DPT技術(shù)在高速公路聯(lián)網(wǎng)中的應用

摘要： 為了高速公路廣域網(wǎng)絡(luò )傳輸多種媒體的需要， 采用對比的方法分析了DPT 技術(shù)的工作原理與技術(shù)特點(diǎn)， 并在高速公路聯(lián)網(wǎng)的工程實(shí)踐具體應用了DPT 技術(shù)， 得出了DPT 技術(shù)可以很好地解決高速公路廣域網(wǎng)絡(luò )傳輸多種媒體的需求。

我國高速公路的發(fā)展正在從公路建設的本身向高速公路的現代化管理邁進(jìn)， 其轉折標志在于高速公路路網(wǎng)的逐漸形成并以此對信息傳輸及交換提出的新要求，如收費系統的一卡通 工程。顯然， 傳統的三大系統( 通信系統、收費系統、監控系統) 尚不能實(shí)現這一要求。

因此， 建立高速公路的廣域計算機網(wǎng)絡(luò )并構造公路交通的業(yè)務(wù)信息系統， 已成為必然趨勢。

1 DPT 技術(shù)的工作原理

DPT ( Dynamic Packet T ranspo rt, 動(dòng)態(tài)IP 光纖傳輸) 技術(shù)， 采用了一種全新的機制， 在光纖上直接傳輸IP 包， 而其MAC 層地址采用空間復用MAC 地址?？臻g復用協(xié)議( Spat ial Reuse Pr otoco l, SRP) 是一種與媒體無(wú)關(guān)的MAC 層協(xié)議， 可以用于各種物理層技術(shù)之上。典型的用法是由兩根反向光纖組成SRP 環(huán)， 其中每一根光纖都可以用來(lái)傳輸數據和傳輸反方向的控制信號。其工作原理如圖1 所示。

為了區分兩個(gè)環(huán)， 不妨將一個(gè)叫內環(huán)， 另一個(gè)叫外環(huán)。SRP 運行時(shí)， 在一個(gè)方向發(fā)送數據( 下行流) , 而在反方向的另一根光纖上傳輸控制信號( 上行流) 。兩根光纖互為控制， 因此共有兩個(gè)上行流和兩個(gè)下行流。這樣， SRP 便能最大限度地利用光纖的傳輸帶寬。同時(shí)，由于控制信號不受數據流干擾( 例如排隊、突發(fā)擁塞等) , 能夠快速傳輸， 從而為帶寬的進(jìn)一步優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò )的高速自愈提供了保障。

圖1 DPT 的工作原理

由于SRP 的媒體無(wú)關(guān)特性， DPT 技術(shù)可以透明地運行在現有的各種重要光纖基礎設施上： 裸光纖、波分復用(WDM) 或SDH 點(diǎn)對點(diǎn)或環(huán)。媒體的無(wú)關(guān)特性還能使DPT 運行在上述介質(zhì)的混合環(huán)境中， 從而提供了一種向純IP 優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò )平滑過(guò)渡的解決方案。

2 DPT 技術(shù)的特點(diǎn)

動(dòng)態(tài)IP 光纖傳輸技術(shù)DPT 具有如下特點(diǎn)：

空間復用: 一根光纖環(huán)可分段傳輸數據， 因而可以提供至少兩倍的帶寬提升因子。

雙環(huán)結構：兩根光纖同時(shí)傳輸數據， 使帶寬得到兩倍的提高。

公平機制：所有節點(diǎn)對帶寬具有同等的控制權， 從而為帶寬的統計復用提供了最佳的保障。

統計復用：網(wǎng)絡(luò )帶寬分段使用， 且任意節點(diǎn)間富余的帶寬可以被其他節點(diǎn)所使用， 以成倍提高可用帶寬。

如圖2 所示。

圖2 DPT 的統計復用圖

擴展性： 一個(gè)環(huán)上的節點(diǎn)數可以最高至128, 單端口速率可以最高至10 Gb/ s, 地理范圍可以像SDH 一樣擴展到足夠的程度。

可靠性：可以提供比SDH 的自動(dòng)保護交換( APS)更好的網(wǎng)絡(luò )自愈功能。不僅可以在50 ms 內切換光纖，而且由于它是IPAw are 的， 可以在50 ms 內恢復IP 業(yè)務(wù)， 不需要路由表的重新收斂。

IP 業(yè)務(wù)映射：可以直接映射和支持IP 包的優(yōu)先級， 直接支持IP 包的廣播以及其他IP 業(yè)務(wù)控制功能。

即插即用：簡(jiǎn)單的環(huán)形結構和自動(dòng)發(fā)現機制使網(wǎng)絡(luò )設備的配置變得十分簡(jiǎn)單。例如， 在一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)中，增加一個(gè)節點(diǎn)需配置2N 個(gè)端口， 而在一個(gè)環(huán)形網(wǎng)中，增加一個(gè)節點(diǎn)最多只需要配置一對端口。

統一網(wǎng)管：從物理層到鏈路層到網(wǎng)絡(luò )層全部三層的網(wǎng)絡(luò )管理不再需要不同的網(wǎng)管系統。

高性能價(jià)格比： 一個(gè)SRP 環(huán)上的每個(gè)設備永遠只需要一對SRP 端口( 而點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)中， 每節點(diǎn)需N2 個(gè)端口) , 從而使網(wǎng)絡(luò )擴容時(shí)不再需要增加端口， 大大降低了網(wǎng)絡(luò )成本。同時(shí)， 其高可靠性還大大降低了運行維護成本， 并提高了生產(chǎn)效率。

對于新一代的營(yíng)運級網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)， DPT 是一種新紀元網(wǎng)絡(luò )基礎構架的極其重要的技術(shù)， DPT 各種技術(shù)特性的設計都是為了網(wǎng)絡(luò )能夠在保證高品質(zhì)服務(wù)的前提下， 進(jìn)一步減少投資和營(yíng)運成本， 從而提高生產(chǎn)效率。

綜合起來(lái)， DPT 技術(shù)將為SDH Wnet 帶來(lái)如下一些利益：

( 1) 有效投資。IP 光纖環(huán)的組建， 使高速公路廣域網(wǎng)絡(luò )在投資結構上發(fā)生了根本性的變化， 大大提高了投資效率。例如， 廣域網(wǎng)絡(luò )不再需要在昂貴的時(shí)分復用( TDM) 設備( 如SDH 設備) 上進(jìn)行投資， 卻能獲得同樣的帶寬; 同時(shí)， 又能采用空間復用和統計復用技術(shù)最有效地使用這些帶寬而獲得更高的效益。再如， 從物理層到IP 層的集成網(wǎng)絡(luò )管理方式， 不僅大大降低了營(yíng)運成本， 也大大提高了生產(chǎn)效率。

( 2) 增強IP 業(yè)務(wù)。DPT 技術(shù)直接支持和增強各種IP 業(yè)務(wù)， 例如V oIP、視頻、VPN 等業(yè)務(wù)， 而且更加穩定可靠， 從而為經(jīng)營(yíng)者帶來(lái)更加豐厚的增值服務(wù)利潤。

( 3) 網(wǎng)絡(luò )的健壯性。由于提供了先期的性能監測、錯誤監測、錯誤定位以及智能保護交換機制( IPS) , 網(wǎng)絡(luò )具備高級的自愈功能， 使IP 業(yè)務(wù)穩定可靠?？煽啃允歉咚俟饫w網(wǎng)絡(luò )的重要特性; 這正如高速公路的修建，在減少交叉、減少紅綠燈、平整路面以提高車(chē)速和擴展通車(chē)能力的同時(shí)， 交通規則卻更加嚴格： 更遠的安全車(chē)距、嚴禁行人穿越等， 并增設應急車(chē)道提高可靠性。沒(méi)有足夠的可靠性保障， 網(wǎng)絡(luò )與公路一樣不能“提速”; 否則， 會(huì )潛伏災難性的后果。

( 4) 充分的擴展性。作為通信新紀元的關(guān)鍵IP 優(yōu)化光學(xué)技術(shù)， DPT 以新的更穩定可靠的網(wǎng)絡(luò )體系結構為網(wǎng)絡(luò )提供了持續發(fā)展的道路。

3 采用DPT技術(shù)構造高速公路廣域網(wǎng)絡(luò )

在工程設計中， 可根據地域的分布情況以及各點(diǎn)的數據流量設置DPT 主環(huán)節點(diǎn)和二級環(huán)節點(diǎn)， 主環(huán)和二級環(huán)的鏈接可以采用環(huán)相切的方式進(jìn)行。

作為高速公路的主干網(wǎng)絡(luò )設計， DPT 交換機最低放置在管理處一級?？傊行膶?shí)施對各分中心的管理， 各分中心實(shí)施著(zhù)對其所轄區域內的管理處的管理。其設計原則應當是：