4G網(wǎng)絡在機動車駕駛?cè)说缆否{駛技能考試系統(tǒng)中的應用

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1 4G網(wǎng)絡

第四代移動電話行動通信標準，指的是第四代移動通信技術，外語縮寫：4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，是多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)，在業(yè)務上、功能上、頻帶上都與第三代系統(tǒng)不同，會在不同的固定和無線平臺及跨越不同頻帶的網(wǎng)絡運行中提供無線服務，可把上網(wǎng)速度提高到超過第三代移動技術50倍，可實現(xiàn)三維圖像高質(zhì)量傳輸。具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，數(shù)據(jù)率超過UMTS，是支持高速數(shù)據(jù)率（2～20Mb/s）連接的理想模式，上網(wǎng)速度從2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率間的自動切換能力。

2 VPN

VPN的英文全稱是“Virtual Private Network（ 虛擬專用網(wǎng)絡）”。虛擬專用網(wǎng)（vpn）被定義為通過一個公用網(wǎng)絡（通常是因特網(wǎng)）建立一個臨時的、安全的連接，是一條穿過混亂的公用網(wǎng)絡的安全、穩(wěn)定的隧道。使用這條隧道可以對數(shù)據(jù)進行幾倍加密達到安全使用互聯(lián)網(wǎng)的目的。虛擬專用網(wǎng)是對企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的擴展。虛擬專用網(wǎng)可以幫助遠程用戶、公司分支機構、商業(yè)伙伴及供應商同公司的內(nèi)部網(wǎng)建立可信的安全連接，并保證數(shù)據(jù)的安全傳輸。虛擬專用網(wǎng)可用于不斷增長的移動用戶的全球因特網(wǎng)接入，以實現(xiàn)安全連接；可用于實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)站之間安全通信的虛擬專用線路，用于經(jīng)濟有效地連接到商業(yè)伙伴和用戶的安全外聯(lián)網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)，亦可用于道路駕駛技能考試數(shù)據(jù)的專網(wǎng)傳輸。VPN可以提供的功能：防火墻功能、認證、加密、隧道化,VPN可以通過特殊加密的通訊協(xié)議連接到Internet上，在位于不同地方的兩個或多個企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)之間建立一條專有的通訊線路，就好比是架設了一條專線一樣，但是它并不需要真正的去鋪設光纜之類的物理線路。這就好比去電信局申請專線，但是不用給鋪設線路的費用，也不用購買路由器等硬件設備。VPN技術原是路由器具有的重要技術之一，在交換機，防火墻設備或Windows 2008server等軟件里也都支持VPN功能，一句話，VPN的核心就是在利用公共網(wǎng)絡建立虛擬私有網(wǎng)[1]。

3 道路駕駛技能考試

該考試項目在公安部第139號令《機動車駕駛證申領和使用規(guī)定》及《機動車駕駛?cè)丝荚噧?nèi)容與和方法》中規(guī)定，申領駕駛證需要參加考試，具體考試科目分為道路交通安全法律、法規(guī)和相關知識考試科目（以下簡稱“科目一”）、場地駕駛技能考試科目（以下簡稱“科目二”）、道路駕駛技能考試科目（以下簡稱“科目三”）和安全文明駕駛常識考試。

4 系統(tǒng)結(jié)構

道路駕駛技能考試系統(tǒng)主要由車載4G路由器或4G網(wǎng)絡終端、4G專用寬帶網(wǎng)、考試系統(tǒng)設備等組成；4G網(wǎng)絡在本系統(tǒng)中主要起到的作用是視頻、數(shù)字、語音信號傳輸，目的是將考試車輛行進過程中的視頻信號、語音信號、成績實時評判數(shù)據(jù)傳送至考試管理控制中心，由考試管理控制中心考官監(jiān)督整個考試的公平、公正、公開性。

5 4G網(wǎng)絡專線帶寬需求

由于考試時，主要傳輸?shù)氖且曨l信號，其次是語音信號和數(shù)據(jù)信號，前者占整個數(shù)據(jù)流量的90%左右，后兩者占整個流量的10%左右，且是終端是上行數(shù)據(jù)傳輸，因此對專線的帶寬要求相對較高的，具體的涉及上網(wǎng)卡的數(shù)量，也就是考試車輛的數(shù)量，具體到專線實際帶寬需要10M以上，若車考試車輛超過10輛，建議選擇帶寬100M的專線。否則容易因車輛視頻數(shù)量增多而導致專線速度下降，起不到專線的作用。同時，相對于4G網(wǎng)絡帶寬而言，4G基站的帶寬分配和優(yōu)化，也更為重要[2]。

6 VPN在4G網(wǎng)絡中的應用

4G網(wǎng)絡屬于公網(wǎng)，數(shù)據(jù)安全性相對較低，應用于科目三考試系統(tǒng)時，我們需要考慮考試數(shù)據(jù)的安全性，傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡安全性已經(jīng)不能滿足這樣的安全性要求，結(jié)合上述系統(tǒng)拓撲圖，科目三考試系統(tǒng)配備有多輛考試車，每車一個4G上網(wǎng)卡，傳統(tǒng)的4G上網(wǎng)卡撥號上網(wǎng)后，4G網(wǎng)絡ISP服務商會隨機分配一個IP號給該卡，而該卡與服務商提供的專線之間無法建立鏈接，為了完成上述工作，需要建立虛擬局域網(wǎng)（VPN），使得各個4G上網(wǎng)卡在撥號完成后，能夠獲得同一網(wǎng)段內(nèi)的IP地址，且各個上網(wǎng)卡所在電腦終端能夠相互訪問；同時與專線之間也形成一個虛擬局域網(wǎng)，最后對這個小型的局域網(wǎng)進行加密及防火墻處理，使得非該考試用的4G上網(wǎng)卡不能對該網(wǎng)絡進行訪問或掃描；以確保道路駕駛技能考試系統(tǒng)在4G網(wǎng)絡傳輸上的安全。

7 4G在道路駕駛技能考試系統(tǒng)中具體應用

考試車輛安裝工業(yè)控制計算機，并將考試車輛上安裝的攝像頭采集的視頻信號、拾音器采集的語音信號、考試系統(tǒng)產(chǎn)生考試成績等通過車載計算機上的4G上網(wǎng)終端，發(fā)送給4G基站，4G基站通過專線將所收集到得信號送達ISP服務商的機房路由交換機，路由交換機再根據(jù)之前設計好的寬帶專線鏈路將上述數(shù)字信號送至考試管理控制中心，則在考試管理控制中心的電腦上解碼后，即可看到車載視頻信號，監(jiān)聽車載語音信號?？荚嚦煽儎t通過考試管理中心上傳至公安網(wǎng)，從而完成整個考試過程的信息收集與上傳工作[3]。

8 結(jié)語

4G信號在覆蓋范圍上，受基站的位置影響較大，個別相對較偏僻的道路，4G基站分布較稀少，覆蓋面積大，邊緣區(qū)域信號網(wǎng)絡覆蓋較弱，因此在進行考試線路選擇前，應先行用4G網(wǎng)絡上網(wǎng)終端進行測試，確定4G網(wǎng)絡信號的強度，確定信號強度滿足上傳速率達到200KB/S以上即可?？傊?，4G網(wǎng)絡現(xiàn)在已經(jīng)在很多領域得以應用，與社會生活越來越密不可分。