萬兆網技術在高速公路機電系統的應用前景

林曉峰

(廣東交通實業投資有限公司)

0 引 言

高速公路機電系統在公路的管理工作中具有重要作用，機電系統的良好運行，可以更好的發揮高速公路設施的交通功能，統籌高速公路的數據管理，保障高速公路的投資回收、道路通暢十分重要。如何有效保障高速公路機電系統的有效管理和運營，一方面可以保證高速公路機電系統的可靠性，另外對于投資的有效控制也極為重要，這也是目前我國高速公路機電管理者長期研究討論的一個課題。近些年來，隨著我國科學技術的不斷進步和發展，萬兆以太網技術得到了較快的進步和發展，其在不遠的將來勢必會成為網絡應用的主流，綜合來看，推動萬兆網技術在高速公路機電系統的應用極為重要，以下，筆者簡要就萬兆網的相關技術要點、高速公路機電系統的管理現狀等方面對萬兆網技術在高速公路機電系統的應用前景進行分析和探究。

1 萬兆以太網(10GE)標準技術要點分析

1.1 “全雙工”的工作模式

萬兆以太網在在光纖中工作，而且只能夠在“全雙工”的模式下操作，這也就是說，萬兆以太網不需要使用沖突探測協議，因此，可以說其具有較為靈活的使用條件，本身沒有距離限制。萬兆以太網極大的降低了網絡的復雜性，可以拓展和兼容局域網，實現廣域網，此外，對于更好的降低系統的費用，提供較為快捷、便利的數據業務。高速公路機電系統的有效運行需要較為龐大的數據業務支持，因此，可以說萬兆以太網在高速公路機電系統領域中的應用潛力較大。

1.2 物理層特點

萬兆以太網(10GE)局域以太網物理層的特點是，支持802.3MAC 全雙工工作方式，允許以太網復用設備同時攜帶10 路1G 信號，幀格式與以太網的幀格式相一致，其工作速率甚至可以達到10 Gbps。10 Gbps 局域網中可以有效降低升級費用，低投入就可以升級到現有的局域網，而且可以實現與10/100/1 000 Mbps 的兼容，進而有效保證局域網的網絡范圍可以在40 km 范圍之內。

萬兆以太網廣域網物理層的顯著特點就是其所采用的幀格式為OC－192c，傳輸速率可以達到9.584 64 Gbps，因此，萬兆以太網的廣域以太網MAC 需要相一致的傳輸速率。當物理介質選用單模光纖，其傳輸距離可以達到300 km，當選用多模光纖，其傳輸距離可以達到40 km。此外，萬兆以太網廣域網物理層還有多種編碼方式可供選擇。對于高速公路機電系統而言，其覆蓋范圍十分廣闊，對于數據的傳輸速度和更新速度都有一定的要求，而且10 Gbps 局域網的低升級費用，使其優越性更為顯著，可以說，萬兆以太網在高速公路機電系統中擁有廣泛的應用前景。

1.3 接口方式

萬兆以太網作為最新一代的寬帶技術，其在接口類型的選擇上多種多樣。對于不同的網絡接口，諸如局域網的接口、城域網的接口以及廣域網的接口，其具有較大的適應性和靈活性，對于不同的接口可以采用不同的處理方式。

萬兆以太網針對不同的網絡類型(局域網、城域網以及廣域網等)，可以提供不同的網絡接口。對于局域網，可以根據數據中心的需要，提供多模光纖，可以達到300 m 的支持距離;針對城域網，可以提供1 550 mm 的單模光纖，其支持距離可以達到40 km。對于廣域網而言，其可以提供OC－192C 的廣域網PHY，其支持距離最低可以達到70 km，最遠可以100 km。因此從傳輸距離而言，萬兆以太網完全適用于高速公路機電系統。

2 萬兆網技術在高速公路機電系統的應用前景

萬兆網技術在高速公路機電系統中的應用，不但可以實現對交通運行的實際情況的有效反饋和傳輸，而且還可以便于相關工作人員對交通費用、肇事逃逸等違法行為的警示和震懾。此外，還便于及早的發現交通事故，掌握高速公路的整個路況。因此，可以說萬兆網技術在高速公路機電系統中的應用，具有十分重要的意義和作用，對于更好的發揮高速公路機電系統的重要作用極為重要。

2.1 數據中心或服務器群組網絡中作為寬帶匯聚

目前的文件和數據服務器所需要的數據帶寬的發展空間是十分廣闊的，一個高性能的文件管理其可以管理多個千兆位的以太網網卡，而且由于其采用了優化的系統軟件和加速的網卡硬件，并可以較容易的占用所有接口卡中的帶寬。這種巨大的處理能力，可以使得高性能的網絡容量達到極限。萬兆以太網的應用，可以滿足高級應用對于原始帶寬的不斷增長的需求，提高對于復雜數據的處理能力。因此，將當前的網絡系統升級到萬兆以太網在服務質量以及提高高速公路機電系統的管理效率上都有著極為重要的意義和作用。

2.2 強大數據處理能力和低廉的構建成本在機電系統中的應用

在高速公路的機電系統中，高速公路監控系統、高速公路收費系統以及高速公路的通信系統需要處理較為龐大的數據。監控系統主要作用是對本路段的交通數據進行有效整合和收集，并對所收集到的數據進行先關的處理和顯示，對外場設備進行有效的控制，進而提高路網運行的利用效率和安全性;高速公路的收費系統的主要作用就是對本路段的電腦收費進行有效的管理，并完成車輛通行費的征收工作;高速公路的通信系統，可以有效為監控系統和收費系統的圖像和收費數據提供相關的傳輸通道，此外，還可以提供相關的業務電話和電話指令等。

就高速公路監控系統而言，目前監控視頻信號多通過光纜傳輸至就近收費站，然后通過通信SDH 系統上傳至監控中心。但是SDH 系統總帶寬普遍最大為2.5G(STM－16 級別)，而目前監控攝像槍高清化已是趨勢，其實時顯示時占用帶寬約為6～8 M，當傳輸終端距離監控中心較遠且傳輸監控圖像路數較多時，易出現帶寬不足導致圖像顯示延時或停滯的現象。而萬兆網的帶寬容量是其四倍，采用萬兆網技術能比SDH 系統傳輸更多路監控圖像，其好處是不言而喻了。

就高速公路收費系統而言，其收費數據目前是通過通信系統提供的10/100 Mbps 傳輸通道上傳至收費數據中心，但如今收費軟件的功能越來越多，部分省份已實施防逃費功能，使用高清卡口還原車輛行駛路徑，并在車輛繳費時調用其抓拍圖像，這些圖像數據大大增加了收費數據的容量，從而使10/100 Mbps 傳輸通道的帶寬不滿足需求。而通過萬兆以太網傳輸收費數據則完全不會出現帶寬不足的問題，可以支撐收費軟件實現更多的功能。

就高速公路通信系統而言，其主要功能是為監控圖像和收費數據提供穩定的傳輸通道，并為程控交換機提供通信鏈路實現通話功能，但這些功能萬兆以太網也完全可以實現。上述已經說明了監控圖像和收費數據可以通過萬兆以太網傳輸，且能提供更為優越的功能，而利用IP 電話或語音網關技術也可替代程控交換機實現通話功能。綜上所述，萬兆以太網完全可以替代通信系統在高速公路機電系統的應用。而從構建成本而言，則萬兆以太網要遠遠低于通信系統，這也是在高速公路機電系統中應用萬兆以太網技術的最大好處。

高速公路的機電系統的正常運行是有效提高高速公路的服務水平和投資回收效率的一個極為重要的保障，因此必須高度重視高速公路機電系統的進一步深入發展和自我完善。綜合來看，高速公路機電系統需要較為強大的數據處理能力，萬兆以太網在公路機電系統中的應用，無疑可以極大的提高圖像和數據處理能力，更好的保障機電系統的高效率運行，同時節約建設成本。萬兆網技術在高速公路機電系統中的應用，可以更好的完善我國高速公路機電系統進一步發展的需要，適應該系統的復雜性特點和高速公路系統路網的增加和聯網費用的提高等，因此，管理者必須致力于推動萬兆網技術在高速公路機電系統的應用。

3 結 語

萬兆網技術的顯著優越性、靈活度的適應能力和低廉的構建成本可以更好的推動高速公路機電系統的進一步發展和完善。

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