淺析遼寧省高速公路信息通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

邸　赫

（遼寧艾特斯智能交通技術(shù)有限公司 沈陽市 110166）

淺析遼寧省高速公路信息通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

邸赫

（遼寧艾特斯智能交通技術(shù)有限公司 沈陽市 110166）

介紹了遼寧省高速公路通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，以及遼寧省內(nèi)交通通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，根據(jù)遼寧省干線通信系統(tǒng)的帶寬需求探討設(shè)備選型及網(wǎng)絡(luò)配置方案。

高速公路；通信系統(tǒng)；干線網(wǎng)絡(luò)；OTN

1　遼寧省高速公路通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

根據(jù)遼寧省高速公路管理體制和通信系統(tǒng)的規(guī)劃要求，遼寧省高速公路通信總中心設(shè)在省會沈陽市內(nèi)，由它統(tǒng)管省內(nèi)各條高速公路通信分中心、通信站。各通信分中心將自己所轄的收費站、服務(wù)區(qū)的收費數(shù)據(jù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)及圖像信息上傳到省中心，實現(xiàn)省中心與各分中心、收費站、服務(wù)區(qū)間辦公自動化聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全省各分中心、收費站、服務(wù)區(qū)及省中心相關(guān)部門間的電話直撥通話，同時提供省中心與各分中心間的可視電話會議通道。

根據(jù)遼寧省高速公路現(xiàn)行建設(shè)情況，通信傳輸系統(tǒng)采用SDH技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，省內(nèi)現(xiàn)有干線業(yè)務(wù)接入節(jié)點20處，共建設(shè)沈陽繞城高速1個10G兩纖通道保護(hù)環(huán)及遼寧省內(nèi)4個2.5G兩纖通道保護(hù)環(huán)。

由于建設(shè)時期較早，目前部分高速干線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)嚴(yán)重老化，尤其是丹阜高速各節(jié)點的Metro3000設(shè)備使用時間已經(jīng)超過12年，超過了通信設(shè)備8～10年的平均使用年限。同時由于Metro3000設(shè)備現(xiàn)已停產(chǎn)，在發(fā)生嚴(yán)重故障時面臨著備板資源缺乏的困境。大大增加了干線網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險性。

另外從環(huán)網(wǎng)時隙分配可以看出隨著交通信息化的快速發(fā)展，干線的帶寬已經(jīng)面臨較大的壓力，以“沈大-丹大-沈丹”環(huán)網(wǎng)為例，目前僅剩余一個VC4作為備用帶寬，已經(jīng)無法滿足未來需要。

2　遼寧省通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需求分析

遼寧高速通信系統(tǒng)采用三級結(jié)構(gòu)的管理體制，即：通信總中心-通信分中心-通信站。由各分中心管轄下屬收費站、服務(wù)區(qū)相關(guān)業(yè)務(wù)。

以丹東分中心為例，根據(jù)規(guī)劃，丹東分中心管轄約240km高速公路，12處收費站、3處服務(wù)區(qū)。

目前高速公路業(yè)務(wù)以立交區(qū)及隧道監(jiān)控圖像業(yè)務(wù)、監(jiān)控數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、收費業(yè)務(wù)、辦公自動化業(yè)務(wù)、語音電話業(yè)務(wù)為主，考慮遠(yuǎn)期路段全程監(jiān)控業(yè)務(wù)需求（每千米1對攝像機，全管理處約5760M）、收費站高清圖像業(yè)務(wù)需求（每處收費站約24路圖像，12處站點約3456M）、收費站云計算業(yè)務(wù)需求（每處收費站約40M，12處站點約480M）、外部辦公網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，丹東管理處遠(yuǎn)期約管轄業(yè)務(wù)10G。

根據(jù)規(guī)劃，局中心至分中心之間遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)包括：收費數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（20M）、監(jiān)控數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（20M）、數(shù)字中繼業(yè)務(wù)（4M）、會議電視業(yè)務(wù)（8M）、辦公自動化業(yè)務(wù)（100M）、監(jiān)控圖像業(yè)務(wù)（約1267M，按全分中心所轄圖像20%比例上傳）、收費圖像業(yè)務(wù)（約691M，按全分中心所轄圖像20%比例上傳）、收費云計算業(yè)務(wù)（500M）。

由以上分析可知，丹東處至局中心之間高速公路業(yè)務(wù)約2610M，同時根據(jù)信息總站業(yè)務(wù)需求，需在各地市節(jié)點為省市交通業(yè)務(wù)專網(wǎng)預(yù)留1G傳輸帶寬，另外考慮遠(yuǎn)期預(yù)留及其他業(yè)務(wù)局租用因素，建議每處分中心按4G傳輸帶寬容量考慮。

根據(jù)規(guī)劃，“沈海高速-鶴大高速-丹阜高速”環(huán)網(wǎng)共計包含8處分中心，考慮寬甸分中心及桓仁分中心業(yè)務(wù)上傳因素（丹通高速干線環(huán)網(wǎng)可最后建設(shè)，近期可通過SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至丹東分中心，通過丹阜高速干線網(wǎng)絡(luò)將業(yè)務(wù)傳輸至局中心），傳輸網(wǎng)絡(luò)需承載（8+2）×4G=40G傳輸帶寬，并為其他遠(yuǎn)期業(yè)務(wù)預(yù)留擴容空間。

3　遼寧省通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)選擇

目前主流的傳輸網(wǎng)構(gòu)建技術(shù)主要有：SDH、OTN以及PTN技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)帶寬分析可知各地市環(huán)網(wǎng)帶寬需求約為40G，可供選擇的傳輸技術(shù)只有SDH技術(shù)和OTN技術(shù)。

從技術(shù)定位和適用范圍來說，OTN著重解決大容量、大顆粒、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯栴}，主要適合干線或者城域網(wǎng)范圍大顆粒業(yè)務(wù)傳送，SDH目前在干線大量的帶寬需求前已經(jīng)力不從心；從業(yè)務(wù)傳輸效率來看，SDH由于基于電路交換，系統(tǒng)開銷過多，因此其傳輸效率劣于OTN技術(shù)；從技術(shù)升級和發(fā)展前景來看，SDH技術(shù)升級空間有限，運營商市場也在逐步減少使用，而OTN屬于目前市場主流技術(shù)，并且正在向更大帶寬容量、更多業(yè)務(wù)種類傳送的方向發(fā)展，在今后數(shù)十年內(nèi)會繼續(xù)發(fā)展應(yīng)用。

從網(wǎng)絡(luò)兼容性方面考慮，OTN技術(shù)向下兼容SDH技術(shù)，即SDH光同步數(shù)字傳輸技術(shù)、OTN波分復(fù)用傳輸技術(shù)兩者之間可以通過光纖鏈路直接互聯(lián)，實現(xiàn)無縫對接。這樣在干線網(wǎng)絡(luò)的逐步改造過程中，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑過度，降低風(fēng)險。

OTN在電信運營商新建城域網(wǎng)和省域干線傳輸網(wǎng)中，已代替DWDM技術(shù)成為電信運營商的首選。在廣電、電力、鐵路等行業(yè)也明確規(guī)定采用OTN設(shè)備組建通信干線傳輸專網(wǎng)。同時在高速公路系統(tǒng)內(nèi)，由交通部建設(shè)的全國高速公路信息通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程也采用OTN技術(shù)。

綜上所述，SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)擴容能力劣于OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)，且由于傳輸距離限制，中繼站點數(shù)量多于OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)。因此建議遼寧高速干線傳輸網(wǎng)絡(luò)選用OTN技術(shù)組網(wǎng)。

4　遼寧省通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃

根據(jù)遼寧省交通系統(tǒng)發(fā)展趨勢，未來應(yīng)在遼寧省內(nèi)以高速公路通信網(wǎng)絡(luò)為骨架，為遼寧省交通廳下屬高速局、交通局、港航局等部門之間提供豐富的通信方式和帶寬資源，建立統(tǒng)一的交通信息共享平臺，實現(xiàn)了各部門之間的信息共享，使各部門之間共享道路視頻監(jiān)控信息、氣象信息、事件信息等成為可能，尤其是共享視頻監(jiān)控信息，可以為處置交通突發(fā)事件和應(yīng)急事件，提供可靠支撐，加強交通廳的應(yīng)急處置聯(lián)動的能力。

根據(jù)現(xiàn)有傳輸設(shè)備利用情況可知，主要傳輸帶寬瓶頸在于遼寧省通信總中心與各區(qū)域分中心之間，本次規(guī)劃引入了干線OTN傳輸系統(tǒng)，它解決了SDH基于VC-12/VC4的交叉顆粒偏小、調(diào)度較復(fù)雜、不適應(yīng)大顆粒業(yè)務(wù)傳送需求的問題，同時采用OTN設(shè)備時，未來業(yè)務(wù)擴容時僅需增加傳輸波道，無需占用其他光纖資源，極大地降低了光纖占用率。

4.1網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)選擇

歷經(jīng)10余年的建設(shè)，遼寧省主干高速公路均已建成，尤其是京沈高速、沈陽繞城高速、沈四高速、長深高速、沈海高速、鶴大高速、丹阜高速、沈吉高速等在實際線路上已形成閉合環(huán)路，為OTN網(wǎng)絡(luò)的實施創(chuàng)造了良好的條件。

現(xiàn)有的干線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)經(jīng)過多年規(guī)劃建設(shè)形成，合理性較好，因此改造后的干線網(wǎng)絡(luò)可以參考現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)情況。

現(xiàn)有SDH核心環(huán)網(wǎng)現(xiàn)在由3個站構(gòu)成，主要問題在于：

（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單無法形成MESH組網(wǎng)，今后無法形成更健壯的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對網(wǎng)絡(luò)安全不利；

（2）沈陽東站不屬于路段中心級別，管理維護(hù)水平達(dá)不到核心環(huán)網(wǎng)的要求。

因此可以考慮沈陽東站不再作為核心環(huán)網(wǎng)站點，而是將周邊的鐵嶺通信分中心、桃仙通信分中心、撫順通信分中心納入核心環(huán)網(wǎng)。

鐵嶺通信分中心到沈陽通信分中心、鐵嶺通信分中心到高管局中心兩條鏈路都需要經(jīng)過鐵嶺到王家溝收費站這段光纜，僅是在沈陽繞城高速上分開，因此物理鏈路有重合的地方，從環(huán)網(wǎng)保護(hù)的角度考慮兩條鏈路沒有同時存在的必要。

桃仙通信分中心至高管局、桃仙通信分中心至沈陽通信分中心鏈路也是在沈陽繞城高速沈陽站分開，因此物理鏈路有重合的地方，從環(huán)網(wǎng)保護(hù)的角度考慮兩條鏈路也沒有同時存在的必要。

綜合考慮可將“高管局中心-沈陽通信分中心-撫順通信分中心-鐵嶺通信分中心”組成核心環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)物理光纜鏈路基本無重合，有利于環(huán)網(wǎng)保護(hù)。同時以此為核心在京哈、長深、沈海、鶴大、丹阜等高速建設(shè)波分傳輸網(wǎng)，待遠(yuǎn)期工程建設(shè)“丹通—沈吉—沈丹”環(huán)網(wǎng)。

OTN設(shè)備的傳輸距離要高于SDH設(shè)備，因此可以考慮取消掉現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)中的部分中繼站點，這樣既節(jié)約了成本，也減少了設(shè)備故障點。另外OTN若要實現(xiàn)光層的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，傳輸距離一般不能超過150km，站點距離最好不超過該距離。

4.2帶寬及設(shè)備選擇

目前國際主流的OTN設(shè)備一般可支持單波10G、單波40G、單波100G，最高可開通40～80波。各主流OTN廠家的設(shè)備一般分為高、中、低三檔。

在帶寬方面，建議干線環(huán)采用單波10G設(shè)備，選擇開通4個波道，每中心分配帶寬為4G左右，核心環(huán)網(wǎng)采用單波10G設(shè)備，選擇開通8個波道，滿足干線環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)匯聚要求。同時考慮初期業(yè)務(wù)量較小，可選擇一期工程構(gòu)建20G核心環(huán)網(wǎng)及兩個10G干線環(huán)網(wǎng)。待遠(yuǎn)期各環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)量增大后，逐步對干線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行波道擴容以節(jié)約工程造價。

Brief Analysis on Network Planning of Information Communication System for Expressway in Liaoning Province

DI He
（Liaoning ATS Intelligent Transportation Technology Co.，Ltd.，Shenyang 110166）

The current situation of communication network structure of expressway in Liaoning province and network business demand of transportation communication system in Liaoning province are introduced.Basing on bandwidth demand of trunk communication system of Liaoning province，equipment selection and network allocation plan are discussed.

Expressway；Communication system；Trunk network；OTN

U412.36+6

B

1673-6052（2016）03-0159-03

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.03.046