新時期PTN在鐵路通信網中應用的思路探索

劉新

（淮北礦業集團鐵路運輸處，安徽淮北 235025）

隨著我國經濟的發展和科技的進步，鐵路通信技術也隨之飛速發展。通信在鐵路正常運行工作中起到十分關鍵的作用，鐵路通信網就是為鐵路系統的經營管理等專門建立的網絡。新時期下，PTN在鐵路通信網中的應用為其網絡運行安全提供了保障，加強PTN技術在鐵路中的應用，可以保證鐵路通信網的穩定性和可靠性，進而促進鐵路通信在未來的穩定發展。

1.PTN技術

PTN即分組傳送網，該技術是分組技術、SDH體驗和G/EPON三者的結合組建的連接通道，支持多種基于分組交換業務的雙向點對點對接。可以維持保護切斷、錯誤檢測和視頻監控等能力，具有完善的管理維護機制和全面的安全保障機制，具備功能強大的傳送網管理的技術優勢。這項技術實現了鐵路通信各項業務的劃分和安全保證，使業務處理更具有靈活性[1]。

1.1 PTN的基本特性和基本屬性

（1）Packet特性：具備靈活性和擴展性。

（2）Transport特性：網絡端到端。

1）完成端到端的彈性管道和統計復用；2）面向LTE時，容易擴容；3）具有統一的業務承載能力；4）可以進行E2E的業務布署和網絡管理；5）具備精準的傳送時鐘的能力。

（3）傳送網的生存性。T-MPLS可以為傳送網的保護恢復機制提供支撐，如環網保護等。

（4）T-MPLS采用MPLS的子集進行信息轉發，其數據平面可以保留主要特征，完成互相聯系和溝通。

（5）T-MPLS控制平面。當下的ITU-T采用ASON作為T-MPLS的控制平面，進而便于開展后續的標準化工作。

（6）傳送網的OAM機制。T-MPLS采用OAM概念機制，如告警抑制和連通性檢驗等。

（7）標簽由IETF進行分配，遵循相關標準，確保其互聯互通的特性[2]。

1.2 PTN和MSTP的比較

（1）定位不同。PTN的優勢體現在分組業務中；MSTP以TDM業務為主，分組業務不占據主導地位。

（2）各項業務的異同。

1）統計復用：MSTP-無統計復用，使用剛性管道；PTN-有統計復用，使用彈性管道；2）速率：MSTP-核心層10G，匯聚層10G/2.5G，接入層622/155M組網；PTN-核心層100G/40G/10G，匯聚層10GE，接入層GE組網；3）保護：MSTP-復用段保護、通道保護、SNCP保護；PTN-環網保護、SNCP保護、雙規保護、線性保護；4）組網：都是包括環形、鏈形、MESH；5）同步技術：MSTP-時鐘同步；PTN-時鐘同步、時間同步。

2.鐵路通信業務的現狀

2.1 信息業務

鐵路通信網的信息業務主要任務是完成客服系統、辦公自動化、鐵路管理信息系統、視頻監控、應急系統等系統的信息傳送，即傳送服務。這些信息系統組網已經IP化，光傳送網形成了物理程度的單獨通道，避免了其他物理網對系統運行的干擾，實現通信信息的獨立傳送，具備安全性、可靠性。PTN技術可以完美滿足現有的這些業務需求，通過建立新的傳送網絡體系，搭建統一處理平臺，連接各種業務的接口，支持大容量業務的應用，創造經濟效益。

2.2 鐵路傳輸承載業務

鐵路傳輸承載業務主要包括自動電話、移動通信、視頻監控等，業務之間分立設置。隨著信息化發展，這些業務對帶寬的需求越來越大。IP化已經成了網絡發展的必然趨勢，成為通信網絡轉型相關技術的正確走向，鐵路通信網需要據此實時更新相關技術才能滿足新時期的業務發展需求。目前分組傳送網的PBT、T-MPLS技術還存在著許多問題，比如芯片成熟度、產品成熟度、應用模式等方面都有待完善。一旦通信業務網經由承載通道普遍IP化，光傳送系統就面臨了新的挑戰，基于SDH的多業務傳送平臺難以滿足新業務的需求，因此作為鐵路通信基礎設施的光傳送系統，向PTN演進已經具有必然性。

3.新時期下PTN在鐵路通信網中的應用

3.1 干線傳輸網絡

新時期下，鐵路通信網運行過程中最重要的組成部分就是干線傳輸網絡，它可以將通信信息從通信分中心傳輸至省通信中心，采用的主要傳輸技術為SDH技術[3]。和以往傳統通信方式相比，PTN繼承了MSTP的技術維護性能，可以在50ms內完成點對點連接等相關項目，還能進行保護切換，大大提升了鐵路通信網的視頻監控能力，提高了鐵路通信效率。

3.2 分析鐵路通信業務類別

在鐵路的發展過程中，出現了很多新的通信網業務，PTN技術可以對這些業務的類別進行分析。鐵路通信業務主要有電信業務和承載業務。電信業務設計的業務類別復雜，包括移動通信、自動電話、視頻監控等等。承載業務的信息系統組網是經過IP化的，包括客服系統、牽引變電、辦公自動化等，承載業務中安全要求低的可以由公共IP承載，不僅可以保護相關信息，還為鐵路通信的運行節約了相當一部分空間。

3.3 加強對通信業務的管理

當前我國鐵路通信業務的模式越來越多，高鐵的視頻監控系統起初就應用了IP技術組網，但移動通信等業務還在采用E1通道組網。隨著大環境對通信網技術要求的提高，為了滿足社會發展需求，就要利用好PTN技術，加強對通信業務的管理。PTN技術可以讓自動電話由SPC演變為軟交換技術，整合相關數據，對通信業務進行高效管理，提高通信效率。

4.鐵路網中PTN技術的組網方案

和MSTP大體類似，PTN組網拓撲可以是鏈型、環形，通常推薦采用分層環形組網。在進行PTN傳送網組網過程中應注意以下問題：

（1）注意和其他專業的協商，控制系統和承載業務信息都要經由IP化，和以太網接口，最大程度減少TDM通道的需求；（2）在用PTN組建骨干網時，一定要先確保鐵路通信業務網是否完全IP化，未完全IP化便不能用其組建全路骨干網。如果非要采用，就要在光傳送網的基礎上進行組建，不可通過光纖直連，要充分利用光傳送網進行遠距離傳送，以此來避免跳數過多等問題的出現；（3）在進行PTN技術組網時，要注意其系統容量和線路速率。PTN的線路速率分別為10GE和GE，GE主要應用于接入層和匯聚層，10GE應用于匯聚層和核心層。MSTP的線路速率為STM-N，組網過程中可以將小于622Mb/s的MSTP轉換為線路速率為GE的PTN，將其他的轉換為線路速率為10GE的PTN；（4）在進行PTN組網時，要對TDM通道進行分組域的詳細VLAN劃分，且需要根據業務的類型和拓撲來確定端口，不需要進行時隙分配；（5）PTN所有的信息都采用包轉發的傳送方式進行信息傳輸，不再受MSTP保護的限制，雖然不需要被固定在4比特16節點，但是節點也不能太多，因為要進行多方面考量，比如包轉發特性在E1業務的需求等[4]；（6）如果在組網過程中需要穿越第三方組網，要保證其物理成環，不可以僅僅在邏輯上成環；（7）和其他類型設備對接時，要考慮到鏈路保護方案，如路由器、無線等；（8）在規劃整網網絡側IP時，整網不能存在完全相同的2個IP，在同一個網段也不可以。規劃時還要考慮到框式設備和盒式設備可用區間長度的區別，同時要做好流量規劃；（9）業務應該配置有保護，工作鏈路和保護鏈路要走不同的途徑，且保護路徑不可以出現帶寬不足和鏈路不穩等情況；（10）專網要配置水平分割組，接口數量不能超過20。專網那個業務經常出現很多問題，在選擇業務問題解決方案時要優先選擇專線解決方案；（11）專網的時鐘需要進行備份，提前設置至少2個時鐘源，時鐘的精度要滿足要求，進行一臺時鐘的同步時跟蹤跳數不能超過20跳；（12）在進行PTN組網時，要對DCN進行劃域，并設置保護措施，避免DCN失效。

5.結語

在新時期，隨著我國科學技術和經濟的發展，PTN技術實現了全國鐵路信息業務的傳送。若想保障鐵路通信網的安全性，就要全面分析這項技術的特點，根據這些特點采取措施，加強PTN技術在鐵路通信網中的應用，為鐵路通信業務未來的全IP化打好基礎，將鐵路通信引向智能化、數字化。