PTN技术在高速公路通信传输网中的应用分析

摘要：通过模拟案例，分析PTN通信技术在高速公路中的应用效果，同时通过与传统的SDH传输设备的对比，从传输带宽、多业务需求及投资成本的角度做出分析。

关键词：高速公路；SDH；PTN（分组传送网）；MSTP；IP

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)18-4431-01

通信技术发展日新月异，一种技术从发展成熟到市场应用，再到被新的技术取代，一般也就十来年的时间。SDH技术从成熟到大规模应用，目前已近20年的时间。新的业务需求不断推动新的承载技术发展，特别是各种业务都已经逐渐IP化，更需要适应以IP业务为主的新的承载技术。PTN――分组传送网络正是为解决IP业务传输高带宽需要、高传输效率、高可靠性传输需要的一种技术，作为SDH技术的升级，吸收了SDH系统的优点和IP交换的优点。PTN技术在高速公路中的应用是否可行、如果可行其应用的范围如何、怎样能够既满足不断增长的高速公路视频监控传输带宽又可以适应高速公路通信网的多业务需求、以及投资成本等问题均摆在我们的面前。

1 PTN与传统SDH的比较

高速公路SDH主要是解决高速公路上的电话通信、监控设备信息传输业务，主要提供E1、RS232、RS485等各类低速业务接口。后来随着高速公路视频监控和收费业务的需要，以及MSTP技术的发展和成熟，又逐渐增加了以太网业务接口。随着接入网向宽带化、程控交换向软交换方向的发展，E1接口和各类低速率业务接口正逐渐被淘汰。随着高速公路以视频监控业务为主的宽带业务不断增加，SDH这种以电路交换为核心的技术已经越来越难以承载大量的宽带业务。主要表现有：1）传输效率比较低。2）升级扩容代价较高。3）对高速公路视频监控等IP业务承载性不好。

相较于SDH技术，PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成，可以实现传输级别的业务保护和恢复；继承了SDH技术的操作、管理和维护机制，具有点对点连接的完整OAM，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力；完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心IP业务；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA等优点。

PTN技术可以解决高速公路视频监控传输高带宽需求、视频监控高传输效率需求、收费业务高可靠性传输需求。但是由于目前PTN技术与传统SDH技术的兼容性还存在问题，所以目前高速公路成熟的干线SDH传输网络还无法与新的PTN技术并存。但可在新建的高速公路接入网传输设备中得到应用。

2 PTN技术在高速公路的模拟应用与分析

我们在安徽省绩溪至黄山高速公路机电项目（以下简称：绩黄高速）中做一个模拟应用。绩黄高速全程24.6公里，全线设置匝道收费站2处：分别位于绩溪和歙县；服务区1处：华阳服务区；路段管理处1处：位于歙县。目前，通信设备全线采用SDH设备STM-4速率等级，即622Mbit/s传输速率。绩黄高速图像采用MPEG2编码制式，奥吠枷裆洗至管理处占用4M带宽。绩黄高速监控外场传至管理处图像有13路，不需要通过通信传输设备进行传输。绩溪收费站传输至歙县管理处的图像有38路，通过通信传输设备进行传输，占用传输带宽约为38×4M=152M带宽。绩溪收费站及华阳服务区电话业务共占用8M带宽，监控设备控制信号低速率及通信网管业务约占用4M带宽，办公自动化上网业务占用4M带宽。目前的SDH通信传输设备STM-4的速率等级基本可以满足该高速公路的各类业务传输。

假若绩黄高速图像采用高清编码制式，每路图像上传至管理处占用8-16M带宽，再加上其他一些业务占用的带宽和传输设备自身的开销。那么SDH设备STM-4速率等级的通信设备就无法承载该高速公路的业务传输了。只有购买价格高昂的STM-16速率等级，即2.5Gbit/s传输速率的SDH设备才能满足业务传输需求。

现在我们使用PTN传输设备来构建绩黄高速通信传输网。PTN设备最小传输速率为1000Mbit/s，价格约为STM-4速率等级SDH设备的80%。由于PTN设备是基于IP的分组传输技术，所以其自身占用带宽的开销非常小，约为SDH设备自身开销的十分之一。如果绩黄高速图像采用高清编码制式，每路图像上传至管理处占用16M带宽，绩溪收费站传输至歙县管理处的图像有38路，通过通信传输设备进行传输，占用传输带宽约为38×16M=608M带宽。绩溪收费站及华阳服务区电话业务共占用8M带宽，监控设备控制信号低速率及通信网管业务约占用4M带宽，办公自动化上网业务占用4M带宽。总计业务占用带宽约为624M，自身开销占用带宽约为5-10M，对于PTN的传输速率1000Mbit/s只占用了不到百分之七十的带宽。

由此可见，PTN传输设备不但能满足绩黄高速高清图像传输，同时还能为今后该路段图像扩容预留足够大的传输带宽。同时，PTN设备的价格相对于SDH设备来说也占有很大的优势，1000Mbit/s速率等级的PTN设备价格约为622Mbit/s速率等级的SDH设备的80%，10G bit/s速率等级的PTN设备价格约为2.5G bit/s速率等级的SDH设备的90%。

3 结束语

PTN传输通过模拟应用的传输效果、建设成本情况，可以看出路段级高速公路收费站上传至管理处的通信传输设备采用PTN技术已经是一个比较成熟可行的方案了。但由于目前SDH设备与PTN设备的以太网业务还不能互通，高速公路干线传输设备主要都是SDH设备，所以高速公路各路段管理处通信干线若采用PTN技术及SDH技术共存的话还有一定的局限性。

PTN传输技术正在日新月日的发展之中，在不久的将来PTN传输技术在高速公路路段及干线网将会得到更加广泛的应用。

参考文献：

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