PTN技術在鐵路通信中的運用

蘇丁榮

中國鐵建電氣化局集團第五工程有限公司 廣西 欽州 535000

0 引言

鐵路系統在我國運輸物流體系中具有重要作用，是維持社會經濟運作、居民日常出行的關鍵性基礎設施。近年來，隨著鐵路交通的不斷發展，信息傳輸對鐵路資源調度、安全生產運行等管理活動的影響日趨明顯。鐵路通信系統原有的技術與組網模式逐漸難以適應生產需要。同時，隨著國內外通信技術的不斷發展，PTN、OTN等新興技術在各領域逐步應用并取得了顯著成效。如何利用PTN等技術提升鐵路通信系統業務能力以滿足管理需求，成為相關領域熱點研究方向之一。

1 PTN通信技術概述

1.1 PTN技術內涵與發展

PTN技術是分組技術與SDH技術的融合。在鐵路通信PTN技術應用研究中，需了解該項技術的發展歷程及其應用特征，以構建完善的理論基礎。通信技術的發展歷程中出現了多樣化的技術形式與成果，PTN技術是經SDH技術逐步發展而來。作為現代通信技術的標志性節點，SDH技術以TDM的分時復用電路調度為基礎，屬于傳統調度模式之一。SDH技術存在剛性管道問題，隨著信息化終端的發展，該技術日益無法滿足更高的換速率要求。隨著以太網在與異步傳輸模式的競爭中逐步勝出，其中最為強勢的IP技術成為相關領域中的主流應用技術。相關企業將各自的優勢技術與資金組合成立MSTP，經過不斷演變后，在原有塊狀傳輸結構基礎上為兼容IP進行創新。應用中，由于IP幀長可變的特征，MSTP技術仍然存在一定局限，進而推出了分層調度的Hybrid MSTP。同時，為兼容TDM業務仍然旺盛的需求，通過PWE3實現了仿真兼容，即PTN技術。

1.2 PTN技術與OTN技術的應用區別

近年來，國際通信領域中OTN技術也得到廣泛運用。為支持更多的客戶側業務需求所采取的WDM分波技術，成為解決SDH剛性管道問題的另一套方法。但是，該技術存在OSC管理控制能力不足、調度靈活度低、發生故障易終端服務等問題，對比TDM技術存在明顯的應用劣勢。在現實應用需求的推動下，以TDM技術穩定、靈活優勢與WDM技術高容量優勢相互結合后，產生了OTN技術。OTN技術與PTN技術在應用場景中具有明顯區別，OTN主要用于骨干傳輸承載網，而PTN在4G移動承載網中的應用較多。

2 我國鐵路通信技術應用現狀

我國鐵路通信技術主要應用于信息、傳輸兩大板塊。

目前，我國鐵路通訊信息業務相關技術包括光傳送網與IP兩類，信息系統主要應用IP，對接客戶服務、內部財務等信息系統的信息則依靠獨立的物理通道實現傳輸。近年來，隨著12306票務系統的不斷發展，對傳輸帶寬容量、傳輸接口的業務兼容性等有更高要求，可考慮搭建一體化平臺以提升通信系統的工作效能與經濟性。

鐵路通信傳輸業務的諸多應用內容均要求相關技術可提供高清視頻等大體積信息媒介的快速傳輸。為滿足上述需求，對軟交換MSC、IMS等技術的應用研究與實踐日趨增多。鐵路系統生產運行與安全保障已經逐步向IP化通信方向發展，應急、調度等通信處于系統技術轉型前列。分組傳輸技術在現階段應用中仍然存在一定局限性，主要受到技術相關產品標準化不足、應用時間短、應用模式待開發等因素影響。但是，也應當注意到MSTP技術與IP幀長可變特征的沖突。在我國鐵路信息與傳輸領域均存在IP化趨勢或成果的現狀下，以更具兼容性的PTN替代MSTP成為未來鐵路通信發展的必然趨勢。

3 PTN技術在鐵路通信中的運用實踐分析

3.1 項目概況

國內某鐵路局將PTN技術應用于通信線路中，為分析該技術的實際運用方法與成效提供了實證參考。該線路包含10個具有相同特征的車站，通信系統承載各站間的語音交流、共享信息傳輸等業務。該線段實際使用中的通信業務相對較少，因而作為PTN技術的實踐試點路段。應用中需要與鐵路系統現行的網絡實現互聯互通。因而在PTN技術應用中需考慮與數據傳輸、交換系統的通道接入，以滿足通信系統的實際功能需求。

3.2 組網配置方法

組網配置以起始站（A站）作為PTN網絡的對外連接端口。將該站以光纖接入鐵路系統整體通信網絡中，確保網絡與外部的路由器、SDH同步傳輸模塊、交換機等部件建立順暢的通信通道。同時，在該站設置中心網管，相關管理活動均利用該站的技術設備進行。設計安裝中需考慮業務狀態查詢、配置與更改操作、報警信息接收與處置等功能的完整性。在PTN網絡內部，根據通信實際需求合理規劃各站通信線路及設備。

3.3 應用成效分析

當地鐵路局對該項目應用PTN技術后的通信實踐情況進行跟蹤分析，認為PTN的運用對鐵路通信具有較高價值。其優勢體現在靈活承載、管理便利、兼容性高、升級空間大等方面。該項目成本分析顯示，PTN技術的應用提升了線段通信系統整體兼容性，有助于降低設備采購成本。如在未來應用中加強PTN技術的普及，可逐步替代傳統傳輸設備，實現一套網絡設備承載全部通信業務的目標。剔除設備成本溢價后長期使用可降低成本投入約50%。利用PTN技術后，可在起始站設立單獨的網關中心并配置管理人員，有助于線內通信業務的集中管理。現狀提升了日常管理效率與檢修排故時間。PTN技術的保護時間在45ms以下，且保護方式多樣化，試運行期間未出現影響業務的故障及癥候，也側面印證了該項技術的安全性與可靠性。由于PTN技術與國內主要鐵路通信系統相關技術間具有較好的兼容性，升級改造難度小、成本低。

結語

綜上所述，我國鐵路通信系統在發展中面臨技術升級革新的需求。PTN技術經歷長期發展后已經形成了相對成熟的應用特性。其應用優勢與我國鐵路通信系統的現狀與需求具有較高的吻合度。實踐表明，應用PTN技術改造現有的鐵路通信系統可以在有效控制成本的基礎上，實現便捷管理、高效運行、有效擴容的目標。PTN技術在鐵路通信未來發展中具有廣闊的應用前景。