港灣高速公路新型通信網(wǎng)絡解決方案

隨著通信技術的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點得到了包括運營商在內(nèi)的行業(yè)用戶的廣泛認可。

步入21世紀，隨著人們對“通信”認知程度的不斷提高，網(wǎng)絡也變得不再那么神秘。在各大運營商率先采用IP技術組網(wǎng)，解決規(guī)模用戶應用取得成功之后，IP建網(wǎng)方案便在短時間內(nèi)取得了廣大用戶的認可。政府、教育、水利乃至軍隊、金融、電力、鐵路等對網(wǎng)絡安全性、穩(wěn)定性、先進性要求很高的行業(yè)，都先后對其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整和改造。

高速公路行業(yè)也不例外，在對通信系統(tǒng)(包括收費數(shù)據(jù)、語音、視頻監(jiān)控等業(yè)務需求)進行充分的分析后，提出了“技術和業(yè)務雙重驅(qū)動下的高速公路新型通信網(wǎng)絡”的建網(wǎng)策略——全IP架構(gòu)路段通信系統(tǒng)，并在西部開發(fā)通道上海至西安高速公路河南境內(nèi)的葉集至信陽段高速公路(以下簡稱“葉信高速公路”)取得了實際應用。

一、葉集至信陽段高速公路情況概述

葉信高速公路東起安徽省六安市葉集鎮(zhèn)，西止于107國道，先后與阿深高速公路和京珠高速公路相交叉，與在建的信陽至南陽高速公路相連接，全長185.4公里，是國家規(guī)劃的西部開發(fā)通道上海至西安高速公路河南境內(nèi)的重要一段，也是河南省“十五”規(guī)劃建設的高速公路重點項目。

葉信高速公路沿線設主線收費站1處，匝道收費站8處(固始收費站、商城收費站、潢川收費站、光山收費站、仙居收費站、羅山收費站、信陽新區(qū)收費站和信陽西收費站)，服務區(qū)3處(商城服務區(qū)、光山服務區(qū)、羅山服務區(qū))。

葉信高速公路于2005年12月8日建成通車，現(xiàn)已接入河南省路網(wǎng)，整個通信系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

二、通信系統(tǒng)實施方案的需求分析

1、技術類型對比

河南省是我國貫穿南北、東西的交通要省，經(jīng)過多年的建設，高速公路各路段骨干傳輸系統(tǒng)已初具規(guī)模，并廣泛采用了基于TDM方式的MSTP傳輸模式。對于接入網(wǎng)而言，基本延用了上世紀90年代中期的設計方案，采用窄帶ONU與OLT配合組網(wǎng)，來實現(xiàn)各個站點的數(shù)據(jù)及語音接入，并通過V5接口實現(xiàn)接入網(wǎng)與通信監(jiān)控分中心的程控交換機對接，來實現(xiàn)對語音的處理。確切地說，目前大多已投入使用的高速公路通信系統(tǒng)，其實施方案基本是“MSTP傳輸技術(中心及各站點)+窄帶接入網(wǎng)技術+程控交換技術”的整合。

隨著通信技術的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點得到了包括運營商在內(nèi)的行業(yè)用戶的廣泛認可。目前，該技術已經(jīng)成為了城域網(wǎng)的主流接入方式。在葉信高速公路通信系統(tǒng)建設前期，省內(nèi)外專家對各種通信技術進行了全面、科學的分析比較，并結(jié)合交通行業(yè)未來通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，針對通信系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的實際業(yè)務需求將原有的高速公路通信系統(tǒng)設計方案進行了優(yōu)化調(diào)整。

隨著通信技術的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點得到了包括運營商在內(nèi)的行業(yè)用戶的廣泛認可。

如果說早期的設計方案是“需求適應技術”，那么優(yōu)化后的實施方案就是“技術適應需求”。優(yōu)化方案保留了路段通信監(jiān)控分中心用于全省聯(lián)網(wǎng)的MSTP傳輸系統(tǒng)。對于接入網(wǎng)，優(yōu)化方案則完全采用了IP技術，采用多層智能交換設備組網(wǎng)，在提供多業(yè)務綜合接入的基礎上直接提供本地傳輸，并使各節(jié)點的設備形成千兆環(huán)網(wǎng)(具備萬兆的擴容、升級能力)。對于語音，優(yōu)化方案選擇了基于軟交換設計理念的語音系統(tǒng)解決方案，并考慮到與原方案的兼容，優(yōu)化方案采用了“IP+TDM”雙平面架構(gòu)的軟交換IP語音系統(tǒng)。確切地說，優(yōu)化方案是“MSTP(中心)+IP綜合接入千兆環(huán)網(wǎng)技術+IP/TDM雙平面架構(gòu)軟交換語音技術”的整合。

2、業(yè)務承載分析

目前，大多數(shù)已投入使用的高速公路通信系統(tǒng)所承載的業(yè)務基本以窄帶控制信號、收費數(shù)據(jù)、語音為主，應用原有的通信系統(tǒng)基本能夠滿足用戶的實際需求。而視頻監(jiān)控、OA辦公系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)等 則需要單獨建網(wǎng)，并通過各種不同的接口連接到原有網(wǎng)絡，這樣就造成資源浪費、帶寬利用率不高、易形成傳輸瓶頸、對業(yè)務接入管理困難等諸多不利因素。

另外，高速公路建設越來越重視對道路實時信息的收集，為掌握更多的路況信息，管理單位對視頻監(jiān)控點的數(shù)量及視頻的品質(zhì)要求會更高。隨著監(jiān)控點的增多，對于傳統(tǒng)接入網(wǎng)而言，如果仍采用E1接入方式，則對E1接口需求量過大，且設備的實際帶寬利用率非常低，資源浪費比較嚴重;如果采用以太網(wǎng)板方式通過傳輸設備的以太接口進行傳輸，則非常容易出現(xiàn)廣播風暴(傳輸設備僅能提供基于二層協(xié)議的以太接口，不支持三層協(xié)議)，同時還會影響包括收費數(shù)據(jù)在內(nèi)的各類數(shù)據(jù)的傳輸。

以上種種，基本都源于MSTP的分插容量有限、其環(huán)網(wǎng)50%的預留保護容量的利用率非常低、僅支持數(shù)據(jù)鏈路層以下的協(xié)議等，這也恰恰說明應用了近10年的傳統(tǒng)設計方案已經(jīng)越來越難以繼續(xù)對新增業(yè)務以及增值業(yè)務提供完善的支撐。

3、創(chuàng)新引領未來

就技術本身而言，無論是對帶寬的動態(tài)分配還是對業(yè)務的良好兼容和智能管理，IP技術都要優(yōu)于基于TDM方式的MSTP技術。加之IP技術經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，各類協(xié)議已經(jīng)非常成熟并且都形成了相應的國際標準，這就使得IP技術要比MSTP技術更具優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿?，對高速公路行業(yè)而言更適宜作為路段內(nèi)通信系統(tǒng)的技術選擇。

就網(wǎng)絡本身的發(fā)展趨勢來看，未來的網(wǎng)絡是智能化的、技術和業(yè)務雙重驅(qū)動下的產(chǎn)物，要充分適應需求多樣化、網(wǎng)絡扁平化的趨勢。并且，網(wǎng)絡本身要能夠根據(jù)不同的業(yè)務需求、不同的業(yè)務等級為用戶提供差異化的服務，這也正是IP網(wǎng)被廣泛認可的理由之一。隨著IP技術的愈發(fā)成熟，采用IP技術的高速公路通信系統(tǒng)將有能力承擔更多的職責。通過完善的協(xié)議支撐實現(xiàn)對視頻、數(shù)據(jù)、語音的分類承載，提供相應的優(yōu)先級服務以及完善的安全控制策略，并對包括報文分類、擁塞管理、擁塞避免、流量監(jiān)管與整形等QOS策略進行完善的定義，真正實現(xiàn)三網(wǎng)合一(既可理解為數(shù)據(jù)、語音、視頻的三網(wǎng)合一，也可理解為高速公路上機電系統(tǒng)通信、收費、監(jiān)控的三網(wǎng)合一)。