高速公路通信網(wǎng)的組網(wǎng)方案

　　高速公路通信系統(tǒng)是高速公路建設(shè)中的重要配套項目和基礎(chǔ)設(shè)施組成部分，它為高速公路各級部門的運(yùn)營、管理以及沿線設(shè)立的收費(fèi)、監(jiān)控系統(tǒng)提供話音、數(shù)據(jù)和圖像的傳輸，是實現(xiàn)高速公路快速、安全、高效運(yùn)行的重要保障。

　　一、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃原則

　�。ㄒ唬└咚俟�路通信網(wǎng)的規(guī)劃應(yīng)符合我國通信技術(shù)、政策的規(guī)定，符合我國現(xiàn)行國標(biāo)和交

　　通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。

　�。ǘ�）高速公路通信網(wǎng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、實施和統(tǒng)一管理。根據(jù)高速公路建設(shè)和開通運(yùn)營的進(jìn)程，應(yīng)實現(xiàn)全省統(tǒng)籌安排，分路分期實施以及逐步全省聯(lián)網(wǎng)的原則。省級高速公路網(wǎng)應(yīng)充分考慮地區(qū)和各路段的業(yè)務(wù)要求，地區(qū)和全路段應(yīng)服從省網(wǎng)總體規(guī)劃的要求，省網(wǎng)應(yīng)為交通部全國通信聯(lián)網(wǎng)和與相鄰省際聯(lián)網(wǎng)預(yù)留必要的光纖、電路和接口。

　　（三）高速公路通信網(wǎng)建設(shè)規(guī)模應(yīng)立足于公路專網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。主要為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和道路運(yùn)營管理服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量應(yīng)滿足近期需求并預(yù)留一定余量，在主要干線和瓶徑路由應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大系統(tǒng)容量。充分考慮當(dāng)今通信技術(shù)迅速發(fā)展的趨勢，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，可以平滑升級，系統(tǒng)應(yīng)具有可擴(kuò)展性。

　�。ㄋ模└咚俟�路通信網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)立足于高科技或高技術(shù)平臺，主要采用光纖數(shù)字傳輸和數(shù)字程控交換機(jī)等先進(jìn)技術(shù)。省高速公路通信專網(wǎng)應(yīng)建設(shè)為集話音、數(shù)據(jù)、圖象和文本等綜合業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)自動管理的綜合通信網(wǎng)，根據(jù)現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展，再逐步建成寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。

　　二、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量分析

　　省級高速公路專用通信網(wǎng)業(yè)務(wù)內(nèi)容如下：

　�。ㄒ唬�為全省高速公路各級管理部門（包括省中心、分中心、服務(wù)區(qū)、隧道管理隊、停車區(qū)、養(yǎng)護(hù)工區(qū)等）相互間以及與公用網(wǎng)間提供不間斷的電話、傳真、數(shù)據(jù)和圖象傳輸?shù)姆��?wù)；（二）為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)提供專用、實時、數(shù)字、高速和高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸平臺；（三）為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)提供傳輸通道；（四）為行駛在高速公路上車輛的司乘人員和道路管理、巡邏人員提供緊急電話通信業(yè)務(wù)；（五）為全省高速公路組織電話會議提供服務(wù)；（六）為全省高速公路組織召開會議電視提供平臺。另外高速公路專網(wǎng)電信業(yè)務(wù)量主要按用戶目前實際需求或按未來10~15年遠(yuǎn)期需求進(jìn)行設(shè)計。

　　高速公路通信常用接口類型有：（1）電話系統(tǒng)接口包括2/4線音頻接口、模擬環(huán)路中繼接口、2b+d接口、30b+d接口、2mbit/sg.703接口、2mbit/sv.35、v5.1和v5.2接口等；（2）v.24/v.28低頻數(shù)據(jù)接口；（3）n*64kbit/s、2mbit/sg.703以及2mbit/sv.35高速數(shù)據(jù)接口；（4）視頻接口，包括模擬視頻接口和2mbit/s壓縮視頻接口。

　　三、網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計方案

　　我們把高速公路通信網(wǎng)選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重點集中在兩個方面：網(wǎng)絡(luò)的傳輸、接入技術(shù)和交換技術(shù)。對現(xiàn)有的各種適用技術(shù)進(jìn)行綜合比較，并結(jié)合最新發(fā)展的通信技術(shù)及高速公路的實際情況來構(gòu)建高速公路通信網(wǎng)。

　�。ㄒ唬└咚俟�路通信網(wǎng)的傳輸和接入

　　1.省級干線傳輸

　　首先，我們必須關(guān)注整個通信領(lǐng)域目前的技術(shù)狀況和發(fā)展趨勢。目前在通信領(lǐng)域關(guān)于sdh、atm和寬帶ip等技術(shù)的爭論比較激烈，各專網(wǎng)對此也評價不一。這種爭論的根源在于internet的迅速普及和所有的業(yè)務(wù)都將基于ip，即所謂的everythingonip，而承載ip的有sdh、atm和寬帶ip三種技術(shù)，從性能、價格和發(fā)展趨勢綜合考慮，目前寬帶ip是首要選擇。那么，高速公路聯(lián)網(wǎng)是否也必須采用寬帶ip呢？首先，高速公路通信系統(tǒng)屬于專用網(wǎng)，必須針對其業(yè)務(wù)接入特點來設(shè)計相應(yīng)的通信系統(tǒng)。通過上述業(yè)務(wù)類型分析，我們不難看出，除收費(fèi)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基于ip外，其它業(yè)務(wù)非ip業(yè)務(wù)居多，并且總的業(yè)務(wù)量相對較小。加之寬帶ip路由器覆蓋范圍還十分有限，因而寬帶ip顯然目前不適合高速公路聯(lián)網(wǎng)的使用。其實就高速公路特點而言，收費(fèi)是頭等大事，為此，收費(fèi)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及可靠性應(yīng)擺在第一位。其次才是圖像等其他業(yè)務(wù)。那么，究竟選用sdh或atm呢？下面我們對ipoversdh及ipoveratm進(jìn)行一下比較。

　�。�1）ipoveratm

　　ip協(xié)議利用atm端口速率高、吞吐量大、時延小以及面向連接等特點，保證本文來源：文秘公文網(wǎng) http://()其服務(wù)質(zhì)量和可靠性，滿足實時多媒體業(yè)務(wù)的要求。這樣，ip協(xié)議將可利用atm的qos機(jī)制保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)具有很好的可擴(kuò)充性和靈活性，并支持多種業(yè)務(wù)，有很好的網(wǎng)絡(luò)流量管理和控制性能。然而該網(wǎng)絡(luò)的缺點是傳輸效率低，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜且重復(fù)，網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜，不太適合用于超()大型ip骨干網(wǎng)。

　�。�2）ipoversdh

　　ip數(shù)據(jù)包通過采用ppp協(xié)議映射到sdh幀結(jié)構(gòu)中，按stm-n速率傳輸。這樣可以在骨干網(wǎng)上快速傳輸多媒體業(yè)務(wù)，有效利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率�？梢猿浞掷�用sdh技術(shù)的優(yōu)點，兼容各種不同技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)全球互聯(lián)網(wǎng)，有利于實現(xiàn)ip多點廣播技術(shù)。

　　但是該網(wǎng)絡(luò)不支持vn和電路仿真。

　　根據(jù)sdh傳輸網(wǎng)在國內(nèi)的建設(shè)現(xiàn)狀情況，“九五”期間建設(shè)的25條（總長34萬公里）省際光纜在1998年12月全部建成后，省際光纜干線形成“八縱八橫”的格型網(wǎng)狀格局，覆蓋全國省會以上城市和70%的地市，全國大體形成sdh傳輸網(wǎng)。實踐也證明，ipoversdh將是傳輸網(wǎng)的發(fā)展趨勢，其可靠性及穩(wěn)定性是有保證的。atm相比sdh主要有以下劣勢：其一就是其價位偏高；其二就是atm認(rèn)同度底，現(xiàn)在通信界人士普遍對其持觀望態(tài)度，廠家基本上已不對其進(jìn)行研發(fā)及生產(chǎn)。綜上所述，從價格、發(fā)展趨勢來看，atm比sdh并沒有優(yōu)勢可言，目前的最佳選擇應(yīng)是sdh。廣播電視國家級基礎(chǔ)干線網(wǎng)就選擇了sdh技術(shù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)選擇ipoversdh。那么，如果高速公路通信網(wǎng)采用sdh后，分中心的業(yè)務(wù)如何接入，也就是如何把單個高速公路sdh環(huán)路與高層的省內(nèi)sdh環(huán)路連接？這個問題比較復(fù)雜，原因在于目前高速公路通信系統(tǒng)使用不同廠家的sdh通信設(shè)備，這些設(shè)備在進(jìn)行直接互連時，省中心無法進(jìn)行統(tǒng)一網(wǎng)管。而要統(tǒng)一網(wǎng)管，必須要各設(shè)備廠家開放源代碼，進(jìn)行二次開發(fā)。為此，統(tǒng)一網(wǎng)管顯然是不可能的。幸運(yùn)的是，目前大部分省公路通信系統(tǒng)已投入使用的路段并不多，在今后全省統(tǒng)一規(guī)劃后，使用同一廠家的產(chǎn)品即可統(tǒng)一網(wǎng)管，至于單獨(dú)的一到二家傳輸設(shè)備可單獨(dú)建立網(wǎng)管，為此，有可能在省公路通信中心有二到三套傳輸網(wǎng)管。其實，這并不妨礙大局，問題就在于根據(jù)國家《招投標(biāo)法》的規(guī)定，全省高速公路的通信傳輸系統(tǒng)由同一廠家來提供是很難做到的。既然統(tǒng)一網(wǎng)管是必要的，那么我們不妨在國家《招投標(biāo)法》的規(guī)定上，在標(biāo)書中加上“傳輸系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)全省統(tǒng)一網(wǎng)管”這一條，問題就解決了。

　　2.高速公路通信網(wǎng)（單條高速公路通信系統(tǒng)）的接入

　　事實上，在主干網(wǎng)確定用sdh前提下，高速公路基層用戶點有收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、養(yǎng)護(hù)工區(qū)和隧道管理隊等。各路段的全部基層用戶業(yè)務(wù)均要求匯集至本路段的通信分中心�；鶎佑脩魳I(yè)務(wù)接入會有三種方案：

　�。�1）在干線傳輸路由上各基層用戶業(yè)務(wù)點增設(shè)無人光通信站，各無人站均配置與干線傳輸相同速率的adm設(shè)備，在各無人站與有人站之間配置pcm集群設(shè)備，為用戶提供應(yīng)用通路。該方案是早期通信網(wǎng)用戶接入的傳統(tǒng)解決方案，它的主要問題是配置adm設(shè)備的站數(shù)多、站距小、工程投資高以及干線傳輸和基層用戶業(yè)務(wù)傳輸公用一個系統(tǒng)，系統(tǒng)安全性差，基層用戶業(yè)務(wù)占用干線長途通道而導(dǎo)致信道利用率低。出現(xiàn)上述問題就在于高速公路通信系統(tǒng)是一個專網(wǎng)通信系統(tǒng)，而標(biāo)準(zhǔn)sdh是針對電信網(wǎng)設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)sdh技術(shù)，提供的業(yè)務(wù)接入一般是e1、e2，甚至更高，不會直接提供視頻、低速數(shù)據(jù)和lan接口。

　�。�2）干線傳輸系統(tǒng)中有人站設(shè)adm，在各基層用戶業(yè)務(wù)點增設(shè)無人光通信站，各無人站與有人站之間開通用戶環(huán)路載波機(jī)系統(tǒng)，為用戶提供應(yīng)用通路。用戶環(huán)路載波機(jī)系統(tǒng)常用于干線傳輸系統(tǒng)的伸長，為分散的遠(yuǎn)端用戶提供通道。然而，用戶環(huán)路載波設(shè)備為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，接口不豐富，網(wǎng)管能力也比較差。

　　（3）在有人站和無人站配置光纖綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)設(shè)備，為用戶提供技術(shù)先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、接口豐富以及網(wǎng)管能力強(qiáng)的用戶通道。光纖綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)主要優(yōu)點是：接入網(wǎng)主要完成復(fù)用、交叉連接和傳輸?shù)裙δ�，采用光（電）合一結(jié)構(gòu)，減少了網(wǎng)絡(luò)層次；提供開放的v5標(biāo)準(zhǔn)接口，可實現(xiàn)與任何種類的交換機(jī)設(shè)備進(jìn)行連接；能提供各種綜合業(yè)務(wù)，包括話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和視像業(yè)務(wù)等，具有豐富的接口功能；具有靈活的集線比，可以節(jié)省硬件設(shè)備；信道可以動態(tài)分配使用；組網(wǎng)能力強(qiáng)，可組建環(huán)型、星型、鏈、樹等多種靈活的網(wǎng)絡(luò)；硬件對環(huán)境的適用能力強(qiáng)，遠(yuǎn)端設(shè)備可在惡劣環(huán)境條件下應(yīng)用；具有較全面的網(wǎng)管系統(tǒng)；符合國際電聯(lián)和我國國標(biāo)規(guī)范要求；系統(tǒng)投資較省，經(jīng)綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，基層用戶系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)選光纖綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)。

　�。ǘ�）高速公路通信的網(wǎng)絡(luò)交換

　　在當(dāng)今信息化世界存在著兩種主要通信網(wǎng)：公用電話交換網(wǎng)pstn和因特網(wǎng)。pstn基于電路交換，是一種低時延、固定帶寬的網(wǎng)絡(luò)，能夠為大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供非常高的服務(wù)質(zhì)量和先進(jìn)的話音服務(wù)。pstn中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如傳真、電子郵件等也是通過電路連接傳輸?shù)�。因特網(wǎng)主要基于包交換，可以提供非常靈活的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但它是時延和帶寬可變的網(wǎng)絡(luò)，因此服務(wù)質(zhì)量沒有保證。事實上，在我們前面提及的傳輸網(wǎng)選用sdh平臺時，就已決定可選的交換模式有兩種：其一就是仍沿用傳統(tǒng)的電路交換型交換機(jī)；其二就是采用atmoversdh，即采用atm交換機(jī)。由于atm交換機(jī)在產(chǎn)生之初，它就提供155mbit/s和622mbit/s的高速連接，以及對多服務(wù)qos的支持，在當(dāng)時還沒有其它技術(shù)與之相比，因此轟動一時。但是很快出現(xiàn)了基于asic芯片的ip分組路由交換技術(shù)，直接對ip分組進(jìn)行高速交換和路由，使atm天生不足的缺陷暴露出來。一是atm技術(shù)太復(fù)雜，配置和管理難度很大；二是價格太高，622mbit/s的atm斷口1000mbit/s比以太網(wǎng)端口價格高出很多；三是atm在傳送ip時，要將分組拆成信元發(fā)送，效率只有80%左右；四是atm不支持ipmulticast，atm論壇至今沒有支持ipmulticast的標(biāo)準(zhǔn)。這些缺陷使atm在與ip分組路由交換技術(shù)的競爭中，陷于被動境地�；蛟S有人就使用ip交換機(jī)，其實在傳輸部分，我們已提及選用寬帶ip在高速公路目前并不適用。主要原因是用戶太少。綜上所述，在高速公路通信網(wǎng)中選用ip交換機(jī)，就好象是殺雞用牛刀；而選用atm交換機(jī)，那也將是用沒有任何發(fā)展趨勢的技術(shù)武裝高速公路通信，且耗資大。針對高速公路專網(wǎng)電信業(yè)務(wù)量主要按用戶目前實際需求，并按10~15年遠(yuǎn)設(shè)計。

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