网元B 穿通，由于BC 间光缆断，所以光纤P1 上的业务无法传到网元C，不过由于网元C 默认选收主环S1 上的业务，这时网元A 到网C 的业务并未中断，网元C 的支路板不进行保护倒换。网元C 的支路板将到网元A 的业务并发到S1 环和P1 环上，其中P1 环上的C 到A 业务经网元D 穿通传到网元A，S1 环上的C 到A 业务，由于BC 间光纤断所以无法传到网元A，网元A 默认是选收主环S1 上的业务，此时由于S1 环上的CA 的业务传不过来，这时网元A 的支路板就会收到S1 环上TUAIS 告警信号。网元A 的支路板收到S1 光纤上的TUAIS 告警后，立即切换到选收备环P

5、1 光纤上的C 到A 的业务，于是CA 的业务得以恢复，完成环上业务的通道保护，此时网元A 的支路板处于通道保护倒换状态切换到选收备环方式。网元发生了通道保护倒换后，支路板同时监测主环S1 上业务的状态，当连续一段时间（华为的设备是10 分钟左右）未发现TUAIS 时，发生切换网元的支路板将选收切回到收主环业务，恢复成正常时的默认状态。2、二纤单向复用段倒换环二纤单向复用段倒换环a二纤单向复用段倒换环如上图所示，若环上网元A与网元C互通业务，构成环的两根光纤S1、P1分别称之为主纤和备纤，上面传送的业务不是11的业务而是11的业务主环S1上传主用业务，备环P1上传备用业务；因此复用段保护环上业

6、务的保护方式为11保护，有别于通道保护环。在环路正常时，网元A往主纤S1上发送到网元C的主用业务，往备纤P1上发送到网元C的备用业务，网元C从主纤上选收主纤S1上来的网元A发来的主用业务，从备纤P1上收网元A发来的备用业务（额外业务）。二纤单向复用段倒换环b在CB光缆段间的光纤都被切断时，在故障端点的两网元C、B产生一个环回功能，如上图所示。网元A到网元C的主用业务先由网元A发到S1光纤上，到故障端点站B处环回到P1光纤上，这时P1光纤上的额外业务被清掉，改传网元A到网元C的主用业务，经A、D网元穿通，由P1光纤传到网元C，由于网元C只从主纤S1上提取主用业务，所以这时P1光纤上的网元A到网元

7、C的主用业务在C点处（故障端点站）环回到S1光纤上，网元C从S1光纤上下载网元A到网元C的主用业务。网元C到网元A的主用业务因为CDA的主用业务路由业中断，所以C到A的主用业务的传输与正常时无异，只不过备用业务此时被清除。通过这种方式，故障段的业务被恢复，完成业务自愈功能。3、二纤双向复用段倒换环二纤双向复用段倒换环外环（即顺时针方向，由站点A的西向光板发往邻站B的东向光板）AU4级的1、2时隙为工作通道S1，AU4级的3、4时隙为保护通道P2；内环（即逆时针方向，由站点B的东向光板发往邻站A的西向光板）AU4级的1、2时隙为工作通道S2，AU4级的3、4时隙为保护通道P1。正常时，外环的1、

8、2时隙和内环的1、2时隙工作。在二纤双向复用段环的组网下网管界面上3、4时隙是灰的，用户不需配置。正常时3、4时隙均直通。故障时外环的3、4时隙P2分别保护内环的1、2时隙S2，内环的3、4时隙P1分别保护外环的1、2时隙S1。 在二纤双向复用段环中，每对支路上下方向是相反的。举例来说：假设A和B之间有一个2M的业务通信，如果A到B的业务从A点的西向上从B点的东向下，则B返回到A的业务必须从B点的东向上从A点的西向下。反之亦反之。 假设原先A和B有业务通信，A到B的业务从A的西向S1上从B的东向S1收，B到A的业务从B的东向S2上从A的西向S2下（即A到B不经过环上的其他节点，沿短径传送）。如

9、果A和B之间发生故障，则A到B的业务首先经A的1CS4上到A的西向光板S1，在A的西向光板进行AU4终端侧环回，A的2CS4将A西向环回的业务S1发交叉到P1经A的东向光板发出，P1经环上其他节点（图中为E、D、C）的直通到达B点西侧。由于B点的西向是正常的，所以B的2CS4仍将西向光板来的P1直通到B的东向光板，B的东向光板将P1进行AU4终端侧环回，B的1CS4将东向光板来的P1收交叉到S1，至此A到B的业务正常到达B点。4、四纤双向复用段倒换环四纤双向复用段倒换环a四纤双向复用段倒换环b四纤环肯定是由4根光纤组成，这4根光纤分别为S1、 P1、 S2、 P2， 其中S1、 S2为主纤，传

10、送主用业务；P1 P2为备纤，传送备用业务。也就是说P1、P2光纤分别用来在主纤故障时保护S1、 S2上的主用业务。注意S1、 P1、S2、 P2光纤的业务流向。S1与S2光纤业务流向相反（一致路由，双向环），S1、 P1和S2、 P2两对光纤上业务流向也相反。在环网正常时，网元A到网元C的主用业务从S1光纤经B网元到网元C， 网元C到网元A的业务经S2光纤经网元B到网元A。网元A与网元C的额外业务分别通过P1和P2光纤传送。网元A和网元C通过收主纤上的业务互通两网元之间的主用业务，通过收备纤上的业务互通两网之间的备用业务。见上图a。 当B-C间光缆段光纤均被切断后，在故障两端的网元B、 C的

11、光纤S1和P1，S2和P2有一个环回功能，如上图b， 故障端点的网元环回，这时网元A到网元C的主用业务沿S1光纤传到B网元处，在此B网元执行环回功能将S1光纤上的网元A到网元C的主用业务环到P1光纤上传输，P1光纤上的额外业务被中断，经网元A、 网元D穿通传到网元C，在网元C处P1光纤上的业务环回到S1光纤上，网元C通过收主纤S1上的业务接收到网元A到网元C的主用业务。网元C到网元A的业务先由网元C将其主用业务环到P2光纤上，（P2光纤上的额外业务被中断），然后沿P2光纤经过网元D、 网元A的穿通传到网元B， 在网元B处执行环回功能，将P2光纤上的网元C到网元A的主用业务环回到S2光纤上，再由

12、S2光纤传回到网元A， 由网元A下主纤S2上的业务。通过这种环回、穿通方式完成了业务的复用段保护，使网络自愈。2.1.2 骨干节点骨干节点由各个地市州SDH传输节点组成，主要包括终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。骨干节点通常选用2 5Gb/s、10Gb/s设备或WDM设备。2.1.3 汇聚环汇聚层由汇聚节点与核心节点之间的网络组成，负责一定区域内的业务汇聚和疏导。汇聚层节点是业务区内所有接入层网络的汇聚中心，为转接和汇聚区内所有业务接入节点提供通路。汇聚层应有较大的业务交叉能力和汇聚能力，使网络有良好的可扩展性。 汇聚层可采用的组

13、网技术主要有MSTP、RPR和城域波分技术。在汇聚层采用MSTP，可保证对传统TDM业务的支持，同时优化数据业务的传送，提高带宽利用率。利用MSTP的L2交换和汇聚功能，可节省汇聚层节点的业务端口，降低网络成本。当前和今后一段时期，TDM业务仍将是电信运营商最主要的收入来源，而且还有一定的增长空间，在业务需求以TDM业务为主时，新建城域传输网的汇聚层以采用MSTP为适。2.1.4 接入链接入层由多个业务接入节点组成，可采用多种接入技术，能完成多种业务的接入和传送。接入层应有丰富的业务接口如ETH 10/100M、ATM等，有建设速度快、可靠性高、成本低和对业务质量提供保证的特性等。 接入层处在

14、网络末端，进行业务的接入。接入层是技术最丰富、对成本最敏感的区域，当前接入层可供选择的技术主要有MSTP、RPR和EPON等。对于城域传输网与P网的组网，应综合考虑技术成熟性和网络经济性，根据实际需求，可采用多种不同的技术方案实现经济和灵活的业务接入。在接入层，城域传输网应能提供丰富的业务接口，以最大限度满足P业务的接入和承载，有利于节省网络投资和提高资源利用率。2.1.5 汇聚节点汇聚节点由各个地市州的县级SDH传输节点组成，主要包括终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。汇聚接入节点通常选用155/622Mbps设备。2.2 系统功

15、能SDH传输网是应急通信的基础通信网络，系统利用广电网络已建成的光纤网络，可以实现大容量的双向的图像，语音以及数据传输。同时，SDH通过组建自愈环，具备一定的抗灾害能力。2.2.1 视频传输通过应急微波通信车，可以将应急现场画面第一时间传回指挥中心，为指挥中心提供前方的第一手资料。通过SDH传输网，分指挥中心可以与指挥中心进行电视会议，及时与指挥中心沟通，完成指挥中心下达的任务。2.2.2 数据通信指挥中心与前方应急现场实现双向数据传输，为指挥中心提供最新的资料，为应急指挥中心分析事故以及指挥决策提供依据。2.3 系统特点l SDH传输网支持丰富的数据接口，可以为系统使用者提供图像，声音等数据

16、传输通道。l SDH传输环网具有自愈功能，具备一定的抗灾害能力。l SDH传输系统技术成熟，具有丰富的组网方案和系统设备。3 应急卫星通信系统3.1 系统组成系统拓扑结构图应急卫星通信系统由一座卫星地面站、动中通应急卫星通信车及静中通应急卫星通信车，固定卫星接收站组成。卫星地面站系统是整个应急通信网络的核心，为应急通信车提供卫星通信接入平台，可对通信车发送的视频、话音及数据进行管理和调度。应急通信车作为应急现场的综合通信平台，可通过SCPC卫星链路与卫星地面站进行视频、话音及数据通信。3.1.1 卫星地面站卫星地面站拓扑结构图卫星地面站是应急通信保障的信息枢纽，可直接与应急通信车建立SCPC卫

17、星链路并能够与地面网络互联，主要设备包括：卫星通信系统（Ku 4.5米卫星天线、100 BUC、LNB、卫星MODEM等）、视频会议系统（内置MCU）、以太网交换机、VOIP语音设备等。固定通信站可以同时与应急通信车及地面网络互联互通，能够将应急通信车采集的事故现场信息实时地传输到指挥中心及参与指挥救援的相关部门，并可为应急通信车提供数据网接入。3.1.2 动中通应急卫星通信车动中通应急卫星通信车拓扑结构图在移动通信车车顶安装动中通卫星天线系统及室外视频采集设备，在移动通信车内配备应急通信机柜，将其它应急通信所需的通信设备集成在应急通信机柜上。移动通信车配备的基本通信设备包括：动中通卫星天线系

18、统（含40W功放、LNB、天线控制器等）、卫星MODEM、无线单兵视频传输系统、以太网交换机、车载室内/外摄像机、VOIP语音网关、车载电话、会议电视终端及车载供电设备（取力发电机、UPS等）。应急通信车通过动中通天线系统与卫星地面站建立SCPC通信链路，实现与指挥中心之间的话音、数据和视频传输。3.1.3 静中通应急卫星通信车（地面固定接收站）静中通应急卫星通信车拓扑结构图在静中通应急卫星通信车车顶安装静中通卫星天线系统及室外视频采集设备，在通信车内配备应急通信机柜，将其它应急通信所需的通信设备集成在应急通信机柜上。通信车配备的基本通信设备包括：静中通卫星天线系统（含40W功放、LNB、天线

19、控制器等）、卫星MODEM、无线单兵视频传输系统、以太网交换机、车载室内/外摄像机、VOIP语音网关、车载电话、会议电视终端及车载供电设备（取力发电机、UPS等）。应急通信车通过静中通天线系统与卫星地面站建立SCPC通信链路，实现与指挥中心之间的话音、数据和视频传输。3.2 系统功能应急卫星通信系统是动中通、静中通卫星通信系统结合地面传输网络进行应急通信保障的通信系统。系统可以实现快速的双向宽带卫星链路接入，建立SCPC卫星信道，实现动态图像、话音及数据传输。3.2.1 视频传输通信车配备的视频采集和传输设备可过卫星通道将实时采集的视频图像在第一时间回传给指挥中心，为指挥中心提供前方的第一手资料。在视频采集的同时，现场指挥人员可以随时在移动通信车内同应急指挥中心进行电视会议，及时与指挥中心沟通，完成指挥中心下达的任务。另外，移动通信车因自然地理条件的限制无法靠近事故现场时，现场动态图像的采集可以由无线视频传输系统完成，即由现场操作人员携带无线视频传输设备及摄像机靠近事故现场进行动态图像采集