一、 建设背景
高速公路是一个国家现代化水平的重要标志之一，而高速公路的信息化建设则是实现高速公路现代化治理最重要的基础支撑。高速公路运营里程的不断延伸，促使高速公路的发展重心逐步从建设向治理转移。信息技术的进步和互联网技术的发展，加速了高速公路的信息化进程，为高速公路发挥高速效益提供了动力。
高速公路交通机电工程在规划中属于基础建设投资的一部分。收费系统、监控系统和通信系统为高速公路交通机电工程的三大系统。
收费系统
目前高速公路信息化建设的程度不一。目前约有30%的高速公路是人工收费，其余基本上实现了半自动收费；部分高速公路建立了监控中心和通信中心。
随着区域内高速公路网络的形成，联网“一卡通”收费正成为当前收费系统建设与改造的热点。总的来说，收费系统是高速公路机电工程中效益发挥最大、最为成熟的系统。
监控系统
高速公路监控系统由信息采集子系统、信息处理子系统、信息发布子系统和信息传输子系统组成，主要用于收费过程中的监控监测，防止收费中的作弊现象，也有一部分具有处理紧急事故和气象监控的功能。
通信系统
通信系统是高速公路信息化建设的传输载体。高速公路通信系统的传输媒介经历了从电缆到光缆的发展过程，目前主干均采用了光纤通信。通信系统的传输方式也经过了两个阶段。首先是基于PDH的异步传输方式，这在高速公路通信设施建设初期曾得到广泛应用。近年来，随着SDH传输技术的成熟，在高速公路通信传输领域逐步得到了应用。SDH通信系统采用同步传输方式，其接口为155兆，既能兼容PDH传输方式，又可与公共电信网直接连通，具有更大的扩展性和兼容性。
作为成功推出高速公路、交通厅政务网、运输治理网在内一系列交通行业信息化网络解决方案的华为3Com公司，已参与了内蒙、黑龙江、广东等省交通厅网络的建设以及浙江、山西、山东、云南、贵州等地高速公路网络信息化的建设。本次北京高速公路联网收费工程中的五环、六环又全面采用了华为3Com公司系列网络产品进行构建。
二、 需求分析
计算机系统是本市高速公路联网收费系统的实现平台，也是收费、监控数据以及各种监视图像的传输平台，因此对收费计算机系统的网络建设有很高的要求。通行费的结算涉及到各路公司等的经营收支，必须正确、安全、可靠；监控数据涉及到行车的安全和交通流的通行能力，各种监视图像则是对全市高速公路收费系统、监控系统正常运行的重要保证手段。因此对收费计算机网络构成提出以下要求：
首先要求信息治理总中心网络有高可靠性。从网络拓扑设计与设备选型上保证7×24的可用性。
其次要有极高的性能，网络构成要保证收费、监控等重要业务的高可用性和实时性，不会发生端到端的瓶颈。
第三要有高安全性，尤其是对收费业务和监控指令等的安全性必须有严格的高安全性保障。
第四要有良好的扩展性。网络的构成不但能满足近期收费、监控业务的需要，并且能适应高速公路增加需要的扩展以及本市信息治理总中心办公自动化等业务的扩展。
第五，网络方案应易于日常维护与治理。
三、 组网方案
整个高速公路信息系统网络构成广域网，是一个实时应用网络。整个网络分为骨干层、汇聚层、接入层三个层次构建。信息治理总中心的核心三层交换机为整个高速公路信息系统网络平台的骨干层，各路中心三层以太网交换机为汇聚层；各收费所、收费车道的接入交换机构成接入层。
信息治理中心的4台S8016通过1000M互连形成全冗余网络核心，向下通过双1000M光纤分别与各路收费中心的三层交换机S6506R互连，从而形成一个不完全网状的网络拓扑结构。
由这种不完全网状的网络拓扑结构提供路由冗余以及设备冗余，从而提供了一个高可靠性和高可用性的网络平台。
该工程覆盖了北京市白鹿、方庄、狼垡、杜家坎、八达岭、崔各庄、机场路天竺、六环宋庄中心、六环闫村中心、六环小汤山中心、京开西红门中心以及京哈白庙中心，采用华为3Com全系列以太网交换机产品组网并采用华为3Com Quidview网管系统进行全网网络设备的统一治理。
四、 解决方案特点：
1、运营级高可靠性
选用华为3Com高端、运营级可靠性的网络设备Quidway S8016、S6506R，Quidway S8016、S6506R可保证7×24×365的可用性，其中S8016采用分布式路由转发处理引擎，不存在单点故障，各要害部件包括交换网络、路由处理系统、以及电源系统等所有要害部件均采用冗余热备份设计，所有单板可实现在线热插拔，并采用无源背板，支持真正热插拔、热备份，不需重新启动，不影响业务进行，真正做到业务的零中断！同时提供MPLS的快速重路由(FastReroute)功能，来满足骨干网络运营级的高可靠性的要求。S6506R为双主控设计，电源、风扇等要害部件冗余，所有单板可实现在线热插拔，满足网络对高可靠性要求。
2、高性能设计
我们知道收费数据可以忍受一定的延迟，但监控数据中的动态视频数据则不答应丝毫的延迟，较少的丢包就会引起较为严重的马赛克现象，造成画面很不清楚，因此在网络构建初期，在投资答应的情况下，尽可能选择高性能、高性价比的网络设备，以免引起短期内网络扩容改造的麻烦。华为3Com公司的Quidway S8016为256G背板带宽，128G吞吐容量，64G端口容量，96Mpps全线速转发；Quidway S6506R包转发能力为48Mpps，交换能力64Gbps，背板容量120Gbps，均真正做到了每个端口的全线速转发，保障网络设备不会成为业务处理和转发的瓶颈，使整个网络具备较高的性能。
3、高安全性设计
华为3Com公司的Quidway S8016支持5K条ACL；S8016、S6506R均对重要的路由协议（OSPF、IS-IS、Rip、BGP等）提供多种验证方法（明文验证、md5、HMAC-MD5）；根据用户级别设置配置权限；保证对用户的精确认证；以上安全措施对收费业务和监控指令等的安全性有严格的高安全性保障。
4、良好的扩展性
网络的建设要充分考虑到3-5年内网络规模的增长和网络业务的增长，以免引起短期内网络扩容改造的麻烦。华为3Com公司S8016、S6506R核心网络产品均基于插槽式设计、模块化结构，可灵活扩展，其中S8016具有16个业务槽位，S6506R具有6个业务槽位，均具备强大的业务处理能力和丰富的业务支持和可扩展能力，基于S8016和S6506R构成的网络不但能满足近期收费、监控等业务的需要，并且能适应高速公路未来3年内由于网络的扩展和业务的扩展而带来的对网络设备的需求。
5、强大的QOS保障
本市高速公路计算机网络上需要进行数据、视频的传输，数据、视频均实时上传，传输优先级上要保证视频业务优先，以保证视频业务的良好服务质量，华为3Com公司S8016、S6506R具有完善QOS功能，具有强大的流分类功能，支持简单流分类（基于DSCP）和复杂流分类（基于五元组及VLAN、源MAC地址、物理接口等14项属性），基于流分类实现Diffserv、CAR、流量监管，流量整形等功能，针对带宽、时延和抖动保证提供不同的调度机制；支持基于流分类的策略路由，使网络成为一个良好同时承载数据、视频业务的综合网络。
6、简便的维护治理
网络要易于日常维护与治理。采用华为3Com低成本、组件化、功能强大、图形化界面的网络治理系统Quidview。Quidview支持安全的SNMP v3；支持高效的HGMP（华为集群治理协议）；提供中英文配置操作界面、图形化配置、治理工具支持；支支持RMON、Web等，大大减轻维护人员的工作量，提高网络治理维护效率。
