PTN技术在高速公路通信传输网中的应用分析.doc

2012-0P7T-N13技#术#在#高#速#公#路#通#信#传#输2网01中2-的0应7-用1分3#析#2012-07-13#李屹然（安徽皖通科技股份有限公司，安徽 合肥 230088）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，毎路图像上传至管理处占用 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 384M=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 3816M=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。(下 转 第 4435 页)2012-07-13#2012-07-13#2012-07-13#表 7 对于 IL-8 不同算法的群落与生物群落的重合率表 8 对于 TNF-alpha 不同算法的群落与生物群落的重合率我们发现 CNM 的快速算法划分质量的标准是根据模块性来衡量的11-12，而它的模块性的定义又是基于同类匹配的 。 Newman实证统计的社会网络的同类性系数均为正， 而非社会网络同类性 系数均为负数。由于我们的免疫网络是属于非社会网络， 其实际的同类性系数是为负的， 我们的免疫网络同类性系数为-0.27, 是非同类匹配 的。 这也许能够说明为什么 KT 算法划分的群落跟我们的生物功 能群落重合的很差的原因。表 9 对于 IL-6 不同算法的群落与生物群落的重合率CH 划分群落的算法基于二分图的算法，不但兼顾了网络的拓扑结构，而且也考虑到网络的隶属分泌关系的功能因素 ，但是由于群落定义的范围太宽，所以跟生物功能群落重合的不太好的原因。而 BC-Finder 的算法是基于二分图的， 它的 Clique 定义比较严格，因此跟生物功能群落重合的要比其他两个算法要好。我们从上面的表格中可以看出，那些重叠的介质反应了细胞分泌介质可能跟因子通道功能存在着某种关系。参考文献：1 Callard R,George A J,Stark J.Cytokines,Chaos,and ComplexityM.Immunity 11,1999:507-513.2 Jeong H,Tombor B,Albert R,et al.The large-scale organization of metabolic networksJ.Nature,2000,407:651-654. 3 Jeong H,Mason S P,Barabasi A L,et al.Lethality and centrality in protein networksJ.Nature,2001,411:41-42.4 Tieri P,Valensin S,Latora V,et al.Quantifying the relevance of different mediatorsin the human immune cell network J.Bioinformatics,2005,21:1639-1643.5 Girvan M,Newman M E J.Community structure in social and biological networksJ.Proc Natl Acad Sci USA,2002,99:7821-7826. 6 cell typesEB/OL.(2007-06).http:/www.copewithcytokines.de/cope.cgi?key=cell%20types.7 Frankenstein Z,Alon U,Cohen I R.The immune-body cytokine network defines a social architecture of cell interactions M.Biology Di-rect,2006:1-32.8 Newman M E J.Scientific collaboration work construction and fundamental resultsJ.Physical Review E,2001,64.9 Goh K I,Cusick M E,Valle D,et al.The human disease networkC.USA:Proceedings of the NationalAcademy of Sciences,2007,104:8685. 10 Clauset A,Newman M E J,Moore C.Finding community structure in very large networksJ.Physical Review E,2004,70:06611.11 NewmanM E J.Fast algorithm for detecting community structure in networksJ.Phys Rev E,2004,69(6):066133.12 Wakita K,Tsurumi T.Finding community structure in mega-scale social networksZ.arXiv:cs/0702048,2007.13 Palla G,Dernyi I,Farkas I,et al.Uncovering the overlapping community structure of complex networks in nature and societyJ.Nature,2005,435:814-818.14 Chang H,Su B B,Liu C P,et al.Community,hierarchy and interweavement in collaboration networks J.International Journal of ModernPhysics C,2008,19(10):1537-1554.15 Lehmann S,Schwartz M,Hansen L K.Bi-clique CommunitiesEB/OL.http:/string32.embl.de/.（上 接 第 4431 页 ）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：1 蔡权慧,田雷.PON+PTN 技术在高速公路通信专网中的应用探讨J.科技经济市场,2011(4).2 贾佳.新技术在高速公路通信专网升级项目的应用C/中国公路学会计算机应用分会 2010 年学术年会