隨著通信技術的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點得到了包括運營商在內的行業(yè)用戶的廣泛認可。

步入21世紀，隨著人們對“通信”認知程度的不斷提高，網(wǎng)絡也變得不再那么神秘。在各大運營商率先采用IP技術組網(wǎng)，解決規(guī)模用戶應用取得成功之后，IP建網(wǎng)方案便在短時間內取得了廣大用戶的認可。政府、教育、水利乃至軍隊、金融、電力、鐵路等對網(wǎng)絡安全性、穩(wěn)定性、先進性要求很高的行業(yè)，都先后對其網(wǎng)絡結構進行了調整和改造。

高速公路行業(yè)也不例外，在對通信系統(tǒng)(包括收費數(shù)據(jù)、語音、視頻監(jiān)控等業(yè)務需求)進行充分的分析后，提出了“技術和業(yè)務雙重驅動下的高速公路新型通信網(wǎng)絡”的建網(wǎng)策略——全IP架構路段通信系統(tǒng)，并在西部開發(fā)通道上海至西安高速公路河南境內的葉集至信陽段高速公路(以下簡稱“葉信高速公路”)取得了實際應用。

一、葉集至信陽段高速公路情況概述

葉信高速公路東起安徽省六安市葉集鎮(zhèn)，西止于107國道，先后與阿深高速公路和京珠高速公路相交叉，與在建的信陽至南陽高速公路相連接，全長185.4公里，是國家規(guī)劃的西部開發(fā)通道上海至西安高速公路河南境內的重要一段，也是河南省“十五”規(guī)劃建設的高速公路重點項目。

葉信高速公路沿線設主線收費站1處，匝道收費站8處(固始收費站、商城收費站、潢川收費站、光山收費站、仙居收費站、羅山收費站、信陽新區(qū)收費站和信陽西收費站)，服務區(qū)3處(商城服務區(qū)、光山服務區(qū)、羅山服務區(qū))。

葉信高速公路于2005年12月8日建成通車，現(xiàn)已接入河南省路網(wǎng)，整個通信系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

二、通信系統(tǒng)實施方案的需求分析

1、技術類型對比

河南省是我國貫穿南北、東西的交通要省，經過多年的建設，高速公路各路段骨干傳輸系統(tǒng)已初具規(guī)模，并廣泛采用了基于TDM方式的MSTP傳輸模式。對于接入網(wǎng)而言，基本延用了上世紀90年代中期的設計方案，采用窄帶ONU與OLT配合組網(wǎng)，來實現(xiàn)各個站點的數(shù)據(jù)及語音接入，并通過V5接口實現(xiàn)接入網(wǎng)與通信監(jiān)控分中心的程控交換機對接，來實現(xiàn)對語音的處理。確切地說，目前大多已投入使用的高速公路通信系統(tǒng)，其實施方案基本是“MSTP傳輸技術(中心及各站點)+窄帶接入網(wǎng)技術+程控交換技術”的整合。

隨著通信技術的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點得到了包括運營商在內的行業(yè)用戶的廣泛認可。目前，該技術已經成為了城域網(wǎng)的主流接入方式。在葉信高速公路通信系統(tǒng)建設前期，省內外專家對各種通信技術進行了全面、科學的分析比較，并結合交通行業(yè)未來通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，針對通信系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的實際業(yè)務需求將原有的高速公路通信系統(tǒng)設計方案進行了優(yōu)化調整。

隨著通信技術的發(fā)展，IP通信模式得到了廣泛的應用，并以其接入方式靈活、綜合成本低、帶寬利用率高等特點得到了包括運營商在內的行業(yè)用戶的廣泛認可。

如果說早期的設計方案是“需求適應技術”，那么優(yōu)化后的實施方案就是“技術適應需求”。優(yōu)化方案保留了路段通信監(jiān)控分中心用于全省聯(lián)網(wǎng)的MSTP傳輸系統(tǒng)。對于接入網(wǎng)，優(yōu)化方案則完全采用了IP技術，采用多層智能交換設備組網(wǎng)，在提供多業(yè)務綜合接入的基礎上直接提供本地傳輸，并使各節(jié)點的設備形成千兆環(huán)網(wǎng)(具備萬兆的擴容、升級能力)。對于語音，優(yōu)化方案選擇了基于軟交換設計理念的語音系統(tǒng)解決方案，并考慮到與原方案的兼容，優(yōu)化方案采用了“IP+TDM”雙平面架構的軟交換IP語音系統(tǒng)。確切地說，優(yōu)化方案是“MSTP(中心)+IP綜合接入千兆環(huán)網(wǎng)技術+IP/TDM雙平面架構軟交換語音技術”的整合。

2、業(yè)務承載分析

目前，大多數(shù)已投入使用的高速公路通信系統(tǒng)所承載的業(yè)務基本以窄帶控制信號、收費數(shù)據(jù)、語音為主，應用原有的通信系統(tǒng)基本能夠滿足用戶的實際需求。而視頻監(jiān)控、OA辦公系統(tǒng)、會議電視系統(tǒng)等 則需要單獨建網(wǎng)，并通過各種不同的接口連接到原有網(wǎng)絡，這樣就造成資源浪費、帶寬利用率不高、易形成傳輸瓶頸、對業(yè)務接入管理困難等諸多不利因素。

另外，高速公路建設越來越重視對道路實時信息的收集，為掌握更多的路況信息，管理單位對視頻監(jiān)控點的數(shù)量及視頻的品質要求會更高。隨著監(jiān)控點的增多，對于傳統(tǒng)接入網(wǎng)而言，如果仍采用E1接入方式，則對E1接口需求量過大，且設備的實際帶寬利用率非常低，資源浪費比較嚴重;如果采用以太網(wǎng)板方式通過傳輸設備的以太接口進行傳輸，則非常容易出現(xiàn)廣播風暴(傳輸設備僅能提供基于二層協(xié)議的以太接口，不支持三層協(xié)議)，同時還會影響包括收費數(shù)據(jù)在內的各類數(shù)據(jù)的傳輸。

以上種種，基本都源于MSTP的分插容量有限、其環(huán)網(wǎng)50%的預留保護容量的利用率非常低、僅支持數(shù)據(jù)鏈路層以下的協(xié)議等，這也恰恰說明應用了近10年的傳統(tǒng)設計方案已經越來越難以繼續(xù)對新增業(yè)務以及增值業(yè)務提供完善的支撐。

3、創(chuàng)新引領未來

就技術本身而言，無論是對帶寬的動態(tài)分配還是對業(yè)務的良好兼容和智能管理，IP技術都要優(yōu)于基于TDM方式的MSTP技術。加之IP技術經過多年的發(fā)展和完善，各類協(xié)議已經非常成熟并且都形成了相應的國際標準，這就使得IP技術要比MSTP技術更具優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Γ瑢Ω咚俟沸袠I(yè)而言更適宜作為路段內通信系統(tǒng)的技術選擇。

就網(wǎng)絡本身的發(fā)展趨勢來看，未來的網(wǎng)絡是智能化的、技術和業(yè)務雙重驅動下的產物，要充分適應需求多樣化、網(wǎng)絡扁平化的趨勢。并且，網(wǎng)絡本身要能夠根據(jù)不同的業(yè)務需求、不同的業(yè)務等級為用戶提供差異化的服務，這也正是IP網(wǎng)被廣泛認可的理由之一。隨著IP技術的愈發(fā)成熟，采用IP技術的高速公路通信系統(tǒng)將有能力承擔更多的職責。通過完善的協(xié)議支撐實現(xiàn)對視頻、數(shù)據(jù)、語音的分類承載，提供相應的優(yōu)先級服務以及完善的安全控制策略，并對包括報文分類、擁塞管理、擁塞避免、流量監(jiān)管與整形等QOS策略進行完善的定義，真正實現(xiàn)三網(wǎng)合一(既可理解為數(shù)據(jù)、語音、視頻的三網(wǎng)合一，也可理解為高速公路上機電系統(tǒng)通信、收費、監(jiān)控的三網(wǎng)合一)。

三、技術和業(yè)務雙重驅動下的優(yōu)化方案

在葉信高速公路通信系統(tǒng)的建設過程中，制定了“滿足現(xiàn)有業(yè)務需求的同時，順應未來網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢”的實施策略?；诖?，葉信高速公路采用了全IP架構路段通信系統(tǒng)實施方案。

為滿足全省聯(lián)網(wǎng)的要求，并考慮到省內其他路段的設備部署情況，葉信高速公路通信系統(tǒng)保留了通信監(jiān)控分中心的MSTP傳輸系統(tǒng)。

為順應未來的網(wǎng)絡趨勢，葉信高速公路通信系統(tǒng)接入網(wǎng)部分的實施采用全IP建網(wǎng)方案，具體如下： 葉信高速公路路段網(wǎng)絡通信平臺，采用港灣網(wǎng)絡有限公司生產的BigHammer6802多層智能核心交換機和FlexHammer5210-24安全智能交換機來構建。

工程實施中，放置在各個收費站的BigHammer6802多層智能核心交換機，隔站跳接，組成千兆環(huán)網(wǎng)(可平滑升級至萬兆)，作為業(yè)務接入和網(wǎng)絡承載平臺;放置在各個服務區(qū)的FlexHammer5210-24安全智能交換機，負責本地少量語音業(yè)務的接入和承載，作為網(wǎng)絡支鏈接入千兆環(huán)網(wǎng)。整個網(wǎng)絡，通過先進的以太網(wǎng)冗余環(huán)協(xié)議(ERRP)為環(huán)網(wǎng)提供毫秒級的保護倒換。智能的設備，構建了智能的、安全的、易管理網(wǎng)絡。整個網(wǎng)絡系統(tǒng)提供不同等級的QOS保障和完善的訪問控制策略，以保證為不同業(yè)務種類提供差異化的服務，同時確保網(wǎng)絡的高安全性。

此外，各個節(jié)點設備全部支持網(wǎng)絡層乃至傳輸層的主流協(xié)議，還為收費、監(jiān)控、辦公、語音、會議等系統(tǒng)預留了充足的業(yè)務擴展接口，以適應網(wǎng)絡多業(yè)務承載的需要，從而降低整個網(wǎng)絡的綜合建網(wǎng)成本，并且使增值業(yè)務的擴展也更加便利。

四、解決方案技術特點與優(yōu)勢分析

葉信高速公路語音通信系統(tǒng)，采用港灣網(wǎng)絡有限公司生產的基于軟交換技術架構的SoftCo系列產品來構建。工程實施中，采用支持“IP/TDM雙平面架構”的IP語音核心設備SoftCo5816以及IP語音接入網(wǎng)關SoftUp1032AG來組建整個系統(tǒng)。放置在各個收費站、服務區(qū)的SoftUp1032AG負責本地電話及傳真的接入，提供與傳統(tǒng)TDM話音一樣的可靠性和話音質量;放置在通信監(jiān)控分中心SoftCo5816負責整個路段語音系統(tǒng)的內部交換和中繼出局。

整個系統(tǒng)支持H.323、SIP、MGCP等協(xié)議，具有較高的靈活性，兼容現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡，同時提供豐富的業(yè)務和便捷的管理。由于對MGCP協(xié)議的良好支持，使得號碼管理、設備管理、權限管理、配置管理、呼叫管理等日常運維工作在分中心的SoftCo5816上即可全部實現(xiàn)，極大地方便了系統(tǒng)的后期運維。

整個系統(tǒng)除支持本局基本呼叫、PSTN出局呼叫、PSTN入局呼叫、IP網(wǎng)出局呼叫、IP網(wǎng)入局呼叫、話務臺呼出、話務臺呼入在內的基本業(yè)務外，還提供豐富的各類增值業(yè)務，例如縮位撥號、延遲熱線、立即熱線、呼出限制、會議電話、免打擾、惡意呼叫追查、鬧醒業(yè)務、無條件前轉、遇忙前轉、無應答前轉、主叫號碼顯示、呼叫等待等，方便了日常的使用。

綜上所述，葉信高速公路通信系統(tǒng)合理的利用了IP網(wǎng)絡架構，使系統(tǒng)本身具備了更加便于接入語音、視頻、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務的特性，同時也使高速公路通信系統(tǒng)建設突破了傳統(tǒng)建設方案僅能通過物理層、數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通的模式。此外，語音平臺依靠其雙平面架構的優(yōu)勢與IP通信平臺實現(xiàn)無縫對接，使兩大系統(tǒng)能夠很好的融合為一體，從而進一步提高了整個通信系統(tǒng)的處理效能。