PTN技术在高速公路通信系统中的应用

【摘 要】PTN技术是一种以分组作为传送单位的新型数据传送技术，实现了传输的全IP化，具有传输速率高、支持各种业务和安全稳定等特点。PTN技术能够很好地解决高速公路日益增长的业务需要和带宽限制的问题，现已逐步应用到高速公路通信系统中。文章主要探讨了PTN技术的主要优势以及在广东某高速公路通信系统改造中的应用。

【关键词】PTN；通信系统；分组传送网

0 引言

随着高速公路各种业务量的增加和设备的IP化，高速公路现有的光纤数据传输系统已不能满足各种业务扩展和高带宽的需求，如何在高速公路有限带宽的条件下，承载更多的业务数据，是当前迫切需要解决的问题。随着传输技术的发展，PTN技术应用而生，它秉承了光传输系统的传统优势，提供适合IP业务特性的“柔性”传输通道，且能够充分利用带宽，很好地解决了高速公路通信系统带宽限制和不断增长的业务问题。

1 PTN技术概述

1.1 PTN概念

PTN技术也称分组传送网技术，在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，以分组业务为核心并且支持多业务，能够满足统计复用传送和分组业务流量的突发性要求。它具有高效的带宽管理机制、便捷的OAM和网管、可扩展和较高安全性等特点。

1.2 PTN技术原理

PTN技术融合了传送网技术、以太网技术和MPLS技术，具有三者的技术优势。目前PTN有两类实现技术，即PBT技术和T-MPLS技术。

PBT技术是一种基于以太网的面向连接的包传输技术，具有保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信网络的功能；而T-MPLS是一种面向连接的分组传送技术，对MPLS某些复杂的功能进行了简化，并增加了面向连接的OAM和保护恢复的功能。

2 PTN传输技术的优势

1）PTN技术能够实现传统SDH内核和接口的转变，实现整个高速公路通信系统的IP化接入和传输，是先进技术在传统传输领域的应用。

2）实现多种业务功能的接入，新的软交换设备不仅能够接入传统的语音业务，还能够结合计算机网络系统提供基于语音的各种业务，丰富了通信系统的业务功能，节约了投资。

3）能够很好地适应高速公路视频图像业务对传送网络的需要，实现视频业务端到端的传输和管理等功能，而且能够提供端口带宽流量的智能控制，可高效地承载高速公路视频图像业务。

4）PTN传输网络很好地继承了SDH传输系统的安全和保护性能，能够为高速公路各类业务提供持续稳定的传送通道，保证通信系统安全可靠地运行。

5）PTN提供端到端的QoS管理，能够保证不同业务对延迟、抖动、带宽的要求，提供完善的端到端的QoS解决方案，支持流量监管、队列调度、流量整形和拥塞控制等功能，满足多业务的带宽控制。

3 PTN在广东省某高速公路通信系统改造中的应用

3.1 项目概况

本条高速公路全线通信系统由10个通信站和1个通信中心构成。通信系统采用SDH+程控交换机的模式建网，中心交换机装机容量1000门，远端收费站放号40门/站，收费站接入设备和中心交换机互联采用155M光互联。

3.2 通信系统瓶颈

由于该系统投入运行较早，随着系统设备投运年限增加，现网设备运行压力加大，同时面对不断增加的设备和扩展的业务，通信系统面临着极大的压力：

1）系统投运时间过长，设备故障越来越多，导致正常的生产运营受到影响，维护人员任务繁重，压力大。

2）现网产品投运时间过长，产品使用的元器件已经换代，维修材料越来越难找，导致产品维修困难，维修费用过高。

3）原有的产品技术已经淘汰，无法对运行系统进行升级扩容满足新兴业务的增长需求。

4）大量IP化设备涌现，系统无法提供足够的端口接入，可用带宽不足。

3.3 改造目标

改造后的通信系统需要适应本路段管理的需要，提高高速公路的运营效率和服务能力，特别是为本路段高速公路收费、监控系统的联网运行提供通信保障，确保高速公路安全、畅通、高效地发挥作用。

1）通信系统应满足运营管理的需求，结合路段统一规划、统一标准、统一体制，适应信息化管理和通信技术IP化发展。

2）今后系统的扩展需求，扩容留有充分的系统容量。

3）与原有的SDH设备兼容，具备较高的安全性，同时成本较低。

4）根据目前国内、外高速公路通信技术的发展情况，综合考虑系统的建设以及运营成本，采用成熟、先进的技术标准和设计方案，保证系统的可靠性和实用性。

5）系统的关键设备应具有一致性和兼容性，以利于统一网管和日后维护管理。

3.4 改造方案

3.4.1 网络改造方法

针对本段原有通信系统的具体情况，在最大程度保护现有投资，最大程度降低施工量和施工周期的情况下，施工单位对全线通信系统进行全面改造，将站房配线架以内的设备进行改造更换，即将原有陈旧的时分交换核心改造为IP新技术核心。采用新的IP交换机替代原有的程控交换机系统和采用面向连接的分组传输技术万兆IP视频传送平台设备代替原有的SDH傳送系统。

3.4.2 改造后的系统说明

改造后的通信系统综合接入网采用PTN技术，利用万兆IP视频传送平台设备构建网络，线路速率10GE，采用双纤环网拓扑结构，主要传送语音业务，同时可以在光纤逻辑通道中，构建IP语音通道、OA系统、视频监控系统，利用LSP实现物理隔离，在端口上采用VLAN隔离，控制网络广播风暴，提高数据传输效率，任何一个业务网数据带宽均能完全保证线速传送，任何业务均享受50ms倒换保护。

改造后的系统具有如下特点：

1）保证业务带宽。采用10GE IP视频传送平台设备构建网络，可用带宽约10GE，为高清视频业务、OA系统和收费系统承载预留足够带宽。

2）业务保护保证。网络采用IP视频传送平台技术，电信级别保护，本网络中任何业务均考虑在光纤中断（非光缆中断）情况下或者设备光接口板卡损坏情况下，网络业务均能够在50ms内完成倒换保护。设备核心支持1+1热备份，独立板卡故障不影响网络业务，板卡维护也不影响网络业务，站点失效不影响其他站点业务。

3）网络可管理维护。万兆IP视频传送平台技术有类似于SDH的网络管理系统，支持端到端的OAM，对于网络、站点设备、板卡、端口的任何业务质量、状态提供实时监视和控制以及远端测试控制，并通过网管进行显示以及提供声光告警输出，提醒网络维护人员及时维护网络。

4）业务可管理性。网络中任何通道带宽均可以通过网管根据建设单位的实际需求进行动态调整，实现业务的扩展和整理，例如根据实际的带宽需求增减调整该站点的业务传送带宽。

5）QoS保证。万兆IP视频传送平台设备具有层次化的QoS，保证高优先级业务的实时、可靠传送，提高IP业务的传送效率。

6）可扩展。考虑未来技术发展需要，满足将来的多种业务承载需要。

4 结论

综上所述，新业务的发展推动了对新技术的需求，在各种业务逐渐IP化的今天，高速公路通信系统更需要适应以IP业务为主的新的承载技术的应用。PTN这一技术，以其传输带宽高、可靠性高和传输效率高的特点，很好地满足了高速公路业务发展的需求，它集成了IP交换和SDH系统的优势，具有广泛的应用前景。PTN技术在高速路通信系统中的成功应用，说明PTN技术能够很好的适应公路发展的需要，可以实现各类数据和图像完美、准确的传输，这也论证了PTN技术的先进性以及在高速公路上使用的合理性。

【参考文献】

[1]李旭.PTN技术在宁道高速公路通信系统中的应用[J].中国交通信息化，2014.

[责任编辑：田吉捷]