港湾高速公路新型通信网络解决方案

　　步入21世纪，随着人们对“通信”认知程度的不断提高，网络也变得不再那么神秘。在各大运营商率先采用IP技术组网，解决规模用户应用取得成功之后，IP建网方案便在短时间内取得了广大用户的认可。政府、教育、水利乃至军队、金融、电力、铁路等对网络安全性、稳定性、先进性要求很高的行业，都先后对其网络结构进行了调整和改造。

　　高速公路行业也不例外，在对通信系统（包括收费数据、语音、视频监控等业务需求）进行充分的分析后，提出了“技术和业务双重驱动下的高速公路新型通信网络”的建网策略——全IP架构路段通信系统，并在西部开发通道上海至西安高速公路河南境内的叶集至信阳段高速公路（以下简称“叶信高速公路”）取得了实际应用。

　　一、叶集至信阳段高速公路情况概述

　　叶信高速公路东起安徽省六安市叶集镇，西止于107国道，先后与阿深高速公路和京珠高速公路相交叉，与在建的信阳至南阳高速公路相连接，全长185.4公里，是国家规划的西部开发通道上海至西安高速公路河南境内的重要一段，也是河南省“十五”规划建设的高速公路重点项目。

　　叶信高速公路沿线设主线收费站1处，匝道收费站8处（固始收费站、商城收费站、潢川收费站、光山收费站、仙居收费站、罗山收费站、信阳新区收费站和信阳西收费站），服务区3处（商城服务区、光山服务区、罗山服务区）。

　　叶信高速公路于2005年12月8日建成通车，现已接入河南省路网，整个通信系统运行稳定。

　　二、通信系统实施方案的需求分析

　　1、技术类型对比

　　河南省是我国贯穿南北、东西的交通要省，经过多年的建设，高速公路各路段骨干传输系统已初具规模，并广泛采用了基于TDM方式的MSTP传输模式。对于接入网而言，基本延用了上世纪90年代中期的设计方案，采用窄带ONU与OLT配合组网，来实现各个站点的数据及语音接入，并通过V5接口实现接入网与通信监控分中心的程控交换机对接，来实现对语音的处理。确切地说，目前大多已投入使用的高速公路通信系统，其实施方案基本是“MSTP传输技术（中心及各站点）＋窄带接入网技术＋程控交换技术”的整合。

　　随着通信技术的发展，IP通信模式得到了广泛的应用，并以其接入方式灵活、综合成本低、带宽利用率高等特点得到了包括运营商在内的行业用户的广泛认可。目前，该技术已经成为了城域网的主流接入方式。在叶信高速公路通信系统建设前期，省内外专家对各种通信技术进行了全面、科学的分析比较，并结合交通行业未来通信系统的发展趋势，针对通信系统各个环节的实际业务需求将原有的高速公路通信系统设计方案进行了优化调整。

　　如果说早期的设计方案是“需求适应技术”，那么优化后的实施方案就是“技术适应需求”。优化方案保留了路段通信监控分中心用于全省联网的MSTP传输系统。对于接入网，优化方案则完全采用了IP技术，采用多层智能交换设备组网，在提供多业务综合接入的基础上直接提供本地传输，并使各节点的设备形成千兆环网（具备万兆的扩容、升级能力）。对于语音，优化方案选择了基于软交换设计理念的语音系统解决方案，并考虑到与原方案的兼容，优化方案采用了“IP＋TDM”双平面架构的软交换IP语音系统。确切地说，优化方案是“MSTP（中心）＋IP综合接入千兆环网技术＋IP/TDM双平面架构软交换语音技术”的整合。

　　2、业务承载分析

　　目前，大多数已投入使用的高速公路通信系统所承载的业务基本以窄带控制信号、收费数据、语音为主，应用原有的通信系统基本能够满足用户的实际需求。而视频监控、OA办公系统、会议电视系统等 则需要单独建网，并通过各种不同的接口连接到原有网络，这样就造成资源浪费、带宽利用率不高、易形成传输瓶颈、对业务接入管理困难等诸多不利因素。

　　另外，高速公路建设越来越重视对道路实时信息的收集，为掌握更多的路况信息，管理单位对视频监控点的数量及视频的品质要求会更高。随着监控点的增多，对于传统接入网而言，如果仍采用E1接入方式，则对E1接口需求量过大，且设备的实际带宽利用率非常低，资源浪费比较严重；如果采用以太网板方式通过传输设备的以太接口进行传输，则非常容易出现广播风暴（传输设备仅能提供基于二层协议的以太接口，不支持三层协议），同时还会影响包括收费数据在内的各类数据的传输。

　　以上种种，基本都源于MSTP的分插容量有限、其环网50%的预留保护容量的利用率非常低、仅支持数据链路层以下的协议等，这也恰恰说明应用了近10年的传统设计方案已经越来越难以继续对新增业务以及增值业务提供完善的支撑。

　　3、创新引领未来

　　就技术本身而言，无论是对带宽的动态分配还是对业务的良好兼容和智能管理，IP技术都要优于基于TDM方式的MSTP技术。加之IP技术经过多年的发展和完善，各类协议已经非常成熟并且都形成了相应的国际标准，这就使得IP技术要比MSTP技术更具优势和发展潜力，对高速公路行业而言更适宜作为路段内通信系统的技术选择。

　　就网络本身的发展趋势来看，未来的网络是智能化的、技术和业务双重驱动下的产物，要充分适应需求多样化、网络扁平化的趋势。并且，网络本身要能够根据不同的业务需求、不同的业务等级为用户提供差异化的服务，这也正是IP网被广泛认可的理由之一。随着IP技术的愈发成熟，采用IP技术的高速公路通信系统将有能力承担更多的职责。通过完善的协议支撑实现对视频、数据、语音的分类承载，提供相应的优先级服务以及完善的安全控制策略，并对包括报文分类、拥塞管理、拥塞避免、流量监管与整形等QOS策略进行完善的定义，真正实现三网合一（既可理解为数据、语音、视频的三网合一，也可理解为高速公路上机电系统通信、收费、监控的三网合一）。

　　三、技术和业务双重驱动下的优化方案

　　在叶信高速公路通信系统的建设过程中，制定了“满足现有业务需求的同时，顺应未来网络的发展趋势”的实施策略。基于此，叶信高速公路采用了全IP架构路段通信系统实施方案。

　　一、建网方案系统拓扑图

　　为满足全省联网的要求，并考虑到省内其他路段的设备部署情况，叶信高速公路通信系统保留了通信监控分中心的MSTP传输系统。

　　为顺应未来的网络趋势，叶信高速公路通信系统接入网部分的实施采用全IP建网方案，具体如下：

　　2、建网方案系统介绍

　　叶信高速公路路段网络通信平台，采用港湾网络有限公司生产的BigHammer6802多层智能核心交换机和FlexHammer5210-24安全智能交换机来构建。

　　工程实施中，放置在各个收费站的BigHammer6802多层智能核心交换机，隔站跳接，组成千兆环网（可平滑升级至万兆），作为业务接入和网络承载平台；放置在各个服务区的FlexHammer5210-24安全智能交换机，负责本地少量语音业务的接入和承载，作为网络支链接入千兆环网。整个网络，通过先进的以太网冗余环协议（ERRP）为环网提供毫秒级的保护倒换。智能的设备，构建了智能的、安全的、易管理网络。整个网络系统提供不同等级的QOS保障和完善的访问控制策略，以保证为不同业务种类提供差异化的服务，同时确保网络的高安全性。

　　此外，各个节点设备全部支持网络层乃至传输层的主流协议，还为收费、监控、办公、语音、会议等系统预留了充足的业务扩展接口，以适应网络多业务承载的需要，从而降低整个网络的综合建网成本，并且使增值业务的扩展也更加便利。

　　四、解决方案技术特点与优势分析

　　叶信高速公路语音通信系统，采用港湾网络有限公司生产的基于软交换技术架构的SoftCo系列产品来构建。工程实施中，采用支持“IP/TDM双平面架构”的IP语音核心设备SoftCo5816以及IP语音接入网关SoftUp1032AG来组建整个系统。放置在各个收费站、服务区的SoftUp1032AG负责本地电话及传真的接入，提供与传统TDM话音一样的可靠性和话音质量；放置在通信监控分中心SoftCo5816负责整个路段语音系统的内部交换和中继出局。

　　整个系统支持H.323、SIP、MGCP等协议，具有较高的灵活性，兼容现有的各种网络，同时提供丰富的业务和便捷的管理。由于对MGCP协议的良好支持，使得号码管理、设备管理、权限管理、配置管理、呼叫管理等日常运维工作在分中心的SoftCo5816上即可全部实现，极大地方便了系统的后期运维。

　　整个系统除支持本局基本呼叫、PSTN出局呼叫、PSTN入局呼叫、IP网出局呼叫、IP网入局呼叫、话务台呼出、话务台呼入在内的基本业务外，还提供丰富的各类增值业务，例如缩位拨号、延迟热线、立即热线、呼出限制、会议电话、免打扰、恶意呼叫追查、闹醒业务、无条件前转、遇忙前转、无应答前转、主叫号码显示、呼叫等待等，方便了日常的使用。

　　综上所述，叶信高速公路通信系统合理的利用了IP网络架构，使系统本身具备了更加便于接入语音、视频、数据和多媒体等业务的特性，同时也使高速公路通信系统建设突破了传统建设方案仅能通过物理层、数据链路层实现数据互通的模式。此外，语音平台依靠其双平面架构的优势与IP通信平台实现无缝对接，使两大系统能够很好的融合为一体，从而进一步提高了整个通信系统的处理效能。