环环相扣 完美呈现——RRPP方案在杭州地铁1号线PIS中的应用

1 概述

PIS(Passenger Information System,乘客信息系统)作为地铁与乘客之间最直观的信息交互平台,要求列车和车站环境中的实时播放的视频流不能出现黑屏、马赛克、声音停顿的情况,这也就要求地面有线网络和车地无线网络能够贴合PIS业务的需求,为其提供低时延、“0”丢包、高可靠、高带宽、高安全的网络解决方案。

目前,国内地铁PIS和其他专用通信业务大都通过支持MSTP或OTN的传输系统承载,实现各个站台显示屏和各辆列车显示屏的视频的播放,同时也承载列车上监控视频的上传。然而,PIS业务自身的多样性以及传输设备对IP业务支持能力的不足使得传统的技术方案在其实施过程中并不是很顺利。对于杭州地铁1号线PIS也同样经历了该过程,然而,通过及时的更改技术方案,杭州地铁1号线的PIS最终得到了完美的呈现,极大的提高了乘客的乘车体验。

2 分析

2.1 原有问题

在原有方案中,杭州地铁1号线专用通信通过某厂商提供的传输系统所组成的车站环网来进行自身业务承载,该传输系统不仅承载PIS,同时还承载AFC、综合监控、办公、广播、公务电话、专用电话、专用无线等多个业务。

PIS相对于其他业务系统来说,其类型多样,含有单播、组播和广播所有类型的数据,含有有线、无线的网络连接类型;同时,业务需求繁多,站台车厢均要求实现视频播放,同时还需要承载车厢环境监控。在该系统的调试过程中,发现站台显示屏黑屏和多列列车运营时车载显示屏黑屏现象严重的问题。

通过对上述问题定位,发现现有的传输系统存在如下问题:

n 中心至站台的视频通过组播数据下发,现有传输设备对于组播数据的处理能力不足,大量的组播数据报文处理导致传输设备CPU负荷增加,性能降低,造成对组播业务报文的丢包,从而使得组播组成员丢失,造成组播源的数据无法下发到车站,最终出现车站显示屏黑屏。

n 在列车移动过程中,传输要求支持大量车载终端MAC地址的更新,以实现数据流能够正确的根据其MAC地址表项下发到正确的车站交换机和轨旁AP上。由于现有传输设备对于MAC地址表项的刷新能力不足,列车已经完成切换,其传输设备数据转发的端口仍然停留在原有端口。中心下发到列车的视频流无法到达,导致列车车载显示屏无法显示。

2.2 整改方案

出现上述的根本原因是在于传输设备不能够很好的支持IP业务,不能很好的承担IP数据交换的功能。而PIS业务又是一个完全基于IP协议所部署的业务系统,为了完全解决现有问题,就需要提出基于IP协议所实现的解决方案。

RRPP(Rapid Ring Protection Protocol,快速环网保护协议)是杭州华三通信技术有限公司(以下简称“H3C”)专门应用于环网保护的协议,该协议专门应用于以太网环的链路层协议。它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴,而当以太网环上一条链路断开时能迅速恢复环网上各个节点之间的通信通路,具备较高的收敛速度。同时对于该协议,H3C的高中低端交换机均能支持,在该项目中,现有车站和中心交换机只需要加装光模块就可以组成RRPP环网,并不需要另外采购设备。另外,由于该协议是基于以太网链路层的协议,并在以太网交换机来实现IP业务报文的承载,那么该方案对于PIS业务所要求的单播、组播、广播报文能够做到很好的支持,同时交换机的高性能MAC地址表项更新能力也能够满足列车在快速移动过程中的要求。

由于杭州地铁1号线线路较长,现有在一期线路48Km,车站31座。为了减少实施难度,同时减少环的节点规模,在本项目的整改方案中,采用了3个RRPP环网连接所有车站,各个环网通过双归属方式连接到OCC。后续二期新添加的车站直接连接如现有环网中即可。

整改后PIS系统完全解决了以往存在的问题,已经完全实现了站台和车辆视频的实施播放,完美的支持了PIS的各种数据类型和业务需求。

3 总结

PIS作为一个基于IP协议应用的业务系统,其数据和业务的多样性对于网络的承载方案提出了很高的要求,然而,传统的传输系统的承载方案已经无法满足。如今,PIS单独组网的方案已经成为当前的技术趋势,RRPP作为一种成本相对较低、方案实施简易且业务贴合性好的技术方案已经在多个城市地铁的PIS系统中得到应用,越来越多的城市已经采用单独组网的方式实现对PIS业务的承载,并且也取得了很好的效果,如已经开通的杭州地铁1号线PIS、深圳地铁4号线PIS、哈尔滨地铁1号线PIS。

H3C作为国内领先的网络解决方案提供商,将长期致力于地铁信息化的建设,为广大地铁业主、项目集成商、乘客提供更具竞争力和性价比的行业解决方案,为地铁行业信息化进程的推动和发展做出更大的努力和贡献。