高速公路光传输技术发展探讨

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摘要: 高速公路的机电业务具有安全性要求高、业务种类繁多、每种业务的颗粒小等特点，要求传输网络成熟、稳定，数据传输要采用面向连接的传输方式，传输网络要具备灵活的业务调度能力。文章总结了光纤传输技术发展状况，光纤传输系统在高速公路机电工程中的应用以及可供高速公路选择的光纤传输技术。

关键词: 高速公路; 光纤; 传输技术

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A

1、概述

随着高速公路的不断发展对光纤传输系统也提出了更高的要求主要表现在对传输带宽需求的不断扩大，特别是监控图像、收费数据、办公数据等业务的带宽需求呈现爆炸性增长，这就要求光纤传输系统能够满足各种业务的需求。目前高速公路通信系统一般采用三级结构分别是省通信中心、路段通信分中心、通信站的结构在这个结构中一般采用干线传输和接入网传输相结合的方式。在接入网传输中一般采用1 55Mbt/s或622Mbt/s传输速率的SDH/MSTP系统传输通信、监控、收费等系统信息;干线传输一般采用622Mbt/s或2.5Gbt/s的SDH/MSTP系统，将各路段的通信、监控、收费数据传输到省中心。

2、光纤传输系统在高速公路机电工程中的应用

高速公路机电系统主要分为收费系统、监控系统、通信系统3 个部分，其中通信系统是收费系统、监控系统的传输承载平台。主要承载的业务有: 语音、收费数据、收费图像、监控图像、监控数据、OA 办公自动化数据、会议电视数据、呼叫中心数据、交通信息服务数据等业务。

目前国内是一个省内的高速公路的通信系统联网，组成一个主干网，速率都在2. 5Gbit /s 以上; 各路段建设一个接入网， 速率在622Mbit /s 或者2. 5Gbit /s，也就是说目前高速公路通信系统分为干线光纤传输系统和光纤综合接入网两个部分。干线光纤传输系统主要是构建各高速公路之间及到省中心的传输通道，承载着各路段到省中心的所有语音、联网收费、联网监控、办公等数据。干线光纤传输网络要考虑到和相邻路段的对接，以及和现有网络设备的兼容问题，我国各省、市、自治区基本已建有省一级的高速公路干线光纤网络，大多采用SDH 系统设备。因此各新建路段的干线传输设备也一般沿用原有SDH 模式。综合业务接入网是一条高速公路沿途的各种收费、监控、通信业务联网和传输的承载通道，是各管理部门管理运营本高速公路的主要通信通道，由光线路终端OLT 设备和光网络单元ONU 设备组成。 综合业务接入网由综合业务接入部分和内置光纤数字传输设备两部分组成。干线传输网的网络结构根据高速公路的路网进行构建。干线传输网的网络拓扑为环状和链状相结合的网络，链状网采用1 + 1 保护方式，环网采用复用段自愈环保护方式，占用4 芯光纤。接入网ONU 和OLT 设备之间占用4 芯光纤组成自愈保护环网。

3、可供高速公路选择的光纤传输技术分析

3.1RPR和ASON技术简介

RPR弹性分组环(Resilient Paeket Transport Ring)Re一silient Packet Ring是一种新的链路层协议。在这里首先要声明的是MSTP本身不是一种全新的网络,而是SDH的发展和延续.MSTP的兼容性是它最大的优点。一方面它支持各种速率从155Mb/s到I0Gb/s甚至更高的各种速率话音业务.同时它又提供ATM处理、Ethernet透传以及Etherner或RPR的L2交换功能来满足数据业务的汇聚、整合的需要。

由于RPR技术的保护功能是吸收了SDH保护方式,所以RPR技术和MSTP可以很好地融合.融合的形式也可以很简单,比如将RPR功能集成在一块单板上,并将RPR单板插入50日设备的相应子架槽位。但是正如外表永远都不是最重要的一样.它们的融合形式是为了实现功能:

RPR由于其支持统计复用,可以节省40%的带宽资源,采用空间重用技术使干线网的带宽的利用率可提高3一4倍。每个节点可公平使用每个Span和光纤的资源被保护和不被保护的业务均可在环的两个方向上传送。

因此在干线传输层和部分接入网层引入RPR技术.对视频数据业务和其他带宽动态调整的业务来说非常有意义。而且RPR技术已经非常成熟,能够与现有MSTP平台很好地融合在一起引入新技术的风险较小。引入RPR技术能满足未来高速公路光传输的发展。

自动文换光网络(ASON)是光传输网技术发展过程中的一个重大突破。ASON最突出的特征在于其在传送网中引入了独立的智能控制平面，并利用这一平面完成路由自动发现、呼叫连接管理、保护恢复等功能从而实现网络的动态呼叫连接管理。ASON技术将网管层面的功能转移到控制层面，通过分布控制方式，在传送网中引入动态交换将交换、传输和数据业务综合起来。

3.2SDH技术

SDH光传输网络主要为语音业务而设计，其拓扑结构主要以环状网和链状网为主，业务配置时，需要逐环、逐点配置业务路径及时隙，难以实时管理，网络拓扑的变化不能实时反映到网管。虽然在这些拓扑结构下实现的保护方式有着倒换快速的优点，但其网络扩展性差。随着高速公路通信网络规模的不断扩大，网络结构日渐复杂，管理、维护的压力也越来越大，这种配置业务的的方式风险较高；同时，由于从业务申请到真正开通，都是人工进行，尤其是涉及到不同厂家的设备互联时，需要人工协调，效率很低。

SDH系统的带宽利用率较低(环网保护需要预留一半带宽)，业务配置时间较长，无法处理紧急事务等缺点显得日益突出。传送网中数据、语音分离的窄带传送方式已经不能适应新的业务要求，高速公路通信系统的建设正朝着能够适应多媒体IP业务、能够处理突发性的数据业务以及能够满足集中运营管理要求的方向发展。

3.3 PTN

PTN ( Packet Transport Network，分组传送网) ，是一种以分组作为传送单位，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM 和FC 等业务的综合传送技术。PTN 技术无疑是目前传送技术发展的一个高峰。

PTN 设备针对分组业务流的突发性，能够采用统计复用的方法进行传送，在保证各优先级业务的约定信息速率CIR 的前提下，对空闲带宽按照优先级和超额信息速率EIR 进行合理的分配，既能满足高优先级业务的性能要求，又能尽可能的充分共享未用带宽，解决了TDM 交换时代带宽无法共享，无法有效支持突发业务的根本缺陷。PTN 设备的分组转发平面并没有特立于数据网络的数据转发平面，而是充分利用了成熟的数据二三层技术，实现设备无阻塞的数据报文转发能力，但同时PTN 设备保持了传送网络的一般特征，如5 个9 的高可用性，强大的分层的OAM 能力和可维护性，优异的同步性能，关键部件的1 + 1备份带来的高可靠性，低于50ms 的保护，端到端的QOS 保证，多业务支持，强大的拓扑，业务，带宽，节点，告警，性能的管理能力和业务安全性。

4、未来高速公路建设模式

高速公路的机电业务具有安全性要求高、业务种类繁多、每种业务的颗粒小等特点，要求传输网络成熟、稳定，数据传输要采用面向连接的传输方式，传输网络要具备灵活的业务调度能力。随着人民群众对交通服务水平的需求日益增强，高速公路管理者也在设法提供更多的交通信息给道路通行者，采用各种先进手段提高道路的管理水平，因此各种交通信息数据、视频流对通信系统的承载能力提出了新的要求。我们应根据路段的实际需求和将来的发展前景来选用合适的传输技术，以便能够以最低的成本来满足需要和今后的技术升级。

电信业务IP 化，高速公路本地网络业务也在在向全IP 化演进，收费系统、各种外场监控设备、监控数据等都以IP 为基础实现各种各样的业务接入，各种业务控制也逐渐转向IP，因此高速公路本地传输网为了实现对接入业务的高效承载，从SDH/MSTP演进到PTN 是大势所趋。高速公路干线传输网络因为涉及到全省级别的联网和统一管理，已经建成的SDH/MSTP 设备还将继续使用，但随着各省高速公路路网的逐步完善，网状组网条件越发明显，也就越有利于ASON 组网，但随着IP 联网业务在干线传输网络中增多，网络最终会升级成OTN 网络，因此OTN 将在高速公路干线光传输系统中得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1] 沈翊德. 光纤机械接续技术的应用[J].电信技术2008

[2]魏雄俊.智能光网络技术在电力系统中的应用[J].科技创新导报2008