高速公路通信技术的运用

一、关于联网通信技术发展趋势

从短期来看，ATM技术在通信技术中将扮演主角，用来满足传输和交换相关的综合数据业务。从中期来讲，ATM会与IP技术一同发展。那时，ATM技术会更偏向网络核心方面。着重达到业务的汇接交换、同时提供QoS。IP则更侧重于网络边缘技术方面，满足质量要求相对较低的业务类传输需求。不过，从长期发展来说，IP技术会逐渐发展为主导性的通信技术，而ATM技术逐渐会滑向网络边缘。总的来说，随着这些技术的不断融合升级，将极大促使通信行业的飞跃发展，为实现三网合一CATV、PSTN、Internet奠定基础。

二、关于联网通信组网模式分析

当前，高速公路内部通信组网技术应用最多的形式是SDH（同步数字系列）。虽然SDH设备比较便宜，但带宽利用率低，OAM花费也极大。因此，综合来看，如果把SDH作为联网通信模式，其预期成本也偏高。

ATM作为新型通信技术中的代表，它具有高带宽、低时延、可靠性、强适应等诸多优点。当然，它具有实时性和QoS等特性，正满足联网通信业务的需求。不过，该技术会极大增加通信系统的复杂性，高昂的成本也不能更好地推广应用。

IP技术通过统一的地址格式和协议，如网络互联只需在IP层获得一致就行。TCP/IP协议能提供较好的API，即应用程序端口，达到用户可自行开发应用软件的目的。但是这项技术也有不少弱点，会给互联通信带来极高的成本。

2.4.1关于IP over SDH组网模式

该项技术是根据PPP协议，即点对点协议把IP包封装处理，按照相关的差错控制和链路初始化要求。这样，构成高层数据链路控制（HDLC）的帧来达到定界作用。再利用字节同步方式直接映射到SDH的同步净荷封装（SPE）中，并同时按照各个次群对应的线速率来进行连续传输。

2.4.2IP over ATM（MPLS）组网模式

这里对IP数据包的封装主要是通过AAL5适配层来处理的。然后组成相应的ATM信元来达到IP数据包的传输目的。

2.4.3IP over Fiber（WDM）组网模式

这是利用一根光纤，在其上面建立起IP网络，从而实现从TDM信道到WDM信道的转变。这样，通过把光纤和通信设备的连接，实现路由交换，完成无缝连接，达到对多个波长的光信号传输的目的。

三、ATM over SDH组网模式的提出

通过ATM交换设备加上V5B光纤接口，WDM、SDH等技术和设备，才能逐渐满足高速公路联网通信数字化、智能化、宽带化的需求。

因此，下面探讨的ATM over SDH联网通信模式，即交换设备利用ATM更换机制、SDH传输标准。这种模式通过分组交换带宽，从而保证同步数字传输的大容量、短延时性，确保在一样的B-ISDN拓扑条件下，交换和传输工作都具备良好的兼容性及扩展性。

四、联网通信ATM over SDH组网解决方案

4.1.1关于对联网管理系统的支持

联网高速公路绝大多数的管理模式都是采取分层管理，一般实行四级行政机构管理：（局、处、所、站）。这些机构都分布在不同的地方区域。因此，联网通信必须做好对各个管理部门的支持工作。

4.1.2关于对联网收费系统的支持

要保证收费信息，如数据、图像、指令等能快速、准确地在不同的机构、场所完成传送，同时，要积极搭建统一的网络平台及相关的通信接口，满足联网收费系统的所有信息传送。

4.1.3关于对集中监控系统的支持

因集中监控系统的监控终端一般距相应的监控中心都很远，同时，车辆行驶速率很快，这都要求能及时有效地处理好那些异常信息。同时，集中监控外场设备也比较多，需要合理地对通信线路分配，保证信息通道的畅通。

联网通信和高速公路的各个工作系统都有着密切的联系。因此，要求这些系统都要和相关的通信网络所对应。即联网通信各级中心都要保证如管理、收费、监控等分系统，它们对应级别的中心必须确保杂物理条件上同处一地。其功能模块如图1。

目前，高速公路联网通信宽带网的几个主要网络，是为了实现高速汇接、传输、交换及高性能流量的管控目的。主要分为骨干交换网、边缘交换网、骨干传输网。如图2所示。

4.3.1宽带骨干交换网

主要利用ATM技术。通过GCC（通信总中心）及CC（通信中心）的ATM网络提供通信分中心（BCC）网络之间的高速链路，从而完成对多种业务的支持。

它基本是由性能较高的ATM骨干交换机构成。其吞吐量要满足622bit/s以上，有的甚至达到2.5Gbit/s，进而确保其交换带宽达到高速、高效的目的。另外，还应尽可能运用网状网来完成ATM骨干交换机的互联，不能通过汇接方式，这样，才能避免造成汇接点传输方面的问题。

4.3.2宽带骨干传输网

这种网络一般采用SDH技术，这是一种基于TDM的物理层传输技术，具备相对广泛的OAM能力。从而达到满足混合业务流量定义传输速率、线路编码、信号复用机制的要求。其相应的智能检测装置和自愈环结构能较好地定位全网故障。SDH还具有一套符合标准的STM-N即信息等级结构。通过ADM还可对分叉处2Mbit/s支路信号进行处理。

基于上述分析，骨干传输网要达到622Mbit/s或2.5Gbit/s的速率（STM-4或STM-16模块）才能完成信息传输。一般利用骨干SDH设备ADM来形成双行双向复用段倒换环，从而使信息传输能够顺利进行。如果节点很少，业务量也很少，即可采用单向通道保护环的方式来完成组网；若节点不超过4个，也可用622Mbit/s的SDH设备来完成组网。

4.3.3关于宽带边缘交换网

这种类型的网络能满足对高速ATM骨干网络的访问目的，还能同时对ATM和非ATM提供相关的访问。因而极大提升了设备的性能，还能达到对非ATM设备使用的有效支撑。它对混合业务通信类型的相关支持，可以实现对多种网络业务的访问服务，包括PBX网络和视频网络、高速公路各级局域网络等；通过MSS（多协议交换访问）达到有效支持相关的路由选择机广播控制，从而实现数据流跨越ATM网络。这样，路由选择就会逐渐走到边缘，最终达到端对端的网络交换模式。

因此，这样的网络一般通过吞吐量较小的ATM交换机来进行组成。选取155Mbit/s速率为最佳。另外，还必须设有上行连接的155Mbit/s端口，还要具备多个UNI端口，其它的相关特性要确保接近ATM骨干交换网的相关指标。