DPT技術(shù)在高速公路聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)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(duì)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(yīng)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(guó)高速公路的發(fā)展正在從公路建設(shè)的本身向高速公路的現(xiàn)代化管理邁進(jìn)， 其轉(zhuǎn)折標(biāo)志在于高速公路路網(wǎng)的逐漸形成并以此對(duì)信息傳輸及交換提出的新要求，如收費(fèi)系統(tǒng)的一卡通 工程。顯然， 傳統(tǒng)的三大系統(tǒng)( 通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)) 尚不能實(shí)現(xiàn)這一要求。

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

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(jī)制， 在光纖上直接傳輸IP 包， 而其MAC 層地址采用空間復(fù)用MAC 地址。空間復(fù)用協(xié)議( Spat ial Reuse Pr otoco l, SRP) 是一種與媒體無關(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傳輸數(shù)據(jù)和傳輸反方向的控制信號(hào)。其工作原理如圖1 所示。

為了區(qū)分兩個(gè)環(huán)， 不妨將一個(gè)叫內(nèi)環(huán)， 另一個(gè)叫外環(huán)。SRP 運(yùn)行時(shí)， 在一個(gè)方向發(fā)送數(shù)據(jù)( 下行流) , 而在反方向的另一根光纖上傳輸控制信號(hào)( 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(hào)不受數(shù)據(jù)流干擾( 例如排隊(duì)、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 的媒體無關(guān)特性， DPT 技術(shù)可以透明地運(yùn)行在現(xiàn)有的各種重要光纖基礎(chǔ)設(shè)施上： 裸光纖、波分復(fù)用(WDM) 或SDH 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或環(huán)。媒體的無關(guān)特性還能使DPT 運(yùn)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(fù)用: 一根光纖環(huán)可分段傳輸數(shù)據(jù)， 因而可以提供至少兩倍的帶寬提升因子。

雙環(huán)結(jié)構(gòu)：兩根光纖同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)， 使帶寬得到兩倍的提高。

公平機(jī)制：所有節(jié)點(diǎn)對(duì)帶寬具有同等的控制權(quán)， 從而為帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用提供了最佳的保障。

統(tǒng)計(jì)復(fù)用：網(wǎng)絡(luò)帶寬分段使用， 且任意節(jié)點(diǎn)間富余的帶寬可以被其他節(jié)點(diǎn)所使用， 以成倍提高可用帶寬。

如圖2 所示。

圖2 DPT 的統(tǒng)計(jì)復(fù)用圖

擴(kuò)展性： 一個(gè)環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)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(kuò)展到足夠的程度。

可靠性：可以提供比SDH 的自動(dòng)保護(hù)交換( APS)更好的網(wǎng)絡(luò)自愈功能。不僅可以在50 ms 內(nèi)切換光纖，而且由于它是IPAw are 的， 可以在50 ms 內(nèi)恢復(fù)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(jí)， 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(jié)構(gòu)和自動(dòng)發(fā)現(xiàn)機(jī)制使網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(jié)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(jié)點(diǎn)最多只需要配置一對(duì)端口。

統(tǒng)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(tǒng)。

高性能價(jià)格比： 一個(gè)SRP 環(huán)上的每個(gè)設(shè)備永遠(yuǎn)只需要一對(duì)SRP 端口( 而點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)中， 每節(jié)點(diǎn)需N2 個(gè)端口) , 從而使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)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(yùn)行維護(hù)成本， 并提高了生產(chǎn)效率。

對(duì)于新一代的營(yíng)運(yùn)級(jí)網(wǎng)絡(luò)來說， DPT 是一種新紀(jì)元網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架的極其重要的技術(shù)， DPT 各種技術(shù)特性的設(shè)計(jì)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(yùn)成本， 從而提高生產(chǎn)效率。

綜合起來， DPT 技術(shù)將為SDH Wnet 帶來如下一些利益：

( 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(jié)構(gòu)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(fù)用( TDM) 設(shè)備( 如SDH 設(shè)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(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)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(yùn)成本， 也大大提高了生產(chǎn)效率。

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

( 3) 網(wǎng)絡(luò)的健壯性。由于提供了先期的性能監(jiān)測(cè)、錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)、錯(cuò)誤定位以及智能保護(hù)交換機(jī)制( IPS) , 網(wǎng)絡(luò)具備高級(jí)的自愈功能， 使IP 業(yè)務(wù)穩(wěn)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、平整路面以提高車速和擴(kuò)展通車能力的同時(shí)， 交通規(guī)則卻更加嚴(yán)格： 更遠(yuǎn)的安全車距、嚴(yán)禁行人穿越等， 并增設(shè)應(yīng)急車道提高可靠性。沒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(zāi)難性的后果。

( 4) 充分的擴(kuò)展性。作為通信新紀(jì)元的關(guān)鍵IP 優(yōu)化光學(xué)技術(shù)， DPT 以新的更穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)提供了持續(xù)發(fā)展的道路。

3 采用DPT技術(shù)構(gòu)造高速公路廣域網(wǎng)絡(luò)

在工程設(shè)計(jì)中， 可根據(jù)地域的分布情況以及各點(diǎn)的數(shù)據(jù)流量設(shè)置DPT 主環(huán)節(jié)點(diǎn)和二級(jí)環(huán)節(jié)點(diǎn)， 主環(huán)和二級(jí)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(shè)計(jì)， DPT 交換機(jī)最低放置在管理處一級(jí)?？傊行膶?shí)施對(duì)各分中心的管理， 各分中心實(shí)施著對(duì)其所轄區(qū)域內(nèi)的管理處的管理。其設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)是：