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PTN技术在高速公路通信系统中的应用

2018-04-15任杰

商品与质量 2018年50期
关键词:环网通信网以太网

任杰

山西省交通科学研究院 山西太原 030006

PTN技术又可称为PacketPassiveOpticalNetwork技术,具有分组交换传送、无源光传输的特点。基于PTN技术的通信网络具有成本低、便于维护、资源自动配置等优良特点。

1 PTN技术

PTN(PacketTransportNetwork)是一种以分组作为传送单位,承载电信级以太网业务为主,兼容TDM、ATM和FC等业务的综合传送技术。PTN技术以承载电信级以太网业务为主,继承了传统传输网络的优势;融合了以太网和MSTP/SDH网络技术的优点,即分组交换的高效率以及SDH网络的可靠性、实时性和可维护性等,以分组交换为核心并提供多业务综合传送,具有更低的总体使用成本。

PTN有以下两类具体实现技术。一种是由因特网协议/多协议标签交换(IP/MPLS)开发的传输协议标签交换(MPLS)技术。该技术摒弃了基于IP地址的跳变转发机制,不依赖于控制平面来建立传输路径。它保留了多协议标签交换(MPLS)端到端标签转发功能,消除了端到端的连接和功能。这意味着它不使用最后跳POP(PHP)并关闭标签交换路径。因此,它具有端到端的传输路径,提高了传输网络的要求,并且具有网络保护机制和传输网络样式功能。

另一种基于以太网的面向连接的以太网传输技术,例如IEEE802.1QAY规范的骨干载波通信工程(PBB)。在消除以太网地址控制(MAC)地址学习、生成树和泛洪连通性的基础上,对IEEE802.1AH算子PBB(MACPBB)技术进行了改进,以改善流量工程(TE)和提高QoS的能力。目前,PBB主要支持点对点连接服务交付和线性保护,不支持多节点业务传递和环路保护。

2 MSTP/SDH网络现状及存在问题

目前,新疆高速公路已建成的交通专用通信网主要采用MSTP/SDH光传输网承载监控、收费、语音等业务。由于SDH是刚性通道,主要用于承载时分复用模式的业务,对于语音、监控图像等实时业务,能够保证高的带宽利用率和低时延,满足语音和监控图像业务的QoS要求;但是当前高速公路各种业务逐渐IP化,由于IP数据业务的多样性、突发性、业务颗粒大小不固定性,用MSTP/SDH承载IP业务时,MSTP/SDH的承载效率低、浪费带宽、带宽不足等问题将会凸显出来,具体表现如下:(1)新疆高速公路通信网采用MSTP/SDH组网方式,其接入层一般为155Mbit/s、622Mbit/s环网,干线层一般为2.5GM-bit/s环网,由于高清图像、全程监控的应用,当前接入及干线传输带宽将不能满足业务需求。(2)MSTP/SDH采用固定帧长和时隙、虚级联技术承载IP数据业务,不适应IP业务的突发和不固定帧长特性,从而导致业务承载效率低;同时,MSTP/SDH采用VC-12/VC-4小颗粒进行交叉调度,不适应IP业务大颗粒业务的调度要求。(3)MSTP/SDH网络不能对基于以太网的用户提供不同等级的QoS,也不能提供端到端的质量保障。(4)MSTP/SDH的带宽分配是固定的,不能适应IP业务不固定帧长的特性,从而导致带宽利用率低。

3 PTN技术在高速公路通信系统中的应用实例

本文以某高速公路通信传输系统为例进行具体设计,整个工程是55000米,在设计通信系统时,有6个通信站,5个无人值守站和1个通信中心。

3.1 构建基于PON和PTN技术的高速公路通信网络架构

现行PON和PTN技术对网络硬件并没有较高的要求,通过基于PON和PTN技术的高速公路通信网络架构的设置,可有效避免以往组网资本损耗大问题的出现。在基于PON和PTN技术的高速公路通信网络设置过程中,主要以PTN网络为通信网核心,以PON为主要接入技术。依据高速公路网络通信业务需求,可合理选择PON或者PTN技术进行组网。对于通信网络生存需求较高的区域,可采用PTN技术作为主要网络保护技术;而对于网络硬件安全性要求不高的区域,则可采用PON技术作为主要组网技术。在具体高速公路专用通信传输网络组网过程中,可在原有同步数字体系的基础上,引入PON、PTN硬件设备。其中分部门-总管理端业务传输主要为PTN模式传输;而高速公路部门通信或基层监控管理则采用PON传输模式。

3.2 MSTP/SDH网络与PTN技术的融合

目前新疆高速公路通信网基本已建成基于MSTP/SDH技术的中环网骨干层,东环网、南环网、西环网、北环网汇聚层及各环网下的接入层。目前新疆高速公路通信网已基本建成,并以MSTP/SDH设备为主要传输设备,承载着新疆高速公路的各类业务。出于对现有交通专网稳定性以及资源利用最大化的考虑,PTN网络应选择与MSTP/SDH网络共存的方式建设,详见下图。在接入层采用新建GEPTN环网,承载高速公路通信系统IP业务及TDM业务,并在汇聚层核心节点新增10GEPTN环网用于接入层IP数据的汇聚。

图1 PTN网络与MSTP/SDH网络共存图

3.3 数据纠错和后台数据维护

系统报告由通信传输系统的监视器打印,在打印过程中,如果数据中存在错误,则由工作人员进行更正。所谓背景信息是指人工票据和车辆应收账款,站台服务员检查后,将相关内容输入后台。除了进入后台和更正数据外,还应上传到综合中心,以便于综合中心的有效控制和科学管理。

总之,随着各方面技术不断发展、更新、利用,为满足人们的需求,技术才趋向成熟,比如PTN技术继承传统SDH技术的优势,并渐渐取代其地位,满足各项业务需求。PTN技术可满足高速公路对于新业务的要求,不断加强IP业务,在高效率以及宽带传播方面具有一定的优势,发展潜力强。

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