张海泉 王天成

【摘要】    本文将重点围绕IPRAN技术在高速公路通信中的应用为核心开展论述，分析IPRAN技术的具体应用，希望能够为相关工作提供理论上的参考。

【关键词】    IPRAN技术    高速公路    通信

相关背景

科学技术水平的发展促使各个行业均获得了极大程度的提升，特别是现阶段大数据时代下对信息的需求量越来越高，这也对网络运营商的要求更加严格。而我国整个交通网络的进一步发展，其中就需要各类技术的支持。以高速公路通信系统为例，从技术上而言主要分为三类，分别为基于电路交换的传输系统、基于分组交换的传输系统、基于波分复用的传输系统。

然而其中随着IP业务量的增加，既往采用的低速业务量已经无法适应现阶段的发展形势，而基于分组交换的传输系统应借助优秀的性能，因此近些年在高速公路通信系统中有着十分广泛的应用。

一、关于IPRAN技术

将IPRAN技术的概念拆分来，其中RAN是指无线接入网，IP RNA的意思即为无线接入网IP化，属于基于IP的传送网，作为一种以2层3层技术相结合的方式承载业务传输，这种技术目前在中国电信，中国联通等运营商网络中被广泛应用。以路由技术为核心能具备电路仿真同步三层调度的能力，极大程度的提高了OAM的能力和保护能力。该技术共分为核心层、汇聚层、接入层3层网络结构。

设备提供人员通过设置可以将5级QoS保障系统提供出来，这种客户端到客户端的QoS技术能够在VPN中立足于优先等级展开调度和排序，从而确保承载网络的效率与传统的传承与其他技术相比，该技术有着十分明显的性能。

二、IPRAN技术的优劣势

2.1优势

IP RAN采用分组化路由器设备组网，以IP/MPLS动态技术为基础，具备大带宽、高可靠、低时延、低成本、全业务、E2E QoS特点，已成为移动回传网主流组网方案。IP RAN满足2G、3G、LTE/LTE-A基站接入，用于无线语音、移动宽带多业务承载，也用于电信级政企业务承载，满足运营商固移融合全业务运营要求。

相对传统分组网，IP RAN网络中引入BFD、FRR、隧道保护、路由快速收敛等技术保证网络毫秒级可靠性，支持1588、同步以太网，满足基站、TDM业务時钟同步要求，通过E2E图形化网管简化业务部署，保证大规模组网能力，降低运维成本[1-2]。

将技术与传统的传输网络相比，以该技术承载业务类型更加丰富，且具备较强的承载能力。另外其还能够承载各种所需要的网络，例如大流量高质量传输的以太网，专玩3G LTE基站业务等多种了网络，另外该技术还能够使路由器的性能得到进一步的保障，确保网络运行的有效性[3]。该技术还可通过运用BF dhi检测机制进行实时监测，确保整个联络更加可靠，IPRAN技术对QoS的质量提供了极高质量的保障上通过立足于流量对局域网的日子协议进行分级，确保每一个级别的业务承载质量均达到要求。将其与MSTP相比，展示出明显的优势，见表1。

2.2劣势

但是相比于传统网络的自愈保护能力，网络资源保护能力方面该技术要明显较弱，这是因为该技术主要借助双向转发检测，需路由器冗余协议，流量工程等来实现对网络的保护[4]，虽然奇异能够支撑现有的业务需求，但是比起I pin技术仍然更弱，另外，该技术OEM能力也较弱.。

三、IPRAN技术在告诉公路通信中的应用分析

3.1实例概况

双石枢纽互通立交位于江西省XX县XX村附近，连接XX高速公路。本互通立交采用半定向与半苜蓿叶组合式枢纽互通（三个定向匝道+一个环圈），交叉桩号为K63+579.726=K69+041.075，交角为76°38'32"，主线及匝道均上跨XX高速与XX一级公路，互通立交区间为K62+760～K64+385.794（XX高速公路K68+300～K70+000），互通区地形起伏不大，互通范围内各存在两座桥梁跨越溪河支流;在K63+970处，XX高铁上跨本项目（高铁桥跨为40m+64m+40m）。双石互通共设桥梁17座，共计4次跨越XX高速、5次跨越XX公路;双石互通以主线3号桥为例，编制安全专项施工方案，互通区其余跨线桥梁的安全方案均参照本方案执行。

双石互通主线3号桥起点桩号为K63+524.726，终点桩号为K63+686.766，全桥长162.04m，本桥上跨XX高速、XX公路和E匝道，桥梁下部结构采用钻孔桩、柱式墩，桥台采用U型台;其中1号墩位于E匝道（EK0+366.715处）右侧边坡上，2号墩位于XX高速的中央分隔带内（K69+000）：3号墩位于XX高速和XX公路之间，4号墩位于XX公路左侧，上部结构采用20+（27+32+27）+2×20m现浇预应力砼箱梁，桥梁分左右两幅，左幅桥宽11.75m，右幅桥宽16.25m。

本次重点分析对XX高速公路阶段的通信系统接入网的责任改造所有路段均要组建监控收费办公三个网络，要求经过组建与改造后，三个系统能够独立运行且互不干扰，仅在监控中心进行必要的业务交汇，要求保证数据的可靠性和安全性以及业务传输的稳定性，在通信系统组建与改造过程中。通过综合对比各种承载网络技术的优势与缺点，最终确定采用IPRAN技术作为监控设备网络的传输机制，其中采用10GE等级收费，IP网络层也采用基GE等级[5]。

整个网络架构第一核心层用于连接业务系统，在监控中心中设置一套设备，构成异地备份汇聚层和接入监控中心，接入层由路段各站点组成自愈网环，接至汇聚层设备与汇聚层环网构成相切环，在各处IP设备上通过虚拟局域网划分技术，将不同应用分为多个相互间隔的子网，确保每一个分系统数据的安全。

考虑到IP RAN核心设备单机交换能力要求从数百G到数十T，单槽位支持100GE/200GE/400G吞吐能力，随着芯片技术发展以及未来5G需求，单槽T级别的吞吐能力需求也逐步迫近，支持10GE、40GE、100GE端口，随着超100G技术研究，未来可以支持更高密度端口。扁平化组网要求核心路由器设备支持高密度10GE/40G/100GE单板，单机支持槽位数要求比较多[6]。

IP RAN主要承载无线业务、政企网业务，50ms级电信级可靠性成为业界基本要求[7]。IP RAN的高可靠性要求有：故障快速感知、转发面的快速切换、路由层面的快速恢复，以及转发架构实现下一跳分离BGP-PIC（BGP Prefix Independent Convergence）等技术。IP RAN故障检测技术依靠的是BFD（Bidirectional Forwarding Detection）检测，包含PW-BFD、IGP-BFD、BGP-BFD、Peer-BFD、Static route BFD、VRRP-BFD、PIM-BFD、LSP-BFD、LINK-BFD等多种BFD检测技术，也支持CFM等检测技术。转发面通断性检测需要基于硬件检测，以满足毫秒级的故障切换要求[8]。对于光质量降质、链路裂化等，也能通过CRC、EHT-LM等技术进行检测，触发網络切换，支持通过BFD、PW oam-mapping等技术实现故障的映射[9]。

通过在这个做IP RAN设备上，虚拟局域网划分技术将不同应用分为多个相互间隔的滋味，三层功能主要基于IP的路由技术实现，提供给各个职位之间互相通信的能力，可通过访问控制对子网间的数据访问进行安全控制确保功能正常。

四、结语

IP RAN技术具备大带宽、高可靠、低时延、低成本、全业务特点，要求高精度时钟同步和图形化运维网管能力，是无线回传网的主流承载方案。IP RAN具有强大的方案演进能力，用于无线语音、移动宽带、政企业务承载，IP RAN逐步替换传统SDH/MSTP传输网络已经成为业界共识。固移融合承载成为IP RAN发展的新趋势，IP RAN向SDN、5G承载方向发展已经成为业界研究的热点。

参  考  文  献

[1]赵聪. 探析GPRS无线通信技术在高速公路机电系统中的应用[J]. 技术与市场，2020，27（09）：117-118.

[2]曲臻，王华. PTN技术在高速公路通信系统中的应用[J]. 黑龙江交通科技，2020，43（04）：197-198.

[3]张家鑫. 现代通信技术在高速公路机电系统中的应用[J]. 交通世界，2020，（07）：114-115.

[4]李智，马祥晖，郎晓礼. 无线射频通信技术在高速公路道路资产管理中的应用[J]. 中国交通信息化，2019，（02）：137-141.

[5]赵云达. PTN技术在高速公路通信系统中的应用研究[J]. 黑龙江交通科技，2018，41（11）：223-224.

[6]孟婧莹. PTN技术在高速公路通信系统中的应用研究[J]. 城市建设理论研究（电子版），2018，（28）：98.

[7]冯漪平. PON和PTN技术在高速公路通信网络中的运用探讨[J]. 智库时代，2018，（32）：263+265.

[8]张焕国. PON技术与PTN技术在高速公路通信网络中的应用[J]. 决策探索（中），2018，（03）：92-93.

[9]余福华. 浅谈无线通信技术在高速公路自动收费系统中的应用[J]. 技术与市场，2017，24（11）：149.