高速公路通信网建设思考

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    编者：随着社会经济的发展，国家的大力投入，高速公路网正在逐步形成。为保证车辆畅通，收费统一，提高公路运行效益，高速公路通信网的建设日渐急迫。近几年，我国高速公路通信建设发展速度较快，通信网技术水平起点较高，普遍采用具有九十年代先进水平的技术和设备，使高速公路通信网组网更加灵活，业务更加多样，扩容更为方便。随着人们对宽带通信的迫切需求，全球信息基础设施的召唤，通信和网络技术在不断演进。传统的高速公路通信设施已经不能满足人们日益增长的对信息的需求，为了解决联网收费等问题，已有部分省市区开始进行全省联网的规划、设计和实施工作，通信网由各路段的分系统逐步走向网络化、规模化。本期机电调频栏目特别推出四篇通信内容的文章，以此反映目前高速公路通信建设现状与发展趋势，我们相信，一个新时期的高速公路通信网络即将诞生。

    高速公路的管理机构由省中心、分中心、管理处、收费站、服务区、养护中心等构成。高速公路基本上按段管理，管段内的各种管理数据先汇集到分中心，然后再由分中心汇到省中心。业务流向呈现星型分布。

    目前公用通信网提出了"简化交换网、提升业务网、发展接入网建设支撑网"的建网思路。

    "简化交换网"：简化网络结构、提高网络效益和确保网络的安全可靠，扩大本地网的网路组织向二级结构、一次转接、少汇接局和端局双归属的方向发展。

    "提升业务网"：由于自身发展的需求、用户的需求和竞争的需求，迫切要求在网上提供丰富的新业务、新功能。如ISDN、CENTREX、IN等商业业务。

    "发展接入网"：接入网的引入将对局所布局产生巨大影响，使端站数目减少，交换局容量和服务半径增加，同时提升网络综合业务提供能力。

    "建设支撑网"：全面建设时钟网、信令网、网管网三大支撑网体系，提高网络运行保障能力及网络管理水平。

    根据高速公路的特殊需求并参照公用通信网的发展方向，提出高速公路通信网的规划建设方案。高速公路通信网主要由交换网、传输网、业务接入网、时钟同步网、信令网、网管网、会议电视网、紧急电话系统等组成。根据网络发展需求，可以建设ATM宽带网。

    通信网的发展趋势九十年代中期以来，电信业开始经历巨大动荡，成为变幻莫测的领域。技术、需求和行业结构的变化，使得通信领域电话主业逐渐成为配角，数据传输成为主业。光纤通信、因特网技术、移动通信和软件技术将是未来十年内四项主导性的关键技术，决定了电信业的未来技术进步是推动电信业变革的主要驱动力，业务开始独立于网络存在，非面向连接的业务逐渐增多，新的高竞争性行业不断出现。首先光通信技术的发展使得通道不再成为业务的瓶颈，在干线传输上，高速SDH已经得到普遍应用，25Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s、80Gbits甚至更高速率，G655光纤和波分利用技术的应用，更加适应大容量、长距离的需要。接入网中SDH、无源光网络、低成本塑料光纤和LED的发展，使得接入宽带化、低成本化。因特网技术的发展速度是所有工业中发展最快的，用户发展到5000万户仅用了四年，而电视机用了13年。电子商务、信息检索、娱乐、IP电话、IP传真、IP会议电视等已经成为人们生活中的一部分。从近期两三年看，ATM将扮演主要角色，中期两者将会共存互补发展，ATM将侧重于核心层，主要完成业务汇接和保证高质量业务传输，IP将侧重网络边缘，完成低质量业务的传输，从远期看，IP将不仅成为主导的通信协议，而且将会在全网中扮演主要角色，ATM则撤退到网络边缘，做业务收集。信息技术的发展，相互融合、相互浸透，促进了网络结构、交换技术、网络业务能力乃至产业结构的发展，使得PSTN、INTERNET、CATV三网合一的趋势日趋明显。通信业正面临整体换代的问题，PDH让位给SDH、铜缆接入正逐步让位给光缆和无线接入、电路交换机正逐步让位给ATM为主的分组交换机和IP OVERATM或IP OVERSDH、常规光纤将在干线网上让位给新一代波分复用光纤等等，我们认为多种网络并存的局面将持续相当长一段时间。

    高速公路通信网建设方案--交换网根据高速公路实际情况，对于交换网可采取两种方案：

    方案一：根据高速公路建设的工程进度及管理机制，以路为单位设置交换设备，根据工程的进度，分期在不同的路段设置交换设备，即一条公路设置一台或几台交换设备。本方案的优点是适应目前的管理机制的划分，以路为单位投资管理。但缺点是交换设备点多，网络结构复杂，设备配置小，利用率低，维护分散、困难。因此不建议采用这种思路规划全省的通信网。

    方案二：从全网的角度考虑，并不按路及管理处设置交换设备，而将交换设备设置在分中心。这样可大大减少交换设备的数量，利于网络优化。采用分区汇接的建网思路，减少中继通道的占用。采用两级结构，在一个省网中设置一个总中心，若干分中心，分中心交换机之间采用网状网方式，各省总中心之间也采用网状网的组网方式组成全国网。在一个地域内设置一台交换设备，业务可通过接入设备提供给所辖区域内的管理处、收费站、服务区。交换局采用大容量、少局所的方式。各交换机具备ISDN、SSP、V52等业务功能，通过灵活组网快速向全网提供业务，消除业务孤岛，充分考虑信息新技术对通信网网络的影响，提升网络的整体效率与效益，使网络综合成本降低并具有可持续发展性。

    --传输网·干线传输网网络组织高速公路干线传输系统要求网络结构清晰、组网灵活、可靠性高、可扩展性强。干线通信传输网应具有自愈保护能力，确保传输畅通。因此高速公路干线传输系统根据高速公路实际公路网结构及干线传输系统的具体应用，干线传输系统主要提供各条高速公路交换机之间的数字通道及主要管理处之间的数据传输通道和监控通道。考虑各交换机之间系统互连的中继数量，与市话网的互连方式和互连中继数量，各收费站上报收费数据的数量，图像监控通道的使用及以后新业务的拓展，考虑可能的发展，省际间和省级干线传输系统可以采用STM-4等级的SDH光同步数字传输系统。系统传输速率为622Mbit/s，最大可传输252个2Mbit/S数字信号。SDH光同步数字传输系统是国际标准和国家标准都非常完善的传输设备，它有标准的光接口，可实现多厂家设备互连，可以组成复杂的网络，如树型网、星型网环型网、网孔网等，具有丰富的开销资源可进行网络管理。

    ·保护方式干线传输系统采用1+1线路保护方式。使得网络层次清楚，易于扩展。可进行自动保护倒换和自动保护倒换恢复，线路保护倒换时间一般小于10MS，保护倒换操作不影响正常通信业务，保证了通信的畅通。

    ·时钟同步方式干线传输系统的时钟同步信息取自时钟同步网的时钟源，沿SDH线路进行传递，下级站同步于上级站。

    当链型网较长，中间串接的站点较多时，采用BITS系统净化后继续传递，以保证时钟同步信息不被劣化，整个系统时钟传递可靠。SDH设备的同步模式可采用线路同步模式、外同步模式等不同的同步模式以适应复杂网络的时钟同步。

    ·传输网管系统干线传输系统SDH设备的网络管理系统可与接入网设备的网络管理系统采用统一的网管平台。在省通信中心所在地设置网络级的网管系统，对整个省网的干线传输系统和接入网系统进行统一的管理和业务及通道的调整指挥调度。以每个收费站作为一个网元，在各条高速公路分中心设置网元级的网络管理系统，管理本条高速公路或所辖几条高速公路上设置的所有网元。传输设备和业务接入设备的网络管理系统建议采用全中文界面，易于操作和掌握，提供系统管理、网络拓扑管理、配置管理、故障管理、安全管理和联机帮助功能。

    --综合业务接入网在高速公路业务接入层，应遵循综合业务平台"标准化、容错性、安全性、可管理性"的原则，根据实际情况采用不同的接入网形式，在业务接入层采用SDH光同步数字传输设备和业务接入设备配套组网的方式。

    早期高速公路通信网中业务接入部分采用光纤数字环路载波设备（ODLC），光传输速率不统一，不能实现多厂家设备互连，而且网管系统不能统一，不能纳入干线传输网进行统一管理。在现代网络时代，已经逐渐被SDH设备和标准接入网设备淘汰。对于省内干线或省间干线及重要的高速公路业务接入层采用环型网的组网方案，即各收费站或服务区、管理处采用隔站接入的方式。可选择两纤单向通道保护环、两纤双向通道保护环、两纤双向复用段保护环等多种保护方式。可进行自动保护倒换和自动保护倒换恢复，自动保护倒换时间一般小于10MS，保证各站业务畅通。对于一般的支线可采用线性组网的方式。考虑在收费站提供32路业务电话、4路二/四线音频、2路V.35 64Kbit/S数据接口、2X2Mbit/S数字接口；在服务区提供64路业务电话、2路V.3564KBIT/S数据接口、2X2Mbit/S数字接口；管理处提供96路业务电话、8路二/四线音频、4路V.3564Kbit/S数据接口、4路市话模拟中继接口、6X2Mbit/S数字接口。因此在接入网中SDH光同步数字传输系统采用155Mbit/S系统。155Mbit/S光同步数字传输系统可以提供63X2Mbit/S数字接口，完全满足实际业务需求。高速公路通信中业务种类主要有业务电话、指令电话、64Kbit/S数据接口、用于紧急电话的音频二四线接口等。

    以上所述的交换+SDH+接入网的网络结构是当前的高速公路通信网建设中比较流行的模式，但它也并非尽善尽美，随着ATM等通信网络技术和设备的出现和在高速公路中的应用，新的组网方式将会不断出现。但无论采用何种通信技术，通信网络的前期规划工作都是非常必要的。