上海是我国经济、交通、科技、工业、金融、贸易、会展和航运中心，首批沿海开放城市。上世纪90年代初上海开始启动城市轨道交通建设，1993年5月28日上海轨道交通1号线正式运营。截至2016年底，上海轨道交通线路共开通14条，全网运营线路总长617公里，车站366座。
面临的挑战
上海地铁1、3、4号线分别于1993年、2000年、2005年投入使用，设备老旧、故障率高。
线路带宽不足
原有传输骨干网采用RPR技术组网，线路最大带宽2.5G，实际有效带宽1.25G，后续无法通过RPR技术提升线路带宽。随着高清视频技术和智能分析技术在城市轨道交通上的逐步应用，地铁通信骨干网的线路带宽必须与之匹配，10G、20G，甚至40G骨干网络建设已经成为当下国内地铁建设的普遍共识。RPR技术的带宽限制已经成为地铁建设发展的瓶颈。
全业务承载能力
上海地铁1、3、4号线建设时间久，业务种类、接口样式繁多。采用以太网技术承载的业务就有10多种（例如：办公OA，视频监控，PIS，AFC等）；窄带的语音专用无线，专用电话业务采用TDM技术承载；除此之外，SCADA、轨旁电话、信号系统等业务承载还需要通过低速的PCM接口来承载。多样的业务采用不同的技术承载。与之对应，传输骨干网也必须是包含多种传输技术的融合型平台。
安全可靠性
地铁的通信网络属于专用私有网络。专用私有体现在各个业务系统从车站接入端单独组网，传输层采用时隙划分做业务隔离，最后在控制中心业务分系统落地。不同业务系统不能相互耦合，避免单系统故障影响其他业务系统的正常运行。传输网络的保护手段必须完备，不允许单点故障影响线路上其它节点的正常业务运行。
基于以上的需求，传统RPR方案无法满足上海地铁业务发展的带宽需求，采用支持业务系统物理隔离的融合传输技术平台，升级现网传输骨干网，已经成为上海地铁最好的选择。
增强型MSTP解决方案
经过严格的比选，上海地铁决定采用华为增强型MSTP技术作为基础承载网络，该方案以“软硬管道“、”Smart 40G”为核心，能够统一传送TDM、分组和PCM业务，实现业务安全性与传输效率的有效融合。增强型MSTP包含以下几种关键技术。
Smart 40G智能线卡
增强型MSTP具有Smart 40G智能线卡，单端口带宽相对于传统MSTP的4倍。它创新的引入了OTN技术，线卡的40G端口通过OTU3颗粒实现，端口可拆分成多个ODU2/ODU1/ODU0的小颗粒，因此Smart 40G线卡可同时支持10G/2.5G/GE的小颗粒传输管道，能将地铁不同业务通过不同的ODUK管道进行承载，从而实现了业务的物理隔离，确保了业务的高可靠、高安全和硬管道承载，并能提供端到端的带宽保障，防止某条业务突发从而影响其他系统业务；另外，ODUK颗粒支持绑定为分组或SDH管道，从而实现了地铁SDH与分组业务在同一根光纤承载。增强型MSTP线路侧可提供10G/20G/30G/40G的带宽，用户可以根据业务量灵活选择，并随着业务增长平滑升级，通过升级带宽License，实现“按需付费”的投资模式。上海地铁1、3、4号线采用Smart 40G智能线卡组网方案改造升级，线路带宽初期按照10G需求配置，后期可通过License软件升级方式平滑扩容到40G带宽，为各系统提供超大线路带宽，既满足现有大带宽诉求，同时具备不更换硬件平滑演进的能力。
一体化统一交换
增强型MSTP解决方案在一台设备上实现TDM业务、分组业务和PCM业务的统一交换，在线路侧实现一对光纤统一承载全部业务，从而实现了一张网络统一承载地铁通信中的TDM业务、分组业务和PCM业务，避免了分别组网带来的设备和光纤投资浪费。增强型MSTP方案提供MPLS-TP分组与SDH两种管道，其中公务电话、专用电话等2M业务，以传统的SDH硬管道方式承载，保证其安全性和低时延；CCTV、乘客信息等IP业务，采用MPLS-TP分组软管道进行承载，提高分组承载效率，且用户可以获得与SDH网络同样优良的运维体验。
增强型MSTP架构
MPLS-TP分组传送技术
MPLS-TP是一种面向连接的分组交换网络技术，通过MPLS标签交换提供分组软管道，实现分组业务高效统计复用，大大提高分组业务的传输效率； MPLS-TP继承了传送SDH-LIKE OAM机制，具有强大的OAM功能；另外，MPLS-TP通过网管E2E静态配置，没有MPLS信令和IP功能的复杂性。同时，MPLS-TP还支持跨环通信，可保障每个子环独立倒换，单环最大支持64个节点，组网能力大大增强，满足地铁线路扩展的需要。增强型MSTP提供完善的保护机制，公务电话、专用电话等2M SDH业务采用SDH保护；CCTV、乘客信息等IP业务，采用MPLS-TP环网保护，其中SDH与MPLS-TP环网保护都能实现小于50ms的电信保护倒换。
目前上海地铁1、3、4号线传输骨干网部分的改造升级已经调试完成，为各个业务系统上线调试做好了充足准备。经过短期等待，升级后的1、3、4号线一定会为上海市交通出行提供更好的服务品质，更优的出行体验。
