PTN技術在高速公路通信系統中的應用

毛小虎

【摘 要】PTN技術是一種以分組作為傳送單位的新型數據傳送技術，實現了傳輸的全IP化，具有傳輸速率高、支持各種業務和安全穩定等特點。PTN技術能夠很好地解決高速公路日益增長的業務需要和帶寬限制的問題，現已逐步應用到高速公路通信系統中。文章主要探討了PTN技術的主要優勢以及在廣東某高速公路通信系統改造中的應用。

【關鍵詞】PTN；通信系統；分組傳送網

0 引言

隨著高速公路各種業務量的增加和設備的IP化，高速公路現有的光纖數據傳輸系統已不能滿足各種業務擴展和高帶寬的需求，如何在高速公路有限帶寬的條件下，承載更多的業務數據，是當前迫切需要解決的問題。隨著傳輸技術的發展，PTN技術應用而生，它秉承了光傳輸系統的傳統優勢，提供適合IP業務特性的“柔性”傳輸通道，且能夠充分利用帶寬，很好地解決了高速公路通信系統帶寬限制和不斷增長的業務問題。

1 PTN技術概述

1.1 PTN概念

PTN技術也稱分組傳送網技術，在IP業務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，以分組業務為核心并且支持多業務，能夠滿足統計復用傳送和分組業務流量的突發性要求。它具有高效的帶寬管理機制、便捷的OAM和網管、可擴展和較高安全性等特點。

1.2 PTN技術原理

PTN技術融合了傳送網技術、以太網技術和MPLS技術，具有三者的技術優勢。目前PTN有兩類實現技術，即PBT技術和T-MPLS技術。

PBT技術是一種基于以太網的面向連接的包傳輸技術，具有保護倒換、OAM、QoS、流量工程等電信網絡的功能；而T-MPLS是一種面向連接的分組傳送技術，對MPLS某些復雜的功能進行了簡化，并增加了面向連接的OAM和保護恢復的功能。

2 PTN傳輸技術的優勢

1）PTN技術能夠實現傳統SDH內核和接口的轉變，實現整個高速公路通信系統的IP化接入和傳輸，是先進技術在傳統傳輸領域的應用。

2）實現多種業務功能的接入，新的軟交換設備不僅能夠接入傳統的語音業務，還能夠結合計算機網絡系統提供基于語音的各種業務，豐富了通信系統的業務功能，節約了投資。

3）能夠很好地適應高速公路視頻圖像業務對傳送網絡的需要，實現視頻業務端到端的傳輸和管理等功能，而且能夠提供端口帶寬流量的智能控制，可高效地承載高速公路視頻圖像業務。

4）PTN傳輸網絡很好地繼承了SDH傳輸系統的安全和保護性能，能夠為高速公路各類業務提供持續穩定的傳送通道，保證通信系統安全可靠地運行。

5）PTN提供端到端的QoS管理，能夠保證不同業務對延遲、抖動、帶寬的要求，提供完善的端到端的QoS解決方案，支持流量監管、隊列調度、流量整形和擁塞控制等功能，滿足多業務的帶寬控制。

3 PTN在廣東省某高速公路通信系統改造中的應用

3.1 項目概況

本條高速公路全線通信系統由10個通信站和1個通信中心構成。通信系統采用SDH+程控交換機的模式建網，中心交換機裝機容量1000門，遠端收費站放號40門/站，收費站接入設備和中心交換機互聯采用155M光互聯。

3.2 通信系統瓶頸

由于該系統投入運行較早，隨著系統設備投運年限增加，現網設備運行壓力加大，同時面對不斷增加的設備和擴展的業務，通信系統面臨著極大的壓力：

1）系統投運時間過長，設備故障越來越多，導致正常的生產運營受到影響，維護人員任務繁重，壓力大。

2）現網產品投運時間過長，產品使用的元器件已經換代，維修材料越來越難找，導致產品維修困難，維修費用過高。

3）原有的產品技術已經淘汰，無法對運行系統進行升級擴容滿足新興業務的增長需求。

4）大量IP化設備涌現，系統無法提供足夠的端口接入，可用帶寬不足。

3.3 改造目標

改造后的通信系統需要適應本路段管理的需要，提高高速公路的運營效率和服務能力，特別是為本路段高速公路收費、監控系統的聯網運行提供通信保障，確保高速公路安全、暢通、高效地發揮作用。

1）通信系統應滿足運營管理的需求，結合路段統一規劃、統一標準、統一體制，適應信息化管理和通信技術IP化發展。

2）今后系統的擴展需求，擴容留有充分的系統容量。

3）與原有的SDH設備兼容，具備較高的安全性，同時成本較低。

4）根據目前國內、外高速公路通信技術的發展情況，綜合考慮系統的建設以及運營成本，采用成熟、先進的技術標準和設計方案，保證系統的可靠性和實用性。

5）系統的關鍵設備應具有一致性和兼容性，以利于統一網管和日后維護管理。

3.4 改造方案

3.4.1 網絡改造方法

針對本段原有通信系統的具體情況，在最大程度保護現有投資，最大程度降低施工量和施工周期的情況下，施工單位對全線通信系統進行全面改造，將站房配線架以內的設備進行改造更換，即將原有陳舊的時分交換核心改造為IP新技術核心。采用新的IP交換機替代原有的程控交換機系統和采用面向連接的分組傳輸技術萬兆IP視頻傳送平臺設備代替原有的SDH傳送系統。

3.4.2 改造后的系統說明

改造后的通信系統綜合接入網采用PTN技術，利用萬兆IP視頻傳送平臺設備構建網絡，線路速率10GE，采用雙纖環網拓撲結構，主要傳送語音業務，同時可以在光纖邏輯通道中，構建IP語音通道、OA系統、視頻監控系統，利用LSP實現物理隔離，在端口上采用VLAN隔離，控制網絡廣播風暴，提高數據傳輸效率，任何一個業務網數據帶寬均能完全保證線速傳送，任何業務均享受50ms倒換保護。

改造后的系統具有如下特點：

1）保證業務帶寬。采用10GE IP視頻傳送平臺設備構建網絡，可用帶寬約10GE，為高清視頻業務、OA系統和收費系統承載預留足夠帶寬。

2）業務保護保證。網絡采用IP視頻傳送平臺技術，電信級別保護，本網絡中任何業務均考慮在光纖中斷（非光纜中斷）情況下或者設備光接口板卡損壞情況下，網絡業務均能夠在50ms內完成倒換保護。設備核心支持1+1熱備份，獨立板卡故障不影響網絡業務，板卡維護也不影響網絡業務，站點失效不影響其他站點業務。

3）網絡可管理維護。萬兆IP視頻傳送平臺技術有類似于SDH的網絡管理系統，支持端到端的OAM，對于網絡、站點設備、板卡、端口的任何業務質量、狀態提供實時監視和控制以及遠端測試控制，并通過網管進行顯示以及提供聲光告警輸出，提醒網絡維護人員及時維護網絡。

4）業務可管理性。網絡中任何通道帶寬均可以通過網管根據建設單位的實際需求進行動態調整，實現業務的擴展和整理，例如根據實際的帶寬需求增減調整該站點的業務傳送帶寬。

5）QoS保證。萬兆IP視頻傳送平臺設備具有層次化的QoS，保證高優先級業務的實時、可靠傳送，提高IP業務的傳送效率。

6）可擴展。考慮未來技術發展需要，滿足將來的多種業務承載需要。

4 結論

綜上所述，新業務的發展推動了對新技術的需求，在各種業務逐漸IP化的今天，高速公路通信系統更需要適應以IP業務為主的新的承載技術的應用。PTN這一技術，以其傳輸帶寬高、可靠性高和傳輸效率高的特點，很好地滿足了高速公路業務發展的需求，它集成了IP交換和SDH系統的優勢，具有廣泛的應用前景。PTN技術在高速路通信系統中的成功應用，說明PTN技術能夠很好的適應公路發展的需要，可以實現各類數據和圖像完美、準確的傳輸，這也論證了PTN技術的先進性以及在高速公路上使用的合理性。

【參考文獻】

[1]李旭.PTN技術在寧道高速公路通信系統中的應用[J].中國交通信息化，2014.

[責任編輯：田吉捷]endprint