新時(shí)期PTN在鐵路通信網(wǎng)中應(yīng)用的思路探索

劉新

（淮北礦業(yè)集團(tuán)鐵路運(yùn)輸處，安徽淮北 235025）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，鐵路通信技術(shù)也隨之飛速發(fā)展。通信在鐵路正常運(yùn)行工作中起到十分關(guān)鍵的作用，鐵路通信網(wǎng)就是為鐵路系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)管理等專門建立的網(wǎng)絡(luò)。新時(shí)期下，PTN在鐵路通信網(wǎng)中的應(yīng)用為其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全提供了保障，加強(qiáng)PTN技術(shù)在鐵路中的應(yīng)用，可以保證鐵路通信網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)而促進(jìn)鐵路通信在未來(lái)的穩(wěn)定發(fā)展。

1.PTN技術(shù)

PTN即分組傳送網(wǎng)，該技術(shù)是分組技術(shù)、SDH體驗(yàn)和G/EPON三者的結(jié)合組建的連接通道，支持多種基于分組交換業(yè)務(wù)的雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)接?？梢跃S持保護(hù)切斷、錯(cuò)誤檢測(cè)和視頻監(jiān)控等能力，具有完善的管理維護(hù)機(jī)制和全面的安全保障機(jī)制，具備功能強(qiáng)大的傳送網(wǎng)管理的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鐵路通信各項(xiàng)業(yè)務(wù)的劃分和安全保證，使業(yè)務(wù)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(kuò)展性。

（2）Transport特性：網(wǎng)絡(luò)端到端。

1）完成端到端的彈性管道和統(tǒng)計(jì)復(fù)用；2）面向LTE時(shí)，容易擴(kuò)容；3）具有統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載能力；4）可以進(jìn)行E2E的業(yè)務(wù)布署和網(wǎng)絡(luò)管理；5）具備精準(zhǔn)的傳送時(shí)鐘的能力。

（3）傳送網(wǎng)的生存性。T-MPLS可以為傳送網(wǎng)的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制提供支撐，如環(huán)網(wǎng)保護(hù)等。

（4）T-MPLS采用MPLS的子集進(jìn)行信息轉(zhuǎn)發(fā)，其數(shù)據(jù)平面可以保留主要特征，完成互相聯(lián)系和溝通。

（5）T-MPLS控制平面。當(dāng)下的ITU-T采用ASON作為T-MPLS的控制平面，進(jìn)而便于開(kāi)展后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

（6）傳送網(wǎng)的OAM機(jī)制。T-MPLS采用OAM概念機(jī)制，如告警抑制和連通性檢驗(yàn)等。

（7）標(biāo)簽由IETF進(jìn)行分配，遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保其互聯(lián)互通的特性[2]。

1.2 PTN和MSTP的比較

（1）定位不同。PTN的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在分組業(yè)務(wù)中；MSTP以TDM業(yè)務(wù)為主，分組業(yè)務(wù)不占據(jù)主導(dǎo)地位。

（2）各項(xiàng)業(yè)務(wù)的異同。

1）統(tǒng)計(jì)復(fù)用：MSTP-無(wú)統(tǒng)計(jì)復(fù)用，使用剛性管道；PTN-有統(tǒng)計(jì)復(fù)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(wǎng)；PTN-核心層100G/40G/10G，匯聚層10GE，接入層GE組網(wǎng)；3）保護(hù)：MSTP-復(fù)用段保護(hù)、通道保護(hù)、SNCP保護(hù)；PTN-環(huán)網(wǎng)保護(hù)、SNCP保護(hù)、雙規(guī)保護(hù)、線性保護(hù)；4）組網(wǎng)：都是包括環(huán)形、鏈形、MESH；5）同步技術(shù)：MSTP-時(shí)鐘同步；PTN-時(shí)鐘同步、時(shí)間同步。

2.鐵路通信業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀

2.1 信息業(yè)務(wù)

鐵路通信網(wǎng)的信息業(yè)務(wù)主要任務(wù)是完成客服系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、鐵路管理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、應(yīng)急系統(tǒng)等系統(tǒng)的信息傳送，即傳送服務(wù)。這些信息系統(tǒng)組網(wǎng)已經(jīng)IP化，光傳送網(wǎng)形成了物理程度的單獨(dú)通道，避免了其他物理網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的干擾，實(shí)現(xiàn)通信信息的獨(dú)立傳送，具備安全性、可靠性。PTN技術(shù)可以完美滿足現(xiàn)有的這些業(yè)務(wù)需求，通過(guò)建立新的傳送網(wǎng)絡(luò)體系，搭建統(tǒng)一處理平臺(tái)，連接各種業(yè)務(wù)的接口，支持大容量業(yè)務(wù)的應(yīng)用，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 鐵路傳輸承載業(yè)務(wù)

鐵路傳輸承載業(yè)務(wù)主要包括自動(dòng)電話、移動(dòng)通信、視頻監(jiān)控等，業(yè)務(wù)之間分立設(shè)置。隨著信息化發(fā)展，這些業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求越來(lái)越大。IP化已經(jīng)成了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)，成為通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型相關(guān)技術(shù)的正確走向，鐵路通信網(wǎng)需要據(jù)此實(shí)時(shí)更新相關(guān)技術(shù)才能滿足新時(shí)期的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。目前分組傳送網(wǎng)的PBT、T-MPLS技術(shù)還存在著許多問(wèn)題，比如芯片成熟度、產(chǎn)品成熟度、應(yīng)用模式等方面都有待完善。一旦通信業(yè)務(wù)網(wǎng)經(jīng)由承載通道普遍IP化，光傳送系統(tǒng)就面臨了新的挑戰(zhàn)，基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)難以滿足新業(yè)務(wù)的需求，因此作為鐵路通信基礎(chǔ)設(shè)施的光傳送系統(tǒng)，向PTN演進(jìn)已經(jīng)具有必然性。

3.新時(shí)期下PTN在鐵路通信網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 干線傳輸網(wǎng)絡(luò)

新時(shí)期下，鐵路通信網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中最重要的組成部分就是干線傳輸網(wǎng)絡(luò)，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(shù)為SDH技術(shù)[3]。和以往傳統(tǒng)通信方式相比，PTN繼承了MSTP的技術(shù)維護(hù)性能，可以在50ms內(nèi)完成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接等相關(guān)項(xiàng)目，還能進(jìn)行保護(hù)切換，大大提升了鐵路通信網(wǎng)的視頻監(jiān)控能力，提高了鐵路通信效率。

3.2 分析鐵路通信業(yè)務(wù)類別

在鐵路的發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)了很多新的通信網(wǎng)業(yè)務(wù)，PTN技術(shù)可以對(duì)這些業(yè)務(wù)的類別進(jìn)行分析。鐵路通信業(yè)務(wù)主要有電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)。電信業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)類別復(fù)雜，包括移動(dòng)通信、自動(dòng)電話、視頻監(jiān)控等等。承載業(yè)務(wù)的信息系統(tǒng)組網(wǎng)是經(jīng)過(guò)IP化的，包括客服系統(tǒng)、牽引變電、辦公自動(dòng)化等，承載業(yè)務(wù)中安全要求低的可以由公共IP承載，不僅可以保護(hù)相關(guān)信息，還為鐵路通信的運(yùn)行節(jié)約了相當(dāng)一部分空間。

3.3 加強(qiáng)對(duì)通信業(yè)務(wù)的管理

當(dāng)前我國(guó)鐵路通信業(yè)務(wù)的模式越來(lái)越多，高鐵的視頻監(jiān)控系統(tǒng)起初就應(yīng)用了IP技術(shù)組網(wǎng)，但移動(dòng)通信等業(yè)務(wù)還在采用E1通道組網(wǎng)。隨著大環(huán)境對(duì)通信網(wǎng)技術(shù)要求的提高，為了滿足社會(huì)發(fā)展需求，就要利用好PTN技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)通信業(yè)務(wù)的管理。PTN技術(shù)可以讓自動(dòng)電話由SPC演變?yōu)檐浗粨Q技術(shù)，整合相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)通信業(yè)務(wù)進(jìn)行高效管理，提高通信效率。

4.鐵路網(wǎng)中PTN技術(shù)的組網(wǎng)方案

和MSTP大體類似，PTN組網(wǎng)拓?fù)淇梢允擎溞?、環(huán)形，通常推薦采用分層環(huán)形組網(wǎng)。在進(jìn)行PTN傳送網(wǎng)組網(wǎng)過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題：

（1）注意和其他專業(yè)的協(xié)商，控制系統(tǒng)和承載業(yè)務(wù)信息都要經(jīng)由IP化，和以太網(wǎng)接口，最大程度減少TDM通道的需求；（2）在用PTN組建骨干網(wǎng)時(shí)，一定要先確保鐵路通信業(yè)務(wù)網(wǎng)是否完全I(xiàn)P化，未完全I(xiàn)P化便不能用其組建全路骨干網(wǎng)。如果非要采用，就要在光傳送網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行組建，不可通過(guò)光纖直連，要充分利用光傳送網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，以此來(lái)避免跳數(shù)過(guò)多等問(wèn)題的出現(xiàn)；（3）在進(jìn)行PTN技術(shù)組網(wǎng)時(shí)，要注意其系統(tǒng)容量和線路速率。PTN的線路速率分別為10GE和GE，GE主要應(yīng)用于接入層和匯聚層，10GE應(yīng)用于匯聚層和核心層。MSTP的線路速率為STM-N，組網(wǎng)過(guò)程中可以將小于622Mb/s的MSTP轉(zhuǎn)換為線路速率為GE的PTN，將其他的轉(zhuǎn)換為線路速率為10GE的PTN；（4）在進(jìn)行PTN組網(wǎng)時(shí)，要對(duì)TDM通道進(jìn)行分組域的詳細(xì)VLAN劃分，且需要根據(jù)業(yè)務(wù)的類型和拓?fù)鋪?lái)確定端口，不需要進(jìn)行時(shí)隙分配；（5）PTN所有的信息都采用包轉(zhuǎn)發(fā)的傳送方式進(jìn)行信息傳輸，不再受MSTP保護(hù)的限制，雖然不需要被固定在4比特16節(jié)點(diǎn)，但是節(jié)點(diǎn)也不能太多，因?yàn)橐M(jìn)行多方面考量，比如包轉(zhuǎn)發(fā)特性在E1業(yè)務(wù)的需求等[4]；（6）如果在組網(wǎng)過(guò)程中需要穿越第三方組網(wǎng)，要保證其物理成環(huán)，不可以僅僅在邏輯上成環(huán)；（7）和其他類型設(shè)備對(duì)接時(shí)，要考慮到鏈路保護(hù)方案，如路由器、無(wú)線等；（8）在規(guī)劃整網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)IP時(shí)，整網(wǎng)不能存在完全相同的2個(gè)IP，在同一個(gè)網(wǎng)段也不可以。規(guī)劃時(shí)還要考慮到框式設(shè)備和盒式設(shè)備可用區(qū)間長(zhǎng)度的區(qū)別，同時(shí)要做好流量規(guī)劃；（9）業(yè)務(wù)應(yīng)該配置有保護(hù)，工作鏈路和保護(hù)鏈路要走不同的途徑，且保護(hù)路徑不可以出現(xiàn)帶寬不足和鏈路不穩(wěn)等情況；（10）專網(wǎng)要配置水平分割組，接口數(shù)量不能超過(guò)20。專網(wǎng)那個(gè)業(yè)務(wù)經(jīng)常出現(xiàn)很多問(wèn)題，在選擇業(yè)務(wù)問(wèn)題解決方案時(shí)要優(yōu)先選擇專線解決方案；（11）專網(wǎng)的時(shí)鐘需要進(jìn)行備份，提前設(shè)置至少2個(gè)時(shí)鐘源，時(shí)鐘的精度要滿足要求，進(jìn)行一臺(tái)時(shí)鐘的同步時(shí)跟蹤跳數(shù)不能超過(guò)20跳；（12）在進(jìn)行PTN組網(wǎng)時(shí)，要對(duì)DCN進(jìn)行劃域，并設(shè)置保護(hù)措施，避免DCN失效。

5.結(jié)語(yǔ)

在新時(shí)期，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，PTN技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)鐵路信息業(yè)務(wù)的傳送。若想保障鐵路通信網(wǎng)的安全性，就要全面分析這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，根據(jù)這些特點(diǎn)采取措施，加強(qiáng)PTN技術(shù)在鐵路通信網(wǎng)中的應(yīng)用，為鐵路通信業(yè)務(wù)未來(lái)的全I(xiàn)P化打好基礎(chǔ)，將鐵路通信引向智能化、數(shù)字化。