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對于網(wǎng)技術(shù)在高速公路機電系統的應用前景論文
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(fā)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(yíng)，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(cháng)期研究討論的一個(gè)課題。近些年來(lái)，隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，萬(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)得到了較快的進(jìn)步和發(fā)展，其在不遠的將來(lái)勢必會(huì )成為網(wǎng)絡(luò )應用的主流，綜合來(lái)看，推動(dòng)萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)在高速公路機電系統的應用極為重要，以下，筆者簡(jiǎn)要就萬(wàn)兆網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)要點(diǎn)、高速公路機電系統的管理現狀等方面對萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)在高速公路機電系統的應用前景進(jìn)行分析和探究。
1 萬(wàn)兆以太網(wǎng)( 10GE) 標準技術(shù)要點(diǎn)分析
1. 1 “全雙工”的工作模式
萬(wàn)兆以太網(wǎng)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(shuō)，萬(wàn)兆以太網(wǎng)不需要使用沖突探測協(xié)議，因此，可以說(shuō)其具有較為靈活的使用條件，本身沒(méi)有距離限制。萬(wàn)兆以太網(wǎng)極大的降低了網(wǎng)絡(luò )的復雜性，可以拓展和兼容局域網(wǎng)，實(shí)現廣域網(wǎng)，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(yè)務(wù)。高速公路機電系統的有效運行需要較為龐大的數據業(yè)務(wù)支持，因此，可以說(shuō)萬(wàn)兆以太網(wǎng)在高速公路機電系統領(lǐng)域中的應用潛力較大。
1. 2 物理層特點(diǎn)
萬(wàn)兆以太網(wǎng)( 10GE) 局域以太網(wǎng)物理層的特點(diǎn)是，支持802. 3MAC 全雙工工作方式，允許以太網(wǎng)復用設備同時(shí)攜帶10 路1G 信號，幀格式與以太網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)，而且可以實(shí)現與10 /100 /1 000 Mbps 的兼容，進(jìn)而有效保證局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )范圍可以在40 km 范圍之內。萬(wàn)兆以太網(wǎng)廣域網(wǎng)物理層的顯著(zhù)特點(diǎn)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(wàn)兆以太網(wǎng)的廣域以太網(wǎng)MAC 需要相一致的傳輸速率。當物理介質(zhì)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(wàn)兆以太網(wǎng)廣域網(wǎng)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(wǎng)的低升級費用，使其優(yōu)越性更為顯著(zhù)，可以說(shuō)，萬(wàn)兆以太網(wǎng)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(wàn)兆以太網(wǎng)作為最新一代的寬帶技術(shù)，其在接口類(lèi)型的選擇上多種多樣。對于不同的網(wǎng)絡(luò )接口，諸如局域網(wǎng)的接口、城域網(wǎng)的接口以及廣域網(wǎng)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(wàn)兆以太網(wǎng)針對不同的網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型( 局域網(wǎng)、城域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)等) ，可以提供不同的網(wǎng)絡(luò )接口。對于局域網(wǎng)，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(wǎng)，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(wǎng)而言，其可以提供OC -192C 的廣域網(wǎng)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(wàn)兆以太網(wǎng)完全適用于高速公路機電系統。
2 萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)在高速公路機電系統的應用前景
萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)在高速公路機電系統中的應用，不但可以實(shí)現對交通運行的實(shí)際情況的有效反饋和傳輸，而且還可以便于相關(guān)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(fā)現交通事故，掌握高速公路的整個(gè)路況。因此，可以說(shuō)萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)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(fā)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(wù)器群組網(wǎng)絡(luò )中作為寬帶匯聚
目前的文件和數據服務(wù)器所需要的數據帶寬的發(fā)展空間是十分廣闊的，一個(gè)高性能的文件管理其可以管理多個(gè)千兆位的以太網(wǎng)網(wǎng)卡，而且由于其采用了優(yōu)化的系統軟件和加速的網(wǎng)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(wǎng)絡(luò )容量達到極限。萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應用，可以滿(mǎn)足高級應用對于原始帶寬的不斷增長(cháng)的需求，提高對于復雜數據的處理能力。因此，將當前的網(wǎng)絡(luò )系統升級到萬(wàn)兆以太網(wǎng)在服務(wù)質(zhì)量以及提高高速公路機電系統的管理效率上都有著(zhù)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(jìn)行有效整合和收集，并對所收集到的數據進(jìn)行先關(guān)的處理和顯示，對外場(chǎng)設備進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而提高路網(wǎng)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(jìn)行有效的管理，并完成車(chē)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(guān)的傳輸通道，此外，還可以提供相關(guān)的業(yè)務(wù)電話(huà)和電話(huà)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(guò)光纜傳輸至就近收費站，然后通過(guò)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(shí)時(shí)顯示時(shí)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(shí)，易出現帶寬不足導致圖像顯示延時(shí)或停滯的現象。而萬(wàn)兆網(wǎng)的帶寬容量是其四倍，采用萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)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(guò)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(lái)越多，部分省份已實(shí)施防逃費功能，使用高清卡口還原車(chē)輛行駛路徑，并在車(chē)輛繳費時(shí)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(mǎn)足需求。而通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸收費數據則完全不會(huì )出現帶寬不足的問(wèn)題，可以支撐收費軟件實(shí)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(shí)現通話(huà)功能，但這些功能萬(wàn)兆以太網(wǎng)也完全可以實(shí)現。上述已經(jīng)說(shuō)明了監控圖像和收費數據可以通過(guò)萬(wàn)兆以太網(wǎng)傳輸，且能提供更為優(yōu)越的功能，而利用IP 電話(huà)或語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)技術(shù)也可替代程控交換機實(shí)現通話(huà)功能。綜上所述，萬(wàn)兆以太網(wǎng)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(wàn)兆以太網(wǎng)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(wàn)兆以太網(wǎng)技術(shù)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(wù)水平和投資回收效率的一個(gè)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(jìn)一步深入發(fā)展和自我完善。綜合來(lái)看，高速公路機電系統需要較為強大的數據處理能力，萬(wàn)兆以太網(wǎng)在公路機電系統中的應用，無(wú)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(shí)節約建設成本。萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)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(jìn)一步發(fā)展的需要，適應該系統的復雜性特點(diǎn)和高速公路系統路網(wǎng)的增加和聯(lián)網(wǎng)費用的提高等，因此，管理者必須致力于推動(dòng)萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)在高速公路機電系統的應用。3 結語(yǔ)萬(wàn)兆網(wǎng)技術(shù)的顯著(zhù)優(yōu)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(dòng)高速公路機電系統的進(jìn)一步發(fā)展和完善。
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