廣西全區高速公路通信系統干線網絡升級改造設計研究

莫新強

摘要：隨著智慧交通的發展以及ETC門架系統、高速公路視頻云聯網等業務的推動，對高速公路通信網絡的需求越來越大，當前高速公路通信系統干線網絡已不能滿足業務的需求。文章結合當前廣西全區高速通信干線系統現狀、廣西高速公路網規劃（2018—2030年），從規劃、設計的角度對廣西全區高速公路通信系統干線網絡基于OTN技術升級改造設計進行研究。

關鍵詞：高速公路;通信系統;干線網絡;設計

中國分類號：U495文獻標識碼：A

0 引言

截至2019年年底，廣西全區高速公路通車總里程突破6 000 km，全區高速公路全部實現聯網。當前廣西高速公路通信系統干線網絡采用MSTP組網，帶寬僅為2.5 G。MSTP憑借全業務接入能力，硬管道傳輸的安全性一直倍受高速公路專網的青睞。隨著通信技術的發展以及高速公路業務需求的變化，根據《交通運輸部關于印發取消高速公路省界收費站總體技術方案的通知》和《全國高速公路視頻聯網工作實施方案》，對通信網絡的實時性、可靠性以及網絡帶寬提出了更高的要求，OTN技術憑借其超大傳輸容量、多業務融合、帶寬配置靈活、安全可靠等特點成為全國高速公路通信系統組網的首選。本文將結合廣西高速公路通信系統現狀及路網規劃，從通信系統技術、管理架構、布設原則、組網方案等方面進行研究，提出適合廣西高速公路通信系統干線網絡升級改造的設計方案。

1 通信技術對比分析

隨著通信技術的不斷發展，現有SDH/MSTP、PTN、OTN等多種新型傳輸技術，本文對不同技術進行對比分析，如表1所示。

結合業務帶寬需求，對SDH/MSTP、PTN、OTN等多種技術進行對比分析：

（1）現有SDH通信網絡僅能支持每個路段分中心分配不到20 M帶寬，帶寬遠遠無法滿足現有業務的需求;

（2）OTN設備的成熟度、擴展性、性價比遠勝于SDH設備，部署OTN骨干網絡更具前瞻性和經濟性;

（3）利用高速公路骨干通信網可開展增值業務，由于增值租賃的業務顆粒大、TDM業務要求的特性，適宜選擇OTN技術建設高速骨干通信網。

綜上，全區高速公路通信系統干線網絡建議采用OTN技術組網。

2 基于MSTP技術的升級改造設計研究

基于MSTP技術的升級改造設計方案：當前全區干線通信設備主要為烽火設備、華為設備和阿爾卡特朗訊設備，其中阿爾卡特朗訊設備已運行20年，設備丟包率較高，備品備件已無法采購，本次升級改造統一將其替換為STM-64等級的MSTP設備。烽火設備、華為設備多數可以通過擴容，將STM-16等級板卡更換為STM-64等級，實現10 G傳輸容量，部分無法擴容的則直接更換成STM-64等級10 G的MSTP設備，實現全區的MSTP高速公路專網升級至10 G傳輸容量，達到較低的投入即可滿足當前全區高速公路收費、監控管理需求。此外，部分更換下來的STM-16板卡則下沉到各路段接入網使用，實現再利用。

3 基于OTN技術的升級改造設計研究

基于OTN技術的升級改造設計方案：以區通信總中心為核心節點，以區內國家干線公路為主骨架，在全區14個地市級行政區域設置市級通信分中心作為骨干層業務匯聚點，組建一個40×100 G OTN大容量骨干網。在全區所有縣級均設置業務節點，并就近匯聚至市級通信分中心，匯聚層容量為40×10 G，建設一張覆蓋全區市縣的高速公路通信專網。

3.1 管理架構

當前高速公路通信系統采用的是三級管理架構，即區通信總中心-路段通信分中心-基層無人通信站。隨著廣西高速公路路網密度越來越大，干線節點數量劇增，三級管理架構已經無法滿足管理需求。本文提出采用四級管理架構，如圖1所示，即區通信總中

心-市級通信分中心-路段通信分中心-基層無人通信站。其中高速公路通信系統干線網絡由骨干層通信網和匯聚層通信網兩層構成，路段接入網可以根據路段具體情況自組網。

3.2 干線節點的設置原則

高速公路通信系統干線節點設置按照以下原則進行：

（1）干線節點應設置在路網交叉點。路網交叉點便于多方向光纜線路連接，利于系統形成網狀拓撲結構，充分保障系統的穩定可靠。

（2）以國家干線公路為主骨架、以市級行政區域為匯聚節點進行通信系統干線網絡建設，能夠為今后的發展預留足夠的空間。

（3）每個干線節點原則上與三個以上的相鄰干線節點連通。干線節點所連接的干線節點數（連通度），決定了該節點所接入業務的可選路由數。連通度過高，則系統管理復雜，投資高;連通度過低，系統安全性和健壯性會降低。

（4）干線節點盡可能靠近大中城市設置。大中城市通常是路網交通樞紐，高速公路管理機構設置較集中，有利于靠近業務中心，減少業務進入干線網絡的成本，有利于系統維護管理。

3.3 基于OTN技術的高速公路通信系統干線網絡組網方案

核心環以南寧繞城高速為依托構建，主要包括區通信總中心、南寧東、南寧南、安吉東、石埠和南寧空港6個節點，核心環的設計將有效緩解區通信總中心的接入壓力，保障網絡傳輸的可靠性。骨干層通信網絡采用“1個核心環+6個匯聚環”方式，同時在每個縣均設置匯聚層干線節點就近以鏈狀或環網形式接入市級通信分中心，達到“所有通信節點實現互聯互通，骨干節點實現環網保護，全網實現統一網管”的目標，實現全區高速公路干線通信“一張網”。

4 基于MSTP技術與基于OTN技術的升級改造設計方案對比分析（見表2）

5 現有干線設備再利用方案

當前廣西的高速公路通信干線系統主要是SDH/MSTP設備為主，多數已經運行十年以上，近三年新通車的高速公路均采用PTN、OTN設備。基于OTN技術的升級改造時，原有的OTN設備滿足組網要求的可繼續利用，無法滿足組網要求的可與現在的SDH/MSTP、PTN設備下沉至路段接入網再利用，以保護投資。

6 結語

當前ETC門架收費系統對通信系統的實時性、可靠性要求較高，現有SDH/MSTP網絡丟包率較高，已不能滿足業務需求。隨著高速公路智慧交通的發展，車路協同等技術的成熟，高速公路通信專網將不再局限于收費、監控等傳統業務，有可能逐步轉變為除運營商網絡、廣電網絡外又一張可運營的專網。因此，在全區建設一張基于OTN技術的大容量高速公路通信專網迫在眉睫，能達到一舉兩得的效果。

參考文獻：

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