PTN技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)中的應用

毛小虎

【摘 要】PTN技術(shù)是一種以分組作為傳送單位的新型數(shù)據(jù)傳送技術(shù)，實現(xiàn)了傳輸?shù)娜獻P化，具有傳輸速率高、支持各種業(yè)務(wù)和安全穩(wěn)定等特點。PTN技術(shù)能夠很好地解決高速公路日益增長的業(yè)務(wù)需要和帶寬限制的問題，現(xiàn)已逐步應用到高速公路通信系統(tǒng)中。文章主要探討了PTN技術(shù)的主要優(yōu)勢以及在廣東某高速公路通信系統(tǒng)改造中的應用。

【關(guān)鍵詞】PTN；通信系統(tǒng)；分組傳送網(wǎng)

0 引言

隨著高速公路各種業(yè)務(wù)量的增加和設(shè)備的IP化，高速公路現(xiàn)有的光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)已不能滿足各種業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，是當前迫切需要解決的問題。隨著傳輸技術(shù)的發(fā)展，PTN技術(shù)應用而生，它秉承了光傳輸系統(tǒng)的傳統(tǒng)優(yōu)勢，提供適合IP業(yè)務(wù)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(tǒng)帶寬限制和不斷增長的業(yè)務(wù)問題。

1 PTN技術(shù)概述

1.1 PTN概念

PTN技術(shù)也稱分組傳送網(wǎng)技術(shù)，在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置了一個層面，以分組業(yè)務(wù)為核心并且支持多業(yè)務(wù)，能夠滿足統(tǒng)計復用傳送和分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性要求。它具有高效的帶寬管理機制、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展和較高安全性等特點。

1.2 PTN技術(shù)原理

PTN技術(shù)融合了傳送網(wǎng)技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)和MPLS技術(shù)，具有三者的技術(shù)優(yōu)勢。目前PTN有兩類實現(xiàn)技術(shù)，即PBT技術(shù)和T-MPLS技術(shù)。

PBT技術(shù)是一種基于以太網(wǎng)的面向連接的包傳輸技術(shù)，具有保護倒換、OAM、QoS、流量工程等電信網(wǎng)絡(luò)的功能；而T-MPLS是一種面向連接的分組傳送技術(shù)，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(shù)的優(yōu)勢

1）PTN技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)SDH內(nèi)核和接口的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)整個高速公路通信系統(tǒng)的IP化接入和傳輸，是先進技術(shù)在傳統(tǒng)傳輸領(lǐng)域的應用。

2）實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)功能的接入，新的軟交換設(shè)備不僅能夠接入傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)，還能夠結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供基于語音的各種業(yè)務(wù)，豐富了通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，節(jié)約了投資。

3）能夠很好地適應高速公路視頻圖像業(yè)務(wù)對傳送網(wǎng)絡(luò)的需要，實現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)。

4）PTN傳輸網(wǎng)絡(luò)很好地繼承了SDH傳輸系統(tǒng)的安全和保護性能，能夠為高速公路各類業(yè)務(wù)提供持續(xù)穩(wěn)定的傳送通道，保證通信系統(tǒng)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(yè)務(wù)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(jiān)管、隊列調(diào)度、流量整形和擁塞控制等功能，滿足多業(yè)務(wù)的帶寬控制。

3 PTN在廣東省某高速公路通信系統(tǒng)改造中的應用

3.1 項目概況

本條高速公路全線通信系統(tǒng)由10個通信站和1個通信中心構(gòu)成。通信系統(tǒng)采用SDH+程控交換機的模式建網(wǎng)，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(shè)備和中心交換機互聯(lián)采用155M光互聯(lián)。

3.2 通信系統(tǒng)瓶頸

由于該系統(tǒng)投入運行較早，隨著系統(tǒng)設(shè)備投運年限增加，現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備運行壓力加大，同時面對不斷增加的設(shè)備和擴展的業(yè)務(wù)，通信系統(tǒng)面臨著極大的壓力：

1）系統(tǒng)投運時間過長，設(shè)備故障越來越多，導致正常的生產(chǎn)運營受到影響，維護人員任務(wù)繁重，壓力大。

2）現(xiàn)網(wǎng)產(chǎn)品投運時間過長，產(chǎn)品使用的元器件已經(jīng)換代，維修材料越來越難找，導致產(chǎn)品維修困難，維修費用過高。

3）原有的產(chǎn)品技術(shù)已經(jīng)淘汰，無法對運行系統(tǒng)進行升級擴容滿足新興業(yè)務(wù)的增長需求。

4）大量IP化設(shè)備涌現(xiàn)，系統(tǒng)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(tǒng)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(wù)能力，特別是為本路段高速公路收費、監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運行提供通信保障，確保高速公路安全、暢通、高效地發(fā)揮作用。

1）通信系統(tǒng)應滿足運營管理的需求，結(jié)合路段統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一體制，適應信息化管理和通信技術(shù)IP化發(fā)展。

2）今后系統(tǒng)的擴展需求，擴容留有充分的系統(tǒng)容量。

3）與原有的SDH設(shè)備兼容，具備較高的安全性，同時成本較低。

4）根據(jù)目前國內(nèi)、外高速公路通信技術(shù)的發(fā)展情況，綜合考慮系統(tǒng)的建設(shè)以及運營成本，采用成熟、先進的技術(shù)標準和設(shè)計方案，保證系統(tǒng)的可靠性和實用性。

5）系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備應具有一致性和兼容性，以利于統(tǒng)一網(wǎng)管和日后維護管理。

3.4 改造方案

3.4.1 網(wǎng)絡(luò)改造方法

針對本段原有通信系統(tǒng)的具體情況，在最大程度保護現(xiàn)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(tǒng)進行全面改造，將站房配線架以內(nèi)的設(shè)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(shù)核心。采用新的IP交換機替代原有的程控交換機系統(tǒng)和采用面向連接的分組傳輸技術(shù)萬兆IP視頻傳送平臺設(shè)備代替原有的SDH傳送系統(tǒng)。

3.4.2 改造后的系統(tǒng)說明

改造后的通信系統(tǒng)綜合接入網(wǎng)采用PTN技術(shù)，利用萬兆IP視頻傳送平臺設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，線路速率10GE，采用雙纖環(huán)網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，主要傳送語音業(yè)務(wù)，同時可以在光纖邏輯通道中，構(gòu)建IP語音通道、OA系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，利用LSP實現(xiàn)物理隔離，在端口上采用VLAN隔離，控制網(wǎng)絡(luò)廣播風暴，提高數(shù)據(jù)傳輸效率，任何一個業(yè)務(wù)網(wǎng)數(shù)據(jù)帶寬均能完全保證線速傳送，任何業(yè)務(wù)均享受50ms倒換保護。

改造后的系統(tǒng)具有如下特點：

1）保證業(yè)務(wù)帶寬。采用10GE IP視頻傳送平臺設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，可用帶寬約10GE，為高清視頻業(yè)務(wù)、OA系統(tǒng)和收費系統(tǒng)承載預留足夠帶寬。

2）業(yè)務(wù)保護保證。網(wǎng)絡(luò)采用IP視頻傳送平臺技術(shù)，電信級別保護，本網(wǎng)絡(luò)中任何業(yè)務(wù)均考慮在光纖中斷（非光纜中斷）情況下或者設(shè)備光接口板卡損壞情況下，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)均能夠在50ms內(nèi)完成倒換保護。設(shè)備核心支持1+1熱備份，獨立板卡故障不影響網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，板卡維護也不影響網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，站點失效不影響其他站點業(yè)務(wù)。

3）網(wǎng)絡(luò)可管理維護。萬兆IP視頻傳送平臺技術(shù)有類似于SDH的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，支持端到端的OAM，對于網(wǎng)絡(luò)、站點設(shè)備、板卡、端口的任何業(yè)務(wù)質(zhì)量、狀態(tài)提供實時監(jiān)視和控制以及遠端測試控制，并通過網(wǎng)管進行顯示以及提供聲光告警輸出，提醒網(wǎng)絡(luò)維護人員及時維護網(wǎng)絡(luò)。

4）業(yè)務(wù)可管理性。網(wǎng)絡(luò)中任何通道帶寬均可以通過網(wǎng)管根據(jù)建設(shè)單位的實際需求進行動態(tài)調(diào)整，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的擴展和整理，例如根據(jù)實際的帶寬需求增減調(diào)整該站點的業(yè)務(wù)傳送帶寬。

5）QoS保證。萬兆IP視頻傳送平臺設(shè)備具有層次化的QoS，保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的實時、可靠傳送，提高IP業(yè)務(wù)的傳送效率。

6）可擴展。考慮未來技術(shù)發(fā)展需要，滿足將來的多種業(yè)務(wù)承載需要。

4 結(jié)論

綜上所述，新業(yè)務(wù)的發(fā)展推動了對新技術(shù)的需求，在各種業(yè)務(wù)逐漸IP化的今天，高速公路通信系統(tǒng)更需要適應以IP業(yè)務(wù)為主的新的承載技術(shù)的應用。PTN這一技術(shù)，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(yè)務(wù)發(fā)展的需求，它集成了IP交換和SDH系統(tǒng)的優(yōu)勢，具有廣泛的應用前景。PTN技術(shù)在高速路通信系統(tǒng)中的成功應用，說明PTN技術(shù)能夠很好的適應公路發(fā)展的需要，可以實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)和圖像完美、準確的傳輸，這也論證了PTN技術(shù)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(shù)在寧道高速公路通信系統(tǒng)中的應用[J].中國交通信息化，2014.

[責任編輯：田吉捷]endprint