PTN技術在高速公路通信系統中的應用

任杰

山西省交通科學研究院 山西太原 030006

PTN技術又可稱為PacketPassiveOpticalNetwork技術，具有分組交換傳送、無源光傳輸的特點。基于PTN技術的通信網絡具有成本低、便于維護、資源自動配置等優良特點。

1 PTN技術

PTN（PacketTransportNetwork）是一種以分組作為傳送單位，承載電信級以太網業務為主，兼容TDM、ATM和FC等業務的綜合傳送技術。PTN技術以承載電信級以太網業務為主，繼承了傳統傳輸網絡的優勢；融合了以太網和MSTP/SDH網絡技術的優點，即分組交換的高效率以及SDH網絡的可靠性、實時性和可維護性等，以分組交換為核心并提供多業務綜合傳送，具有更低的總體使用成本。

PTN有以下兩類具體實現技術。一種是由因特網協議/多協議標簽交換（IP/MPLS）開發的傳輸協議標簽交換（MPLS）技術。該技術摒棄了基于IP地址的跳變轉發機制，不依賴于控制平面來建立傳輸路徑。它保留了多協議標簽交換（MPLS）端到端標簽轉發功能，消除了端到端的連接和功能。這意味著它不使用最后跳POP（PHP）并關閉標簽交換路徑。因此，它具有端到端的傳輸路徑，提高了傳輸網絡的要求，并且具有網絡保護機制和傳輸網絡樣式功能。

另一種基于以太網的面向連接的以太網傳輸技術，例如IEEE802.1QAY規范的骨干載波通信工程（PBB）。在消除以太網地址控制（MAC）地址學習、生成樹和泛洪連通性的基礎上，對IEEE802.1AH算子PBB（MACPBB）技術進行了改進，以改善流量工程（TE）和提高QoS的能力。目前，PBB主要支持點對點連接服務交付和線性保護，不支持多節點業務傳遞和環路保護。

2 MSTP/SDH網絡現狀及存在問題

目前，新疆高速公路已建成的交通專用通信網主要采用MSTP/SDH光傳輸網承載監控、收費、語音等業務。由于SDH是剛性通道，主要用于承載時分復用模式的業務，對于語音、監控圖像等實時業務，能夠保證高的帶寬利用率和低時延，滿足語音和監控圖像業務的QoS要求；但是當前高速公路各種業務逐漸IP化，由于IP數據業務的多樣性、突發性、業務顆粒大小不固定性，用MSTP/SDH承載IP業務時，MSTP/SDH的承載效率低、浪費帶寬、帶寬不足等問題將會凸顯出來，具體表現如下：（1）新疆高速公路通信網采用MSTP/SDH組網方式，其接入層一般為155Mbit/s、622Mbit/s環網，干線層一般為2．5GM-bit/s環網，由于高清圖像、全程監控的應用，當前接入及干線傳輸帶寬將不能滿足業務需求。（2）MSTP/SDH采用固定幀長和時隙、虛級聯技術承載IP數據業務，不適應IP業務的突發和不固定幀長特性，從而導致業務承載效率低；同時，MSTP/SDH采用VC-12/VC-4小顆粒進行交叉調度，不適應IP業務大顆粒業務的調度要求。（3）MSTP/SDH網絡不能對基于以太網的用戶提供不同等級的QoS，也不能提供端到端的質量保障。（4）MSTP/SDH的帶寬分配是固定的，不能適應IP業務不固定幀長的特性，從而導致帶寬利用率低。

3 PTN技術在高速公路通信系統中的應用實例

本文以某高速公路通信傳輸系統為例進行具體設計，整個工程是55000米，在設計通信系統時，有6個通信站，5個無人值守站和1個通信中心。

3.1 構建基于PON和PTN技術的高速公路通信網絡架構

現行PON和PTN技術對網絡硬件并沒有較高的要求，通過基于PON和PTN技術的高速公路通信網絡架構的設置，可有效避免以往組網資本損耗大問題的出現。在基于PON和PTN技術的高速公路通信網絡設置過程中，主要以PTN網絡為通信網核心，以PON為主要接入技術。依據高速公路網絡通信業務需求，可合理選擇PON或者PTN技術進行組網。對于通信網絡生存需求較高的區域，可采用PTN技術作為主要網絡保護技術；而對于網絡硬件安全性要求不高的區域，則可采用PON技術作為主要組網技術。在具體高速公路專用通信傳輸網絡組網過程中，可在原有同步數字體系的基礎上，引入PON、PTN硬件設備。其中分部門-總管理端業務傳輸主要為PTN模式傳輸；而高速公路部門通信或基層監控管理則采用PON傳輸模式。

3.2 MSTP/SDH網絡與PTN技術的融合

目前新疆高速公路通信網基本已建成基于MSTP/SDH技術的中環網骨干層，東環網、南環網、西環網、北環網匯聚層及各環網下的接入層。目前新疆高速公路通信網已基本建成，并以MSTP/SDH設備為主要傳輸設備，承載著新疆高速公路的各類業務。出于對現有交通專網穩定性以及資源利用最大化的考慮，PTN網絡應選擇與MSTP/SDH網絡共存的方式建設，詳見下圖。在接入層采用新建GEPTN環網，承載高速公路通信系統IP業務及TDM業務，并在匯聚層核心節點新增10GEPTN環網用于接入層IP數據的匯聚。

圖1 PTN網絡與MSTP/SDH網絡共存圖

3.3 數據糾錯和后臺數據維護

系統報告由通信傳輸系統的監視器打印，在打印過程中，如果數據中存在錯誤，則由工作人員進行更正。所謂背景信息是指人工票據和車輛應收賬款，站臺服務員檢查后，將相關內容輸入后臺。除了進入后臺和更正數據外，還應上傳到綜合中心，以便于綜合中心的有效控制和科學管理。

總之，隨著各方面技術不斷發展、更新、利用，為滿足人們的需求，技術才趨向成熟，比如PTN技術繼承傳統SDH技術的優勢，并漸漸取代其地位，滿足各項業務需求。PTN技術可滿足高速公路對于新業務的要求，不斷加強IP業務，在高效率以及寬帶傳播方面具有一定的優勢，發展潛力強。