高速公路光傳輸技術(shù)發(fā)展探討

1、高速公路光傳輸技術(shù)開展探討 高速公路光傳輸技術(shù)開展探討 摘要: 高速公路的機(jī)電業(yè)務(wù)具有平安性要求高、業(yè)務(wù)種類繁多、每種業(yè)務(wù)的顆粒小等特點(diǎn)，要求傳輸網(wǎng)絡(luò)成熟、穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸要采用面向連接的傳輸方式，傳輸網(wǎng)絡(luò)要具備靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度能力。文章總結(jié)了光纖傳輸技術(shù)開展?fàn)顩r，光纖傳輸系統(tǒng)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用以及可供高速公路選擇的光纖傳輸技術(shù)。 關(guān)鍵詞: 高速公路; 光纖; 傳輸技術(shù) 中圖分類號(hào)：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 1、概述 隨著高速公路的不斷開展對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)也提出了更高的要求主要表現(xiàn)在對(duì)傳輸帶寬需求的不斷擴(kuò)大，特別是監(jiān)控圖像、收費(fèi)數(shù)據(jù)、辦公數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的帶寬需求呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)，這就要求

2、光纖傳輸系統(tǒng)能夠滿足各種業(yè)務(wù)的需求。目前高速公路通信系統(tǒng)一般采用三級(jí)結(jié)構(gòu)分別是省通信中心、路段通信分中心、通信站的結(jié)構(gòu)在這個(gè)結(jié)構(gòu)中一般采用干線傳輸和接入網(wǎng)傳輸相結(jié)合的方式。在接入網(wǎng)傳輸中一般采用1 55Mbt/s或622Mbt/s傳輸速率的SDH/MSTP系統(tǒng)傳輸通信、監(jiān)控、收費(fèi)等系統(tǒng)信息;干線傳輸一般采用622Mbt/s或2.5Gbt/s的SDH/MSTP系統(tǒng)，將各路段的通信、監(jiān)控、收費(fèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞≈行摹?2、光纖傳輸系統(tǒng)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用 高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要分為收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)3 個(gè)局部，其中通信系統(tǒng)是收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸承載平臺(tái)。主要承載的業(yè)務(wù)有: 語(yǔ)音、收費(fèi)數(shù)

3、據(jù)、收費(fèi)圖像、監(jiān)控圖像、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、OA 辦公自動(dòng)化數(shù)據(jù)、會(huì)議電視數(shù)據(jù)、呼叫中心數(shù)據(jù)、交通信息效勞數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)。 目前國(guó)內(nèi)是一個(gè)省內(nèi)的高速公路的通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，組成一個(gè)主干網(wǎng)，速率都在2. 5Gbit /s 以上; 各路段建設(shè)一個(gè)接入網(wǎng)， 速率在622Mbit /s 或者2. 5Gbit /s，也就是說目前高速公路通信系統(tǒng)分為干線光纖傳輸系統(tǒng)和光纖綜合接入網(wǎng)兩個(gè)局部。干線光纖傳輸系統(tǒng)主要是構(gòu)建各高速公路之間及到省中心的傳輸通道，承載著各路段到省中心的所有語(yǔ)音、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、辦公等數(shù)據(jù)。干線光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)要考慮到和相鄰路段的對(duì)接，以及和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容問題，我國(guó)各省、市、自治區(qū)根本已建有省一級(jí)的

4、高速公路干線光纖網(wǎng)絡(luò)，大多采用SDH 系統(tǒng)設(shè)備。因此各新建路段的干線傳輸設(shè)備也一般沿用原有SDH 模式。綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)是一條高速公路沿途的各種收費(fèi)、監(jiān)控、通信業(yè)務(wù)聯(lián)網(wǎng)和傳輸?shù)某休d通道，是各管理部門管理運(yùn)營(yíng)本高速公路的主要通信通道，由光線路終端OLT 設(shè)備和光網(wǎng)絡(luò)單元ONU 設(shè)備組成。 綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)由綜合業(yè)務(wù)接入局部和內(nèi)置光纖數(shù)字傳輸設(shè)備兩局部組成。干線傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)高速公路的路網(wǎng)進(jìn)行構(gòu)建。干線傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榄h(huán)狀和鏈狀相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，鏈狀網(wǎng)采用1 + 1 保護(hù)方式，環(huán)網(wǎng)采用復(fù)用段自愈環(huán)保護(hù)方式，占用4 芯光纖。接入網(wǎng)ONU 和OLT 設(shè)備之間占用4 芯光纖組成自愈保護(hù)環(huán)網(wǎng)。 3、可供高

5、速公路選擇的光纖傳輸技術(shù)分析 3.1RPR和ASON技術(shù)簡(jiǎn)介 RPR彈性分組環(huán)(Resilient Paeket Transport Ring)Re一silient Packet Ring是一種新的鏈路層協(xié)議。在這里首先要聲明的是MSTP本身不是一種全新的網(wǎng)絡(luò),而是SDH的開展和延續(xù).MSTP的兼容性是它最大的優(yōu)點(diǎn)。一方面它支持各種速率從155Mb/s到I0Gb/s甚至更高的各種速率話音業(yè)務(wù).同時(shí)它又提供ATM處理、Ethernet透?jìng)饕约癊therner或RPR的L2交換功能來滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的會(huì)聚、整合的需要。 由于RPR技術(shù)的保護(hù)功能是吸收了SDH保護(hù)方式,所以RPR技術(shù)和MSTP可以很好地

6、融合.融合的形式也可以很簡(jiǎn)單,比方將RPR功能集成在一塊單板上,并將RPR單板插入50日設(shè)備的相應(yīng)子架槽位。但是正如外表永遠(yuǎn)都不是最重要的一樣.它們的融合形式是為了實(shí)現(xiàn)功能: RPR由于其支持統(tǒng)計(jì)復(fù)用,可以節(jié)省40%的帶寬資源,采用空間重用技術(shù)使干線網(wǎng)的帶寬的利用率可提高3一4倍。每個(gè)節(jié)點(diǎn)可公平使用每個(gè)Span和光纖的資源被保護(hù)和不被保護(hù)的業(yè)務(wù)均可在環(huán)的兩個(gè)方向上傳送。 因此在干線傳輸層和局部接入網(wǎng)層引入RPR技術(shù).對(duì)視頻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和其他帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整的業(yè)務(wù)來說非常有意義。而且RPR技術(shù)已經(jīng)非常成熟,能夠與現(xiàn)有MSTP平臺(tái)很好地融合在一起引入新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)較小。引入RPR技術(shù)能滿足未來高速公路光傳輸

7、的開展。 自動(dòng)文換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)是光傳輸網(wǎng)技術(shù)開展過程中的一個(gè)重大突破。ASON最突出的特征在于其在傳送網(wǎng)中引入了獨(dú)立的智能控制平面，并利用這一平面完成路由自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、呼叫連接管理、保護(hù)恢復(fù)等功能從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)呼叫連接管理。ASON技術(shù)將網(wǎng)管層面的功能轉(zhuǎn)移到控制層面，通過分布控制方式，在傳送網(wǎng)中引入動(dòng)態(tài)交換將交換、傳輸和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)綜合起來。 3.2SDH技術(shù) SDH光傳輸網(wǎng)絡(luò)主要為語(yǔ)音業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要以環(huán)狀網(wǎng)和鏈狀網(wǎng)為主，業(yè)務(wù)配置時(shí)，需要逐環(huán)、逐點(diǎn)配置業(yè)務(wù)路徑及時(shí)隙，難以實(shí)時(shí)管理，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓荒軐?shí)時(shí)反映到網(wǎng)管。雖然在這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下實(shí)現(xiàn)的保護(hù)方式有著倒換快速的優(yōu)點(diǎn)，但其網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展

8、性差。隨著高速公路通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜，管理、維護(hù)的壓力也越來越大，這種配置業(yè)務(wù)的的方式風(fēng)險(xiǎn)較高；同時(shí)，由于從業(yè)務(wù)申請(qǐng)到真正開通，都是人工進(jìn)行，尤其是涉及到不同廠家的設(shè)備互聯(lián)時(shí)，需要人工協(xié)調(diào)，效率很低。 SDH系統(tǒng)的帶寬利用率較低(環(huán)網(wǎng)保護(hù)需要預(yù)留一半帶寬)，業(yè)務(wù)配置時(shí)間較長(zhǎng)，無法處理緊急事務(wù)等缺點(diǎn)顯得日益突出。傳送網(wǎng)中數(shù)據(jù)、語(yǔ)音別離的窄帶傳送方式已經(jīng)不能適應(yīng)新的業(yè)務(wù)要求，高速公路通信系統(tǒng)的建設(shè)正朝著能夠適應(yīng)多媒體IP業(yè)務(wù)、能夠處理突發(fā)性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及能夠滿足集中運(yùn)營(yíng)管理要求的方向開展。 3.3 PTN PTN ( Packet Transport Network，分組傳送

9、網(wǎng)) ，是一種以分組作為傳送單位，承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)為主，兼容TDM、ATM 和FC 等業(yè)務(wù)的綜合傳送技術(shù)。PTN 技術(shù)無疑是目前傳送技術(shù)開展的一個(gè)頂峰。 PTN 設(shè)備針對(duì)分組業(yè)務(wù)流的突發(fā)性，能夠采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方法進(jìn)行傳送，在保證各優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的約定信息速率CIR 的前提下，對(duì)空閑帶寬按照優(yōu)先級(jí)和超額信息速率EIR 進(jìn)行合理的分配，既能滿足高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的性能要求，又能盡可能的充分共享未用帶寬，解決了TDM 交換時(shí)代帶寬無法共享，無法有效支持突發(fā)業(yè)務(wù)的根本缺陷。PTN 設(shè)備的分組轉(zhuǎn)發(fā)平面并沒有特立于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面，而是充分利用了成熟的數(shù)據(jù)二三層技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備無阻塞的數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力，但同

10、時(shí)PTN 設(shè)備保持了傳送網(wǎng)絡(luò)的一般特征，如5 個(gè)9 的高可用性，強(qiáng)大的分層的OAM 能力和可維護(hù)性，優(yōu)異的同步性能，關(guān)鍵部件的1 + 1備份帶來的高可靠性，低于50ms 的保護(hù)，端到端的QOS 保證，多業(yè)務(wù)支持，強(qiáng)大的拓?fù)?，業(yè)務(wù)，帶寬，節(jié)點(diǎn)，告警，性能的管理能力和業(yè)務(wù)平安性。 4、未來高速公路建設(shè)模式 高速公路的機(jī)電業(yè)務(wù)具有平安性要求高、業(yè)務(wù)種類繁多、每種業(yè)務(wù)的顆粒小等特點(diǎn)，要求傳輸網(wǎng)絡(luò)成熟、穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸要采用面向連接的傳輸方式，傳輸網(wǎng)絡(luò)要具備靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度能力。隨著人民群眾對(duì)交通效勞水平的需求日益增強(qiáng)，高速公路管理者也在設(shè)法提供更多的交通信息給道路通行者，采用各種先進(jìn)手段提高道路的管理水平，因此各種交通信息數(shù)據(jù)、視頻流對(duì)通信系統(tǒng)的承載能力提出了新的要求。我們應(yīng)根據(jù)路段的實(shí)際需求和將來的開展前景來選用適宜的傳輸技術(shù)，以便能夠以最低的本錢來滿足需要和今后的技術(shù)升級(jí)。 電信業(yè)務(wù)IP 化，高速公路本地網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)也在在向全I(xiàn)P 化演進(jìn)，收費(fèi)系統(tǒng)、各種外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等都以IP 為根底實(shí)現(xiàn)各種各樣的業(yè)務(wù)接入，各種業(yè)務(wù)控制也逐漸轉(zhuǎn)向IP，因此高速公路本地傳輸網(wǎng)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)接入業(yè)務(wù)的高效承載，從SDH/MSTP演進(jìn)到PTN 是大勢(shì)所趨。高速公路干線傳輸網(wǎng)絡(luò)因?yàn)樯婕暗饺〖?jí)別的聯(lián)網(wǎng)和統(tǒng)一管理，已經(jīng)建成的SDH/MSTP 設(shè)備還將繼續(xù)使用，但隨著各省高速公路