我國高速公路的發(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,。
1DPT技術(shù)的工作原理
DPT（DynamicPacketTransport,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,?？臻g復(fù)用協(xié)議（SpatialReuseProtocol,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,。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（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(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1DPT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。
2DPT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2DPT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10Gb/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50ms內(nèi)切換光纖,，而且由于它是IPAware的，可以在50ms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,，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SRP端口（而點(diǎn)對點(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,。
對于新一代的營運(yùn)級網(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)一步減少投資和營運(yùn)成本,，從而提高生產(chǎn)效率。
綜合起來,，DPT技術(shù)將為SDHWnet帶來如下一些利益：
?。?）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,，不僅大大降低了營運(yùn)成本，也大大提高了生產(chǎn)效率,。
?。?）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VoIP,、視頻,、VPN等業(yè)務(wù)，而且更加穩(wěn)定可靠,，從而為經(jīng)營者帶來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(jiān)測,、錯(cuò)誤監(jiān)測、錯(cuò)誤定位以及智能保護(hù)交換機(jī)制（IPS）,網(wǎng)絡(luò)具備高級的自愈功能,，使IP業(yè)務(wù)穩(wěn)定可靠,。可靠性是高速光纖網(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。
?。?）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)和二級環(huán)節(jié)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(shè)計(jì),，DPT交換機(jī)最低放置在管理處一級,。總中心實(shí)施對各分中心的管理,，各分中心實(shí)施著對其所轄區(qū)域內(nèi)的管理處的管理,。其設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)是：
主干網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)從地域上覆蓋所轄區(qū)域，環(huán)網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量不宜太多,，主要連接分中心一級和本中心所轄管理處,。傳輸速率應(yīng)當(dāng)選擇高于二級網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率。
二級環(huán)網(wǎng)的建設(shè)應(yīng)根據(jù)分中心轄區(qū)和流量配置,，可以在主干網(wǎng)絡(luò)之外鏈接多個(gè)二級環(huán)網(wǎng),。最終由二級環(huán)網(wǎng)完整地覆蓋整個(gè)高速路域。
二級環(huán)網(wǎng)的傳輸速率選擇應(yīng)當(dāng)?shù)陀谥鞲森h(huán)網(wǎng)一個(gè)數(shù)量級,。如主干環(huán)網(wǎng)為STM4,二級環(huán)網(wǎng)的選擇應(yīng)當(dāng)為STM1等,。
DPT環(huán)網(wǎng)的應(yīng)用主要是為了解決高速公路網(wǎng)絡(luò)的鏈型連接問題，即采用與SDH環(huán)相類似的方法,，這對于長途鏈路非常有效,。但對于城域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接，應(yīng)當(dāng)視情況而定,，可采用IPOS與DTP的結(jié)合來構(gòu)造城域網(wǎng)絡(luò),。本例如圖3所示。
值得指出的是,，DPT雙纖環(huán)有著與SDH雙纖環(huán)相類似的鏈接形式,，但內(nèi)涵卻大不相同。
?。?）SDH次環(huán)的功用是為主環(huán)做備份,，即當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換到次環(huán)上工作。平時(shí)并不承載數(shù)據(jù),，是一種"冷備份"的方式,。而DPT環(huán)則不然，在正常期時(shí)主環(huán)與次環(huán)均參與數(shù)據(jù)傳輸,，形成了兩倍的帶寬,。
當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，由次環(huán)在50ms中自動(dòng)接替主環(huán)工作,，是一種“熱備份”方式,。這樣，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(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3采用DPT環(huán)網(wǎng)構(gòu)造省域高速路網(wǎng)絡(luò)的示例
?。?）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：例如裸光纖、波分復(fù)用（WDM）,、SDH點(diǎn)對點(diǎn)或環(huán)等,。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，可以方便地實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,。
?。?）由于DPT環(huán)可以方便地實(shí)現(xiàn)二級次環(huán)的接入，其網(wǎng)絡(luò)的帶寬可以被分段使用,，其任意節(jié)點(diǎn)間的富余帶寬均可以被其他節(jié)點(diǎn)所使用,，以此來成倍提高應(yīng)用帶寬。
?。?）DPT環(huán)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50ms內(nèi)切換光纖,，而且由于它是IPAware的,，可以在50ms內(nèi)恢復(fù)IP業(yè)務(wù)，不需要路由表的重新收斂,。
?。?）DPT底層的幀格式依然是SDH的幀格式，但它的上層接口完全是IP接口,，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)的控制功能，對于末端IP應(yīng)用有著很大的益處,。
?。?）由于DPT環(huán)支持了從物理層到鏈路層到網(wǎng)絡(luò)層全部三層工作。與SDH不同,，DPT的網(wǎng)絡(luò)管理不再需要不同層面上的網(wǎng)管系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)一管到底！,。
4結(jié)語
高速公路的廣域網(wǎng)絡(luò)從業(yè)務(wù)上必須涵蓋收費(fèi)系統(tǒng),、監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。在傳輸媒體上必須包含有：數(shù)據(jù),、圖像和音頻,。這就要求高速公路廣域光纖網(wǎng)絡(luò)的組建具有寬帶接口，包容上述三種媒體的共同傳輸,。而DPT技術(shù)可以很好地解決這一問題,，DPT技術(shù)因?yàn)槠鋬?yōu)點(diǎn)將越來越多地應(yīng)用于高速公路聯(lián)網(wǎng)中,。