PTN技术在铁路通信中的应用分析

2018-04-15中铁电气化局集团第一工程有限公司沈晓高

电子世界 2018年13期

中铁电气化局集团第一工程有限公司沈晓高

引言

改革开放以来，人们的生活水平逐渐提高，在满足物质生活的同时，人们对自己的生活质量有了更高的追求，希望自己的出行的时候可以享受高质量服务，在旅途中可以依旧保持通信，传统的多业务传送平台无法满足新时代铁路数据业务对安全性可靠性的要求，PTN技术的出现将这项业务成功实现，使中国铁路通信朝着宽带化和智能化的方向前进，为人们的生活带来更加光彩。

1.PTN技术概况分析

人们对信息通信质量要求的提高，促进了我国通信技术的快速发展，早期的PDH技术发展到SDH，再通过IP数据的应用与传输，产生了MSTP技术，随着数据的增加也业务量的加大，通信技术已经无法与通信要求相符，所以PTN技术得以发展。PTN技术主要是以分组作为传送的单位，承载以太网业务，能将多种业务兼容其中，融合入了MSTP技术的优势，具有大容量、分组化的特点，PTN技术拥有广阔的发展空间和应用空间，有利于促进我国铁路通信网的建设和通信事业的发展[1]。

2.PTN与MSTP、路由器的兼容性研究

PTN技术是分组技术和SDH技术经过结合后的产物，PTN技术最大的特点就是分组的交换核心，实现了内核与接口的IP化发展，比起MSTP技术和路由器更加完善。

2.1 PTN与MSTP相比较

二十世纪末期，随着IP业务的发展，在SDH技术发展基础上的MSTP技术有了提高，解决了IP业务的承载问题，通过PTN技术与MSTP的比较得知，在统计复用方面，MSTP技术属于刚性管道，无法统计复用，而PTN技术是典型的弹性管道，可以实现统计复用，带宽规划可以按照收敛比提高带宽的利用效率；对于速率的比较，MSTP技术的核心层只有10G，汇聚层有10G和25G，接入层有622与155M组网，而PTN技术不同，核心层分别有10G、40G和100G，汇聚层有10GE，接入层是GE组网；保护方面，MSTP技术有复用段保护、通道保护以及SNCP保护，而PTN技术的保护不仅有SNCO保护，还有双规保护、线性保护以及LMSP保护；对于同步技术和网络规划的比较，可以得知MSTP技术能够实现时钟同步，需要依据时隙通道进行规划，强调的是端到端硬管道带宽保证，而PTN技术不仅能实现时钟同步，还能实现时间同步，可以根据业务模型规划进行带宽的收敛，支持端到端的弹性管道，可以在一定程度上提高带宽的利用效率；在网络组网方面，SMTP技术支持环形和链形的组网模式，使用的是光口直接组网，组网的时候需要考虑到低阶容量问题，而PTN技术不仅可以支持环形和链形的组网，还能够支持MESH灵活组网，组网的时候需要配置链路的IP地址和VLAN，组网的时候需要结合设备的PWLSP数量。

MSTP技术以环座位单位进行网络扩容，开环加点时需要重新对保护系统进行配置，而PTN技术可以以链作为单位实现网络扩容，扩容的时候需要改变配置。经过分析可知，MSTP技术使用的刚性管道承载的业务首先，无法进行统计复用功能，和PTN技术相比，存在一定的劣势[2]。

2.2 PTN与IP路由器相比较

PTN技术和IP路由器一样，都是以分组化技术组为基础的IP业务，其中IP路由器主要使用的是数通理念，而PTN技术使用的是传输思路。在协议基础和业务特性方面，路由器使用的是传统的IP MPLS技术，能够支持第一层、第二层和第三层业务，而PTN技术需要用MPLS-TP作为协议，能够支持第一层和第二层业务，使用率静态的L3 VRLT以后能够支持第三层业务；对于信息技术复杂度与成熟度来说，路由器需要实现大量的路由协议，这对设备的技术要求也比较高，PTN技术显得更加简单方便，不需要实现复杂的路由协议，静态配置就能满足技术的需求；OAM特性与同步技术方面，路由器的OAM功能十分简单，PTN技术可以对数据业务进行有层次的监控和管理，强大的OAM为PTN技术提供了更加快捷的网络故障定位，定位后能够在最短时间内对故障排除，PTN技术的可维护性比较强；对于网络的可靠性和安全性而言，路由器只可以提供简单的保护，在当前大网络的情况下，路由器没有办法保障业务的电信级传送，PTN技术不同，它能够提供更加完善的保护模式，无论是线性保护还是环网保护，具备50ms的电信级保护倒换能力；对于当先现有的网络兼容性，路由器适合在路由器架构基础上的IP网络，PTN技术属于铁路网络部分的基本传输架构，相比之下，PTN技术更加具有兼容性。

3.PTN技术在铁路通信中的应用分析

越来越多的通信运营商开始使用PTN技术的设备，但是在铁路通信系统中应用的PTN技术设备却较少，只有部分试点在使用中。

3.1 PTN组网

对于PTN组网，和MSTP组网比较相似，在PTN组网中有核心汇聚层和接入层，PTN组网的优势如下：（1）PTN技术组网的带宽比较高，速率可以达到万兆，这相当于其他设备10G的容量，PTN技术组网有着更加广阔的扩容空间；（2）PTN技术组网能够承载更多更灵活的业务，有利于减少铁路通信投资，如果铁路建设中一个车站设置一套PTN技术设备，就无需在设置传输设备、接入网设备以及数据设备，所有的电路、音频以及数据业务都能通过PTN技术设备实现，与传统的设备投资相比，PTN技术设备知识传统设备的60%投资；（3）PTN技术组网能够和互联网实现互通，与传输网和数据网进行数据的对接功能，所有资源共享，业务互通，业务调度起来更加灵活，节省工作人员的时间；（4）PTN技术组网在管理的时候显得更加方便，在PTN技术网管中心只需要设置一套PTN技术网管，而传统的管理方式中，使用的是传输网管、接入网管以及数据网管，相比之下，PTN技术网络更加灵活便利。（5）PTN技术能够承载更多的业务，这些业务在承载的时候显得更加安全，传统的业务传输设备带宽不够高，PTN技术设备可以接入GE和FE接口，比起传统的传输设备能够有几倍的数量，这种新的设备更加能满足铁路通信发展的要求[3]。

3.2 实际应用情况

PTN技术在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本，与传统的传输方式相比更加具有现代化科技优势，无论是可用性还是可靠性，更加适合应用在现代化铁路通信建设中，高效高质量的带宽管理和流量工程，可以实现网管的扩展和安全性能，现如今该技术的发展和进步使铁路通信行业网络发展的必然趋势，中国移动为满足集团客户业务的IP化，提高了芯片成熟度，推动了PTN技术的发展。

某铁路局的某条线路中一共有十个车站，在这十个车站中需要建立语言与网络的传输，但是该线路中还没有实现PTN技术的全覆盖，所以，需要在通信站中完善数据网与传输网之间的互相连接，帮助站内业务的传输，所以整个车站线路中使用的是PTN技术设备进行环形的组网。对于PTN技术组网的配置，该车站选择的是2芯万兆光线环网，对通道进行有效的保护，站内已经有了STM-64和路由器设备，将中心网管放在站内，整条线路都能对PTN技术设备进行有效的配置和更改。

该车站的语音业务中，应用PTN技术在车站的电话语音业务中，可以通过PTN技术汇聚到该站的连接语言网络，再通过指令与程控交换机进行互联，实现车站的电话语音业务。2M业务可以通过PTN技术在车站与车站之间进行配置落地，实现透明的业务信息传输，帮助调度所的电路经过PTN技术连通到站内，通过传输设备完成了互联和通道的配置。PTN技术适应了以IP分组业务为主的传送网络，如果分组化的业务所占比例越高，那么PTN技术下数据传输的效率也会越来越高，对于铁路通信运营的成本要求也会降低，在PTN技术应用中有着二层传送网络，业务的颗粒越小越复杂，业务传输的效率就会越高，铁路通信建设的成本也就越低。

继独家中标哈尔滨地铁1号线安防通信系统后，近日，中兴通讯宣布中标大连市金普城际铁路工程专用通信系统总承包项目，中兴通讯将为大连市轨道交通提供通信系统。据了解，中兴通讯专注于轨道交通行业智能化，提供涵盖信息、信号、通信的智慧轨道综合解决方案。中兴通讯不断技术创新，先后将INMS、MSTP、PTN、NGN、LTE等领先的技术应用于轨道交通行业，力求将相近的通信技术应用到现代化通路通信建设中。