省级高速公路通信网组网专项方案.doc

省级高速公路通信网组网方案C 11月5日 16:05通信世界 福建高速公路厦门监控中心 何一峰 高速公路通信系统是高速公路建设中关键配套项目和基础设施组成部分，它为高速公路各级部门运行、管理和沿线设置收费、监控系统提供话音、数据和图像传输，是实现高速公路快速、安全、高效运行关键保障。一、网络计划标准 （一）高速公路通信网计划应符合中国通信技术、政策要求，符合中国现行国家标准和交通部行业标准、规范要求。 （二）高速公路通信网应统一计划、实施和统一管理。依据高速公路建设和开通运行进程，应实现全省统筹安排，分路分期实施和逐步全省联网标准。省级高速公路网应充足考虑地域和各路段业务要求，地域和全路段应服从省网总体计划要求，省网应为交通部全国通信联网和和相邻省际联网预留必需光纤、电路和接口。 （三）高速公路通信网建设规模应立足于公路专网业务需求。关键为高速公路收费系统、监控系统和道路运行管理服务。网络系统容量应满足近期需求并预留一定余量，在关键干线和瓶径路由应合适扩大系统容量。充足考虑当今通信技术快速发展趋势，网络系统设计应采取模块化结构，能够平滑升级，系统应含有可扩展性。 （四）高速公路通信网建设标准应立足于高科技或高技术平台，关键采取光纤数字传输和数字程控交换机等优异技术。省高速公路通信专网应建设为集话音、数据、图象和文本等综合业务和网络自动管理综合通信网，依据现代通信技术发展，再逐步建成宽带综合业务数字网。二、网络业务量分析 省级高速公路专用通信网业务内容以下： （一）为全省高速公路各级管理部门（包含省中心、分中心、服务区、隧道管理队、停车区、养护工区等）相互间和和公用网间提供不间断电话、传真、数据和图象传输服务；（二）为高速公路收费系统和监控系统提供专用、实时、数字、高速和高可靠性数据传输平台；（三）为高速公路收费系统和监控系统提供传输通道；（四）为行驶在高速公路上车辆司乘人员和道路管理、巡查人员提供紧急电话通信业务；（五）为全省高速公路组织电话会议提供服务；（六）为全省高速公路组织召开会议电视提供平台。另外高速公路专网电信业务量关键按用户现在实际需求或按未来10远期需求进行设计。 高速公路通信常见接口类型有：（1）电话系统接口包含2/4线音频接口、模拟环路中继接口、2B+D接口、30B+D接口、2Mbit/s G.703接口、2Mbit/s V.35、V5.1和V5.2接口等；（2）V.24/V.28低频数据接口；（3）n*64kbit/s、2Mbit/s G.703和2Mbit/s V.35高速数据接口；（4）视频接口，包含模拟视频接口和2Mbit/s压缩视频接口。三、网络总体设计方案 我们把高速公路通信网选择网络技术关键集中在两个方面：网络传输、接入技术和交换技术。对现有多种适用技术进行综合比较，并结合最新发展通信技术及高速公路实际情况来构建高速公路通信网。 （一）高速公路通信网传输和接入 1. 省级干线传输 首先，我们必需关注整个通信领域现在技术情况和发展趋势。现在在通信领域相关SDH、ATM和宽带IP等技术争论比较猛烈，各专网对此也评价不一。这种争论根源在于Internet快速普及和全部业务全部将基于IP，即所谓everything on IP，而承载IP有SDH、ATM和宽带IP三种技术，从性能、价格和发展趋势综合考虑，现在宽带IP是首要选择。那么，高速公路联网是否也必需采取宽带IP呢？首先，高速公路通信系统属于专用网，必需针对其业务接入特点来设计对应通信系统。经过上述业务类型分析，我们不难看出，除收费计算机网络基于IP外，其它业务非IP业务居多，而且总业务量相对较小。加之宽带IP路由器覆盖范围还十分有限，所以宽带IP显然现在不适合高速公路联网使用。其实就高速公路特点而言，收费是头等大事，为此，收费数据正确性及可靠性应摆在第一位。其次才是图像等其它业务。那么，到底选择SDH或ATM呢？下面我们对IP over SDH及IP over ATM进行一下比较。 （1）IP over ATM IP协议利用ATM端口速率高、吞吐量大、时延小和面向连接等特点，确保其服务质量和可靠性，满足实时多媒体业务要求。这么，IP协议将可利用ATMQoS机制确保网络服务质量，网络含有很好可扩充性和灵活性，并支持多个业务，有很好网络流量管理和控制性能。然而该网络缺点是传输效率低，网络体系结构复杂且反复，网络管理复杂，不太适适用于超大型IP骨干网。 （2）IP over SDH IP数据包经过采取PPP协议映射到SDH帧结构中，按STM-N速率传输。这么能够在骨干网上快速传输多媒体业务，有效利用现有网络结构。其优点是简化网络结构，提升数据传输效率。能够充足利用SDH技术优点，兼容多种不一样技术和标准实现全球互联网，有利于实现IP多点广播技术。不过该网络不支持VPN和电路仿真。 依据SDH传输网在中国建设现实状况情况，“九五”期间建设25条（总长34万公里）省际光缆在1998年12月全部建成后，省际光缆干线形成“八纵八横”格型网状格局，覆盖全国省会以上城市和70%地市，全国大致形成SDH传输网。实践也证实，IP over SDH将是传输网发展趋势，其可靠性及稳定性是有确保。ATM相比SDH关键有以下劣势：其一就是其价位偏高；其二就是ATM认同度底，现在通信界人士普遍对其持观望态度，厂家基础上已不对其进行研发及生产。总而言之，从价格、发展趋势来看，ATM比SDH并没有优势可言，现在最好选择应是SDH。广播电视国家级基础干线网就选择了SDH技术，数据业务选择IP over SDH。那么，假如高速公路通信网采取SDH后，分中心业务怎样接入，也就是怎样把单个高速公路SDH环路和高层省内SDH环路连接？这个问题比较复杂，原因在于现在高速公路通信系统使用不一样厂家SDH通信设备，这些设备在进行直接互连时， 省中心无法进行统一网管。而要统一网管，必需要各设备厂家开放源代码，进行二次开发。为此，统一网管显然是不可能。幸运是，现在大部分省公路通信系统已投入使用路段并不多，在以后全省统一计划后，使用同一厂家产品即可统一网管，至于单独一到二家传输设备可单独建立网管，为此，有可能在省公路通信中心有二到三套传输网管。其实，这并不妨碍大局，问题就在于依据国家招投标法要求，全省高速公路通信传输系统由同一厂家来提供是极难做到。既然统一网管是必需，那么我们不妨在国家招投标法要求上，在标书中加上“传输系统应能实现全省统一网管”这一条，问题就处理了。 2. 高速公路通信网（单条高速公路通信系统）接入 实际上，在主干网确定用SDH前提下，高速公路基层用户点有收费站、服务区、停车区、养护工区和隧道管理队等。各路段全部基层用户业务均要求聚集至本路段通信分中心。基层用户业务接入会有三种方案： （1）在干线传输路由上各基层用户业务点增设无人光通信站，各无人站均配置和干线传输相同速率ADM设备，在各无人站和有些人站之间配置PCM集群设备，为用户提供给用通路。该方案是早期通信网用户接入传统处理方案，它关键问题是配置ADM设备站数多、站距小、工程投资高和干线传输和基层用户业务传输公用一个系统，系统安全性差，基层用户业务占用干线长途通道而造成信道利用率低。出现上述问题就在于高速公路通信系统是一个专网通信系统，而标准SDH是针对电信网设计标准SDH技术，提供业务接入通常是E1、E2，甚至更高，不会直接提供视频、低速数据和LAN接口。 （2）干线传输系统中有些人站设ADM，在各基层用户业务点增设无人光通信站，各无人站和有些人站之间开通用户环路载波机系统，为用户提供给用通路。用户环路载波机系统常见于干线传输系统伸长，为分散远端用户提供通道。然而，用户环路载波设备为非标准设备，接口不丰富，网管能力也比较差。 （3）在有些人站和无人站配置光纤综合业务接入网设备，为用户提供技术优异、标准化程度高、接口丰富和网管能力强用户通道。光纤综合业务接入网关键优点是：接入网关键完成复用、交叉连接和传输等功效，采取光（电）合一结构，降低了网络层次；提供开放V5标准接口，可实现和任何种类交换机设备进行连接；能提供多种综合业务，包含话音、数据业务和视像业务等，含有丰富接口功效；含有灵活集线比，能够节省硬件设备；信道能够动态分配使用；组网能力强，可组建环型、星型、链、树等多个灵活网络；硬件对环境适用能力强，远端设备可在恶劣环境条件下应用；含有较全方面网管系统；符合国际电联和中国国家标准规范要求；系统投资较省，经综合技术、经济比较，基层用户系统应优选光纤综合业务接入网。 （二）高速公路通信网络交换 在当今信息化世界存在着两种关键通信网：公用电话交换网PSTN和因特网。PSTN基于电路交换，是一个低时延、固定带宽网络，能够为大规模网络应用提供很高服务质量和优异话音服务。PSTN中数据业务，如传真、电子邮件等也是经过电路连接传输。因特网关键基于包交换，能够提供很灵活数据业务，但它是时延和带宽可变网络，所以服务质量没有确保。实际上，在我们前面提及传输网选择SDH平台时，就已决定可选交换模式有两种：其一就是仍沿用传统电路交换型交换机；其二就是采取ATM over SDH，即采取ATM交换机。因为ATM交换机在产生之初，它就提供155Mbit/s和622Mbit/s高速连接，和对多服务QoS支持，在当初还没有其它技术和之相比，所以轰动一时。不过很快出现了基于ASIC芯片IP分组路由交换技术，直接对IP分组进行高速交换和路由，使ATM天生不足缺点暴露出来。一是ATM技术太复杂，配置和管理难度很大；二是价格太高，622Mbit/sATM断口 1000Mbit/s比以太网端口价格高出很多；三是ATM在传送IP时，要将分组拆成信元发送，效率只有80%左右；四是ATM不支持IP MULTICAST，ATM论坛至今没有支持IP MULTICAST标准。这些缺点使ATM在和IP分组路由交换技术竞争中，陷于被动境地。或许有些人就使用IP交换机，其实在传输部分，我们已提及选择宽带IP在高速公路现在并不适用。关键原因是用户太少。总而言之，在高速公路通信网中选择IP交换机，就好象是杀鸡用牛刀；而选择ATM交换机，那也将是用没有任何发展趋势技术武装高速公路通信，且耗资大。针对高速公路专网电信业务量关键按用户现在实际需求，并按10远期需求估算，选择电路交换型交换机比较适合。