新时期PTN在铁路通信网中应用的思路探索

刘新

（淮北矿业集团铁路运输处，安徽淮北 235025）

随着我国经济的发展和科技的进步，铁路通信技术也随之飞速发展。通信在铁路正常运行工作中起到十分关键的作用，铁路通信网就是为铁路系统的经营管理等专门建立的网络。新时期下，PTN在铁路通信网中的应用为其网络运行安全提供了保障，加强PTN技术在铁路中的应用，可以保证铁路通信网的稳定性和可靠性，进而促进铁路通信在未来的稳定发展。

1.PTN技术

PTN即分组传送网，该技术是分组技术、SDH体验和G/EPON三者的结合组建的连接通道，支持多种基于分组交换业务的双向点对点对接。可以维持保护切断、错误检测和视频监控等能力，具有完善的管理维护机制和全面的安全保障机制，具备功能强大的传送网管理的技术优势。这项技术实现了铁路通信各项业务的划分和安全保证，使业务处理更具有灵活性[1]。

1.1 PTN的基本特性和基本属性

（1）Packet特性：具备灵活性和扩展性。

（2）Transport特性：网络端到端。

1）完成端到端的弹性管道和统计复用；2）面向LTE时，容易扩容；3）具有统一的业务承载能力；4）可以进行E2E的业务布署和网络管理；5）具备精准的传送时钟的能力。

（3）传送网的生存性。T-MPLS可以为传送网的保护恢复机制提供支撑，如环网保护等。

（4）T-MPLS采用MPLS的子集进行信息转发，其数据平面可以保留主要特征，完成互相联系和沟通。

（5）T-MPLS控制平面。当下的ITU-T采用ASON作为T-MPLS的控制平面，进而便于开展后续的标准化工作。

（6）传送网的OAM机制。T-MPLS采用OAM概念机制，如告警抑制和连通性检验等。

（7）标签由IETF进行分配，遵循相关标准，确保其互联互通的特性[2]。

1.2 PTN和MSTP的比较

（1）定位不同。PTN的优势体现在分组业务中；MSTP以TDM业务为主，分组业务不占据主导地位。

（2）各项业务的异同。

1）统计复用：MSTP-无统计复用，使用刚性管道；PTN-有统计复用，使用弹性管道；2）速率：MSTP-核心层10G，汇聚层10G/2.5G，接入层622/155M组网；PTN-核心层100G/40G/10G，汇聚层10GE，接入层GE组网；3）保护：MSTP-复用段保护、通道保护、SNCP保护；PTN-环网保护、SNCP保护、双规保护、线性保护；4）组网：都是包括环形、链形、MESH；5）同步技术：MSTP-时钟同步；PTN-时钟同步、时间同步。

2.铁路通信业务的现状

2.1 信息业务

铁路通信网的信息业务主要任务是完成客服系统、办公自动化、铁路管理信息系统、视频监控、应急系统等系统的信息传送，即传送服务。这些信息系统组网已经IP化，光传送网形成了物理程度的单独通道，避免了其他物理网对系统运行的干扰，实现通信信息的独立传送，具备安全性、可靠性。PTN技术可以完美满足现有的这些业务需求，通过建立新的传送网络体系，搭建统一处理平台，连接各种业务的接口，支持大容量业务的应用，创造经济效益。

2.2 铁路传输承载业务

铁路传输承载业务主要包括自动电话、移动通信、视频监控等，业务之间分立设置。随着信息化发展，这些业务对带宽的需求越来越大。IP化已经成了网络发展的必然趋势，成为通信网络转型相关技术的正确走向，铁路通信网需要据此实时更新相关技术才能满足新时期的业务发展需求。目前分组传送网的PBT、T-MPLS技术还存在着许多问题，比如芯片成熟度、产品成熟度、应用模式等方面都有待完善。一旦通信业务网经由承载通道普遍IP化，光传送系统就面临了新的挑战，基于SDH的多业务传送平台难以满足新业务的需求，因此作为铁路通信基础设施的光传送系统，向PTN演进已经具有必然性。

3.新时期下PTN在铁路通信网中的应用

3.1 干线传输网络

新时期下，铁路通信网运行过程中最重要的组成部分就是干线传输网络，它可以将通信信息从通信分中心传输至省通信中心，采用的主要传输技术为SDH技术[3]。和以往传统通信方式相比，PTN继承了MSTP的技术维护性能，可以在50ms内完成点对点连接等相关项目，还能进行保护切换，大大提升了铁路通信网的视频监控能力，提高了铁路通信效率。

3.2 分析铁路通信业务类别

在铁路的发展过程中，出现了很多新的通信网业务，PTN技术可以对这些业务的类别进行分析。铁路通信业务主要有电信业务和承载业务。电信业务设计的业务类别复杂，包括移动通信、自动电话、视频监控等等。承载业务的信息系统组网是经过IP化的，包括客服系统、牵引变电、办公自动化等，承载业务中安全要求低的可以由公共IP承载，不仅可以保护相关信息，还为铁路通信的运行节约了相当一部分空间。

3.3 加强对通信业务的管理

当前我国铁路通信业务的模式越来越多，高铁的视频监控系统起初就应用了IP技术组网，但移动通信等业务还在采用E1通道组网。随着大环境对通信网技术要求的提高，为了满足社会发展需求，就要利用好PTN技术，加强对通信业务的管理。PTN技术可以让自动电话由SPC演变为软交换技术，整合相关数据，对通信业务进行高效管理，提高通信效率。

4.铁路网中PTN技术的组网方案

和MSTP大体类似，PTN组网拓扑可以是链型、环形，通常推荐采用分层环形组网。在进行PTN传送网组网过程中应注意以下问题：

（1）注意和其他专业的协商，控制系统和承载业务信息都要经由IP化，和以太网接口，最大程度减少TDM通道的需求；（2）在用PTN组建骨干网时，一定要先确保铁路通信业务网是否完全IP化，未完全IP化便不能用其组建全路骨干网。如果非要采用，就要在光传送网的基础上进行组建，不可通过光纤直连，要充分利用光传送网进行远距离传送，以此来避免跳数过多等问题的出现；（3）在进行PTN技术组网时，要注意其系统容量和线路速率。PTN的线路速率分别为10GE和GE，GE主要应用于接入层和汇聚层，10GE应用于汇聚层和核心层。MSTP的线路速率为STM-N，组网过程中可以将小于622Mb/s的MSTP转换为线路速率为GE的PTN，将其他的转换为线路速率为10GE的PTN；（4）在进行PTN组网时，要对TDM通道进行分组域的详细VLAN划分，且需要根据业务的类型和拓扑来确定端口，不需要进行时隙分配；（5）PTN所有的信息都采用包转发的传送方式进行信息传输，不再受MSTP保护的限制，虽然不需要被固定在4比特16节点，但是节点也不能太多，因为要进行多方面考量，比如包转发特性在E1业务的需求等[4]；（6）如果在组网过程中需要穿越第三方组网，要保证其物理成环，不可以仅仅在逻辑上成环；（7）和其他类型设备对接时，要考虑到链路保护方案，如路由器、无线等；（8）在规划整网网络侧IP时，整网不能存在完全相同的2个IP，在同一个网段也不可以。规划时还要考虑到框式设备和盒式设备可用区间长度的区别，同时要做好流量规划；（9）业务应该配置有保护，工作链路和保护链路要走不同的途径，且保护路径不可以出现带宽不足和链路不稳等情况；（10）专网要配置水平分割组，接口数量不能超过20。专网那个业务经常出现很多问题，在选择业务问题解决方案时要优先选择专线解决方案；（11）专网的时钟需要进行备份，提前设置至少2个时钟源，时钟的精度要满足要求，进行一台时钟的同步时跟踪跳数不能超过20跳；（12）在进行PTN组网时，要对DCN进行划域，并设置保护措施，避免DCN失效。

5.结语

在新时期，随着我国科学技术和经济的发展，PTN技术实现了全国铁路信息业务的传送。若想保障铁路通信网的安全性，就要全面分析这项技术的特点，根据这些特点采取措施，加强PTN技术在铁路通信网中的应用，为铁路通信业务未来的全IP化打好基础，将铁路通信引向智能化、数字化。