高速公路通信技術(shù)的運用

一、關(guān)于聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢

從短期來看，ATM技術(shù)在通信技術(shù)中將扮演主角，用來滿足傳輸和交換相關(guān)的綜合數(shù)據(jù)業(yè)務。從中期來講，ATM會與IP技術(shù)一同發(fā)展。那時，ATM技術(shù)會更偏向網(wǎng)絡(luò)核心方面。著重達到業(yè)務的匯接交換、同時提供QoS。IP則更側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)邊緣技術(shù)方面，滿足質(zhì)量要求相對較低的業(yè)務類傳輸需求。不過，從長期發(fā)展來說，IP技術(shù)會逐漸發(fā)展為主導性的通信技術(shù)，而ATM技術(shù)逐漸會滑向網(wǎng)絡(luò)邊緣。總的來說，隨著這些技術(shù)的不斷融合升級，將極大促使通信行業(yè)的飛躍發(fā)展，為實現(xiàn)三網(wǎng)合一CATV、PSTN、Internet奠定基礎(chǔ)。

二、關(guān)于聯(lián)網(wǎng)通信組網(wǎng)模式分析

當前，高速公路內(nèi)部通信組網(wǎng)技術(shù)應用最多的形式是SDH（同步數(shù)字系列）。雖然SDH設(shè)備比較便宜，但帶寬利用率低，OAM花費也極大。因此，綜合來看，如果把SDH作為聯(lián)網(wǎng)通信模式，其預期成本也偏高。

ATM作為新型通信技術(shù)中的代表，它具有高帶寬、低時延、可靠性、強適應等諸多優(yōu)點。當然，它具有實時性和QoS等特性，正滿足聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務的需求。不過，該技術(shù)會極大增加通信系統(tǒng)的復雜性，高昂的成本也不能更好地推廣應用。

IP技術(shù)通過統(tǒng)一的地址格式和協(xié)議，如網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)只需在IP層獲得一致就行。TCP/IP協(xié)議能提供較好的API，即應用程序端口，達到用戶可自行開發(fā)應用軟件的目的。但是這項技術(shù)也有不少弱點，會給互聯(lián)通信帶來極高的成本。

2.4.1關(guān)于IP over SDH組網(wǎng)模式

該項技術(shù)是根據(jù)PPP協(xié)議，即點對點協(xié)議把IP包封裝處理，按照相關(guān)的差錯控制和鏈路初始化要求。這樣，構(gòu)成高層數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）的幀來達到定界作用。再利用字節(jié)同步方式直接映射到SDH的同步凈荷封裝（SPE）中，并同時按照各個次群對應的線速率來進行連續(xù)傳輸。

2.4.2IP over ATM（MPLS）組網(wǎng)模式

這里對IP數(shù)據(jù)包的封裝主要是通過AAL5適配層來處理的。然后組成相應的ATM信元來達到IP數(shù)據(jù)包的傳輸目的。

2.4.3IP over Fiber（WDM）組網(wǎng)模式

這是利用一根光纖，在其上面建立起IP網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)從TDM信道到WDM信道的轉(zhuǎn)變。這樣，通過把光纖和通信設(shè)備的連接，實現(xiàn)路由交換，完成無縫連接，達到對多個波長的光信號傳輸?shù)哪康摹?/p>

三、ATM over SDH組網(wǎng)模式的提出

通過ATM交換設(shè)備加上V5B光纖接口，WDM、SDH等技術(shù)和設(shè)備，才能逐漸滿足高速公路聯(lián)網(wǎng)通信數(shù)字化、智能化、寬帶化的需求。

因此，下面探討的ATM over SDH聯(lián)網(wǎng)通信模式，即交換設(shè)備利用ATM更換機制、SDH傳輸標準。這種模式通過分組交換帶寬，從而保證同步數(shù)字傳輸?shù)拇笕萘俊⒍萄訒r性，確保在一樣的B-ISDN拓撲條件下，交換和傳輸工作都具備良好的兼容性及擴展性。

四、聯(lián)網(wǎng)通信ATM over SDH組網(wǎng)解決方案

4.1.1關(guān)于對聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)的支持

聯(lián)網(wǎng)高速公路絕大多數(shù)的管理模式都是采取分層管理，一般實行四級行政機構(gòu)管理：（局、處、所、站）。這些機構(gòu)都分布在不同的地方區(qū)域。因此，聯(lián)網(wǎng)通信必須做好對各個管理部門的支持工作。

4.1.2關(guān)于對聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的支持

要保證收費信息，如數(shù)據(jù)、圖像、指令等能快速、準確地在不同的機構(gòu)、場所完成傳送，同時，要積極搭建統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺及相關(guān)的通信接口，滿足聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的所有信息傳送。

4.1.3關(guān)于對集中監(jiān)控系統(tǒng)的支持

因集中監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控終端一般距相應的監(jiān)控中心都很遠，同時，車輛行駛速率很快，這都要求能及時有效地處理好那些異常信息。同時，集中監(jiān)控外場設(shè)備也比較多，需要合理地對通信線路分配，保證信息通道的暢通。

聯(lián)網(wǎng)通信和高速公路的各個工作系統(tǒng)都有著密切的聯(lián)系。因此，要求這些系統(tǒng)都要和相關(guān)的通信網(wǎng)絡(luò)所對應。即聯(lián)網(wǎng)通信各級中心都要保證如管理、收費、監(jiān)控等分系統(tǒng)，它們對應級別的中心必須確保雜物理條件上同處一地。其功能模塊如圖1。

目前，高速公路聯(lián)網(wǎng)通信寬帶網(wǎng)的幾個主要網(wǎng)絡(luò)，是為了實現(xiàn)高速匯接、傳輸、交換及高性能流量的管控目的。主要分為骨干交換網(wǎng)、邊緣交換網(wǎng)、骨干傳輸網(wǎng)。如圖2所示。

4.3.1寬帶骨干交換網(wǎng)

主要利用ATM技術(shù)。通過GCC（通信總中心）及CC（通信中心）的ATM網(wǎng)絡(luò)提供通信分中心（BCC）網(wǎng)絡(luò)之間的高速鏈路，從而完成對多種業(yè)務的支持。

它基本是由性能較高的ATM骨干交換機構(gòu)成。其吞吐量要滿足622bit/s以上，有的甚至達到2.5Gbit/s，進而確保其交換帶寬達到高速、高效的目的。另外，還應盡可能運用網(wǎng)狀網(wǎng)來完成ATM骨干交換機的互聯(lián)，不能通過匯接方式，這樣，才能避免造成匯接點傳輸方面的問題。

4.3.2寬帶骨干傳輸網(wǎng)

這種網(wǎng)絡(luò)一般采用SDH技術(shù)，這是一種基于TDM的物理層傳輸技術(shù)，具備相對廣泛的OAM能力。從而達到滿足混合業(yè)務流量定義傳輸速率、線路編碼、信號復用機制的要求。其相應的智能檢測裝置和自愈環(huán)結(jié)構(gòu)能較好地定位全網(wǎng)故障。SDH還具有一套符合標準的STM-N即信息等級結(jié)構(gòu)。通過ADM還可對分叉處2Mbit/s支路信號進行處理。

基于上述分析，骨干傳輸網(wǎng)要達到622Mbit/s或2.5Gbit/s的速率（STM-4或STM-16模塊）才能完成信息傳輸。一般利用骨干SDH設(shè)備ADM來形成雙行雙向復用段倒換環(huán)，從而使信息傳輸能夠順利進行。如果節(jié)點很少，業(yè)務量也很少，即可采用單向通道保護環(huán)的方式來完成組網(wǎng)；若節(jié)點不超過4個，也可用622Mbit/s的SDH設(shè)備來完成組網(wǎng)。

4.3.3關(guān)于寬帶邊緣交換網(wǎng)

這種類型的網(wǎng)絡(luò)能滿足對高速ATM骨干網(wǎng)絡(luò)的訪問目的，還能同時對ATM和非ATM提供相關(guān)的訪問。因而極大提升了設(shè)備的性能，還能達到對非ATM設(shè)備使用的有效支撐。它對混合業(yè)務通信類型的相關(guān)支持，可以實現(xiàn)對多種網(wǎng)絡(luò)業(yè)務的訪問服務，包括PBX網(wǎng)絡(luò)和視頻網(wǎng)絡(luò)、高速公路各級局域網(wǎng)絡(luò)等；通過MSS（多協(xié)議交換訪問）達到有效支持相關(guān)的路由選擇機廣播控制，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)流跨越ATM網(wǎng)絡(luò)。這樣，路由選擇就會逐漸走到邊緣，最終達到端對端的網(wǎng)絡(luò)交換模式。

因此，這樣的網(wǎng)絡(luò)一般通過吞吐量較小的ATM交換機來進行組成。選取155Mbit/s速率為最佳。另外，還必須設(shè)有上行連接的155Mbit/s端口，還要具備多個UNI端口，其它的相關(guān)特性要確保接近ATM骨干交換網(wǎng)的相關(guān)指標。