湖南省高速公路通信专网建设技术方案思考

湖南省高速公路通信专网建设技术方案思考来源：互联网发布时间：2009-12-08一、湖南省高速公路业务需求分析1.1高速公路业务需求1.1.1高速公路业务分析高速公路机电系统主要分为收费系统、监控系统、通信系统三个部分，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。高速公路的机电业务特点是：安全性要求高、业务种类繁多，每种业务的颗粒小，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，并且具备灵活的业务调度能力。1.1.2各种业务的带宽需求分析高速公路机电系统的各种业务的带宽需求如下：语音，2M；收费数据，4M；监控数据，2M；图像，16M（4路，各路中心到省）；办公自动化：10M；会议电视：8M；呼叫中心：2M；交通信息服务数据：8M（备用）。目前，湖南省高速公路专网的带宽计算如下。1、主干环网固定分配带宽计算：不考虑其他路由，按主干环汇聚49个分中心信息计算固定带宽分配最大值。a.中期（备用省中心实施前）：最大固定分配带宽＝（2×2M+3×2M）×49+1×2M×2＝494Mb.远期（备用省中心实施后）：最大固定分配带宽＝（2×2M+3×2M）×49+（2×2M+3×2M）×49+6×2M+1×2M×2＝996M。2、干线网非固定分配带宽计算：按省中心最大图像显示路数50，并且在同一时刻各种业务流量达到峰值计算。a.中期（备用省中心实施前）：最大非固定分配带宽＝50×4M+（2M+2M+4M+2M+2M+8M）×49＝1180Mb.远期（备用省中心实施后）：最大非固定分配带宽＝50×4M+（2M+2M+4M+2M+2M+8M）×49+（2M+2M）×49＝1376M按照上述需求计算，接入网的带宽需求，200M可以满足接入网需求。干线带宽需求：中期干线带宽需求为：1.63G，远期干线带宽需求为：2.3G。1.1.3带宽选择通过上述业务分析和带宽计算，湖南省高速传输网络主干路由的传输带宽为10G，末端路由的传输带宽为2.5G，接入网带宽为622M。1.2信息化需求目前，全国各省交通厅都在建设交通信息化网络，山西省、河北省、山东省、浙江省、江苏省等11个省份都开始了信息化示范工程的建设，部分省信息化网络的传输平台采用了在高速现有传输专网基础上建设，速率是核心层10G，汇聚层2.5G，接入层622M，采用SDH技术。1.3总结纵上所述，湖南省高速通信专网核心环网带宽选择10G，汇聚环网带宽选择2.5G，接入网带宽选择622M，可以满足现有机电业务的传输和后期交通信息化发展的需求。二、技术体制分析2.1SDH、MSTP技术SDH是应用最广泛的传送网技术，SDH系统以及基于SDH技术的多业务传送平台（MSTP）可采用环形、星形、树形、网孔等方式灵活组网；支持二/四纤、通道/复用段保护，网络运行安全可靠；系统的网管功能强大，能够实现链路的端到端管理；具有国际统一的标准接口，方便不同厂家的设备互联。现阶段全国高速公路专网系统均按照SDH技术规划和建设。SDH技术特点非常符合高速公路专网的需求和对安全性、稳定性要求极高的其他专网系统。2.2WDM技术WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)波分复用系统可增加单光纤下的传输容量，该技术是在一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的光谱间距，可以在较少的光纤数量下实现大容量的数据传输。WDM技术又分为CWDM和DWDM，目前运营商的建网一般为DWDM，CWDM系统是成本与性能折中的产物（也就是说成本的降低是以牺牲性能实现的）。WDM系统的特点是：大容量、高速率、通过光放大器而非REG延伸传输距离，是一种点到点传输技术。WDM系统主要优势是传输容量大，劣势比较明显：（1）、业务调度不灵活。不具备电交叉调度能力，难以对业务进行灵活调度，为业务设置好波长后，若要进行调整，须中断业务。（2）、组网能力差。为点到点的技术，而非一种组网技术，仅适用于简单的网络结构，在网络结构复杂时，一个站点将涉及多段配线架间的跳纤，维护难度大、维护成本高。（3）、保护机制不完善。不像SDH一样具备完善可靠的保护、倒换机制。（4）、采用非随路的带外OSC（光信道监控），无法对通道进行精确的管理，所以网管能力非常差。2.3OTN技术WDM通过在一根光纤中同时传输几十个乃至上百个光波长而极大地提高了传输容量，但它的缺点也十分突出，如组网不够灵活，业务调度困难，难以对光波长进行调度，采用非随路的带外光监控信道不能对光复用通路进行全面而精细的检测，不具备像SDH一样可靠的保护倒换机制等等，从而达不到网络可运营、可管理的需求。而SDH虽然具有分插复用能力灵活、OAM能力强大，保护倒换机制成熟可靠的优点，但它为单通道系统，无法适应迅猛发展的数据通信业务，不适合作为长途骨干网技术，只适合作为本地网技术。OTN就是为了克服WDM与SDH的不足而产生的一种新的光传输技术。它不仅具有WDM传输容量大的优点，而且还具有SDH可运营、可管理的能力。从某种程度上来说，OTN是SDH与WDM技术的整合，是光传送网发展的方向。由于OTN技术正在逐步取代WDM技术，所以IPOVERWDM也正在逐步发展为IPOVEROTN。OTN相对WDM的优势很大，OTN技术在提供与WDM同样充足带宽的前提下，具备和SDH一样的组网能力，具有可扩展性强、客户信号的完全透明传送、灵活的光电交叉、多级串联连接监视、强大的前向纠错能力等特点，在骨干层面将希望成为下一代的统一传送平台。OTN技术说明见附件2，IPOVERWDM分析见附件3。2.4ASON技术自动交换光网络（ASON）通常又被称为智能光网络，融合了传送与交换两大通信领域的技术特色，在数据传送方面兼容SDH、MSTP（多业务传送平台）映射、复用与接口技术，继承了SDH/MSTP无差错、无时延数据传输等技术优势；在网络控制方面借鉴了数据通信领域中的成熟技术，通过OSPF、RSVP等路由协议与信令，实现了网络智能化控制。2.5技术比选2.5.1干线传输系统干线传输系统是在省中心和各路段中心之间构建起来的基础业务传送平台，为各种业务系统提供传输通道。SDH/MSTP技术在干线传输系统组网方面有着其它技术无法逾越的优势，具备超强多业务接入和处理能力、网络自愈能力强、具有灵活业务调度、灵活组网和扩展能力。并且SDH/MSTP向ASON智能光网络技术的演进是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破，被广泛认为是下一代光网络的主流技术，是高速公路通信专网技术的首选。结合湖南省高速公路干线传输网的现状，同时更着眼于未来通信业务和技术发展的需要，规划采用ASON（自动交换光网络）技术构建全省高速公路骨干传输平台，连接省中心和各路段，实现大容量、高安全性的业务承载。2.5.2接入网系统综合业务接入系统实现话音、低速率数据、2M数据、以太网数据的接入，具备综合业务处理和传送能力。综合业务接入系统由光传输设备和接入设备组成，应与干线传输系统技术体制相适应，方便业务的互联互通，实现网络资源的充分利用。三、湖南省高速公路专网现状及后期发展考虑3.1接入网系统现状本地接入网系统由SDH传输设备和综合业务接入设备组成。光纤线路终端（OLT）设在有人通信站，通过V5接口与程控数字交换机连接，提供PDH、子速率、以太网、模拟音频等多种业务接口，具备综合接入能力。本地接入网内置光传输设备采用隔站相连的方式组成复用段保护环或通道保护环，按照STM-4系统容量设置，后期可以平滑升级为STM-16。3.2干线传输系统现状现有干线传输系统采用基于SDH/MSTP（多业务传输平台）设备组建，省中心以及已建路中心站点基本处于满配置状态。随着智能光网络设备的逐步安装，各路中心、省中心为主干节点引入大容量智能光网络节点设备，现有干线ADM节点设备可作为扩展子架使用，实现干线传输系统的网状组网，到2030年全省共规划49个路中心和2个省中心（一主一备），速率等级为STM-16，后期可以平滑升级为STM-64。3.3后期发展考虑3.3.1技术发展方向SDH/MSTP系统向ASON技术平滑升级。网络架构由目前的分层次的环形网络向扁平型的网孔状网络发展，形成多路由的网络保护能力。3.3.2传输系统容量考虑随着业务需求的发展，在原有传输系统的容量逐渐不能满足业务需求发展时，可以采用以下三种扩容方案。方案一，在原有SDH/MSTP平台系统的基础上，进行系统的平滑升级。接入网系统容量具备从STM-4升级到STM-16的能力。干线系统的容量可以具备从STM-16升级到STM-64的能力，并且原有SDH传输系统还支持内置波分技术，可以持续升级到100G。这种方案具备以下优势：（1）系统扩容升级潜力大。原传输系统在SDH技术下可以升级到STM-64，如果采用内置波分技术，采用DWDM系统通过级联可以做到40波，单波2.5G，采用CWDM系统可以做到8波，单波2.5G。（2）投资成本最低，充分保护原有投资。与新建一个平台系统比较，这种升级方案成本最低，效果最好。原有的传输设备可以继续使用（或者作为扩展子架使用），做到最大限度的保护原有投资。（3）升级方案简单易行，保证数据业务传输不中断，实现平滑升级。原有SDH传输系统升级非常简单，只增加相应的SDH光接口板单板即可实现系统升级。当原有SDH设备子架满配置时，也可以通过扩展子架技术（光口级联）实现系统升级。（4）保证全省统一网管。在原有传输系统上平滑升级，实现技术的向下兼容，可以继续保证全省集中、统一网管。（5）实现后期维护工作顺利衔接。管理、维护人员对原有系统设计方案、设备和相关技术非常熟悉，而系统升级只是单板升级或者增加，可以保证后期的维护工作顺利衔接。面对未来不可预见的爆炸式业务增长，在业务容量可能超出100G的情况下，可以采用方案二进行系统升级。方案二是方案一的补充和延续。方案二，利用铺设好的大容量的光缆，通过新建传输平台来实现系统容量扩容。这种方案可以保证不可预见的大容量数据传输，并且加强数据传输安全性，做到设备的主备用保护，实现智能保护倒换。方案具备以下优势：（1）系统扩容安全性高，数据传输业务不中断，可以保证原有系统的正常运行。未来的新增业务与原有业务在不同的光纤中和不同的传输平台中传输，或者根据业务等级将不同的业务分配在不同的传输平台（光纤）中进行传输。例如，将收费数据、语音、低速率等高级别业务在原有系统中进行物理隔离单独传输，而对于新增的大量IT业务整体打包在另外的传输平台中进行传输。（2）通过新建平台，实现设备的主备用保护，提高系统安全性。可以通过新建的传输平台系统与原有传输平台系统做设备级的主备用保护，实现系统出现故障时的智能自动倒换。提高整个系统的安全性、稳定性。保证重要数据的实时传输。（3）系统升级统一规划，分步实施，有序进行。对于业主而言，初期业务量没有爆炸增长情况下，可以在2根光纤上先实施开通基于SDH/MSTP的多业务传送平台，对语音、数据、视频业务进行传输，后期随着业务的爆炸增长，在SDH/MSTP升级扩容无法满足需求的情况下，可以利用另外的光纤建设一套新的传送平台，开通新增的业务。（4）可以有效避免项目初期的盲目投资，价格低，易实施。对于光缆资源充分或者有敷设光缆条件的业主而言，这是最为经济有效的扩充系统容量的解决方案。投资是随着业务的增长逐步增加的，初期只铺设光缆，后期根据需要才建设新平台。光缆采用的是广泛使用的G.652单模光缆，价格低廉实惠。（5）后期的技术选择和发展余地大。如今的通信和信息化技术发展非常迅猛、日新月异。新平台的选型可以随着技术的发展选择最先进、稳定的技术。如今SDH/MSTP技术在向ASON过渡，而WDM技术在向OTN和基于ASON的OTN技术发展，本地传输网技术也在向PTN技术发展。所以，对于业主而言，可以一直跟踪技术发展，在新建网络时，选择最稳定、先进的传输技术，并且通信设备价格会随着技术发展