高速公路通信網的組網方案

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

　　一、網絡的規(guī)劃原則

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

　　通部行業(yè)標準、規(guī)范的要求。

　�。ǘ�）高速公路通信網應統(tǒng)一規(guī)劃、實施和統(tǒng)一管理。根據高速公路建設和開通運營的進程，應實現(xiàn)全省統(tǒng)籌安排，分路分期實施以及逐步全省聯(lián)網的原則。省級高速公路網應充分考慮地區(qū)和各路段的業(yè)務要求，地區(qū)和全路段應服從省網總體規(guī)劃的要求，省網應為交通部全國通信聯(lián)網和與相鄰省際聯(lián)網預留必要的光纖、電路和接口。

　�。ㄈ�）高速公路通信網建設規(guī)模應立足于公路專網業(yè)務需求。主要為高速公路收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和道路運營管理服務。網絡系統(tǒng)容量應滿足近期需求并預留一定余量，在主要干線和瓶徑路由應適當擴大系統(tǒng)容量。充分考慮當今通信技術迅速發(fā)展的趨勢，網絡系統(tǒng)設計應采用模塊化結構，可以平滑升級，系統(tǒng)應具有可擴展性。

　�。ㄋ模└咚俟�路通信網建設標準應立足于高科技或高技術平臺，主要采用光纖數(shù)字傳輸和數(shù)字程控交換機等先進技術。省高速公路通信專網應建設為集話音、數(shù)據、圖象和文本等綜合業(yè)務和網絡自動管理的綜合通信網，根據現(xiàn)代通信技術發(fā)展，再逐步建成寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網。

　　二、網絡業(yè)務量分析

　　省級高速公路專用通信網業(yè)務內容如下：

　�。ㄒ唬�為全省高速公路各級管理部門（包括省中心、分中心、服務區(qū)、隧道管理隊、停車區(qū)、養(yǎng)護工區(qū)等）相互間以及與公用網間提供不間斷的電話、傳真、數(shù)據和圖象傳輸?shù)姆�務；（二）為高速公路收費系統(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)據傳輸平臺；（三）為高速公路收費系統(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；（五）為全省高速公路組織電話會議提供服務；（六）為全省高速公路組織召開會議電視提供平臺。另外高速公路專網電信業(yè)務量主要按用戶目前實際需求或按未來10~15年遠期需求進行設計。

　　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)據接口；（3）n*64kbit/s、2mbit/sg.703以及2mbit/sv.35高速數(shù)據接口；（4）視頻接口，包括模擬視頻接口和2mbit/s壓縮視頻接口。

　　三、網絡總體設計方案

　　我們把高速公路通信網選擇網絡技術的重點集中在兩個方面：網絡的傳輸、接入技術和交換技術。對現(xiàn)有的各種適用技術進行綜合比較，并結合最新發(fā)展的通信技術及高速公路的實際情況來構建高速公路通信網。

　�。ㄒ唬└咚俟�路通信網的傳輸和接入

　　1.省級干線傳輸

　　首先，我們必須關注整個通信領域目前的技術狀況和發(fā)展趨勢。目前在通信領域關于sdh、atm和寬帶ip等技術的爭論比較激烈，各專網對此也評價不一。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，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，必須針對其業(yè)務接入特點來設計相應的通信系統(tǒng)。通過上述業(yè)務類型分析，我們不難看出，除收費計算機網絡基于ip外，其它業(yè)務非ip業(yè)務居多，并且總的業(yè)務量相對較小。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)網的使用。其實就高速公路特點而言，收費是頭等大事，為此，收費數(shù)據的準確性及可靠性應擺在第一位。其次才是圖像等其他業(yè)務。那么，究竟選用sdh或atm呢？下面我們對ipoversdh及ipoveratm進行一下比較。

　�。�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 http://()其服務質量和可靠性，滿足實時多媒體業(yè)務的要求。這樣，ip協(xié)議將可利用atm的qos機制保證網絡服務質量，網絡具有很好的可擴充性和靈活性，并支持多種業(yè)務，有很好的網絡流量管理和控制性能。然而該網絡的缺點是傳輸效率低，網絡體系結構復雜且重復，網絡管理復雜，不太適合用于超()大型ip骨干網。

　�。�2）ipoversdh

　　ip數(shù)據包通過采用ppp協(xié)議映射到sdh幀結構中，按stm-n速率傳輸。這樣可以在骨干網上快速傳輸多媒體業(yè)務，有效利用現(xiàn)有網絡結構。其優(yōu)點是簡化網絡結構，提高數(shù)據傳輸效率�？梢猿浞掷�用sdh技術的優(yōu)點，兼容各種不同技術和標準實現(xiàn)全球互聯(lián)網，有利于實現(xiàn)ip多點廣播技術。

　　但是該網絡不支持vn和電路仿真。

　　根據sdh傳輸網在國內的建設現(xiàn)狀情況，“九五”期間建設的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。實踐也證明，ipoversdh將是傳輸網的發(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行研發(fā)及生產。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，目前的最佳選擇應是sdh。廣播電視國家級基礎干線網就選擇了sdh技術，數(shù)據業(yè)務選擇ipoversdh。那么，如果高速公路通信網采用sdh后，分中心的業(yè)務如何接入，也就是如何把單個高速公路sdh環(huán)路與高層的省內sdh環(huán)路連接？這個問題比較復雜，原因在于目前高速公路通信系統(tǒng)使用不同廠家的sdh通信設備，這些設備在進行直接互連時，省中心無法進行統(tǒng)一網管。而要統(tǒng)一網管，必須要各設備廠家開放源代碼，進行二次開發(fā)。為此，統(tǒng)一網管顯然是不可能的。幸運的是，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，使用同一廠家的產品即可統(tǒng)一網管，至于單獨的一到二家傳輸設備可單獨建立網管，為此，有可能在省公路通信中心有二到三套傳輸網管。其實，這并不妨礙大局，問題就在于根據國家《招投標法》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)一網管是必要的，那么我們不妨在國家《招投標法》的規(guī)定上，在標書中加上“傳輸系統(tǒng)應能實現(xiàn)全省統(tǒng)一網管”這一條，問題就解決了。

　　2.高速公路通信網（單條高速公路通信系統(tǒng)）的接入

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

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

　�。�2）干線傳輸系統(tǒng)中有人站設adm，在各基層用戶業(yè)務點增設無人光通信站，各無人站與有人站之間開通用戶環(huán)路載波機系統(tǒng)，為用戶提供應用通路。用戶環(huán)路載波機系統(tǒng)常用于干線傳輸系統(tǒng)的伸長，為分散的遠端用戶提供通道。然而，用戶環(huán)路載波設備為非標準設備，接口不豐富，網管能力也比較差。

　�。�3）在有人站和無人站配置光纖綜合業(yè)務接入網設備，為用戶提供技術先進、標準化程度高、接口豐富以及網管能力強的用戶通道。光纖綜合業(yè)務接入網主要優(yōu)點是：接入網主要完成復用、交叉連接和傳輸?shù)裙δ埽�采用光（電）合一結構，減少了網絡層次；提供開放的v5標準接口，可實現(xiàn)與任何種類的交換機設備進行連接；能提供各種綜合業(yè)務，包括話音、數(shù)據業(yè)務和視像業(yè)務等，具有豐富的接口功能；具有靈活的集線比，可以節(jié)省硬件設備；信道可以動態(tài)分配使用；組網能力強，可組建環(huán)型、星型、鏈、樹等多種靈活的網絡；硬件對環(huán)境的適用能力強，遠端設備可在惡劣環(huán)境條件下應用；具有較全面的網管系統(tǒng)；符合國際電聯(lián)和我國國標規(guī)范要求；系統(tǒng)投資較省，經綜合技術、經濟比較，基層用戶系統(tǒng)應優(yōu)選光纖綜合業(yè)務接入網。

　�。ǘ�）高速公路通信的網絡交換

　　在當今信息化世界存在著兩種主要通信網：公用電話交換網pstn和因特網。pstn基于電路交換，是一種低時延、固定帶寬的網絡，能夠為大規(guī)模網絡應用提供非常高的服務質量和先進的話音服務。pstn中的數(shù)據業(yè)務，如傳真、電子郵件等也是通過電路連接傳輸?shù)�。因特網主要基于包交換，可以提供非常靈活的數(shù)據業(yè)務，但它是時延和帶寬可變的網絡，因此服務質量沒有保證。事實上，在我們前面提及的傳輸網選用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；其二就是采用atmoversdh，即采用atm交換機。由于atm交換機在產生之初，它就提供155mbit/s和622mbit/s的高速連接，以及對多服務qos的支持，在當時還沒有其它技術與之相比，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，直接對ip分組進行高速交換和路由，使atm天生不足的缺陷暴露出來。一是atm技術太復雜，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的標準。這些缺陷使atm在與ip分組路由交換技術的競爭中，陷于被動境地�；蛟S有人就使用ip交換機，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，在高速公路通信網中選用ip交換機，就好象是殺雞用牛刀；而選用atm交換機，那也將是用沒有任何發(fā)展趨勢的技術武裝高速公路通信，且耗資大。針對高速公路專網電信業(yè)務量主要按用戶目前實際需求，并按10~15年遠設計。

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