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，随着我国高速公路运营里程的不断延伸，高速公路的发展重心已逐步从建设向治理转移，而高速公路的信息化则是实现高速公路现代化治理最重要的基础支撑。
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。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。
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。本次山西高速公路联网收费工程中又全面采用了华为3Com公司系列网络产品进行构建。
二、 需求分析
联网收费由于涉及到各路公司等的经营收支，必须正确、安全、可靠；而在同一套网络平台之上运行的监控系统则关系到高速公路的行车安全和及时输导交通的能力。两大系统的实施都对网络平台提出了很高要求：
首先要求高速公路网络有高可靠性。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新增业务的扩展需求。
第五，网络方案应易于日常维护与治理。
三、 组网方案
整个山西省高速公路收费、监控信息系统网络分成两个部分：全省的广域网络系统和省收费监控中心的局域网络系统。
山西省高速公路收费监控系统组网拓朴如下图所示：
图1 山西高速公路收费、监控信息系统总体拓朴图
山西省高速公路收费、监控信息系统广域网由三层组成：第一层（核心层）是省收费监控中心，第二层（汇聚层）是收费监控片区中心，第三层（接入层）是收费站。
在系统的每一层都放置一台（省中心放置两台）路由器，通过传输系统提供的SDH线路实现每层之间的数据连接，并通过传输线路的迂回和备份来保证网络连接的可靠性。
省收费、监控中心是整个网络的数据转发访问中心（核心层），其网络地位要求所有设备及配置需要进行高可靠性设计，采用2台华为3Com公司的第五代路由器设备Quidway NetEngine80（简称NE80）、2台核心多层路由交换机 Quidway S8016进行构架（简称S8016），S8016路由交换机通过双GE链路与核心路由器NE80互连，充分保证核心网络的可靠性。省中心视频局域网交换机采用Quidway S6506路由交换机，监控业务局域网交换机、收费治理局域网交换机、IC卡治理、票据治理局域网采用Quidway S3526E系列交换机。
各收费监控片区中心处于网络的第二层（汇聚层），负责将各收费站点的收费监控数据进行汇聚和转发，是数据的中转承载站。部分采用华为3Com公司的Quidway NE05或Quidway R3680E路由器，各片区中心汇聚路由器向上通过100M接口分别与省中心两台路由器连接，向下通过E1接口与收费站路由器的相连。
每个收费站的路由器处于网络的第三层（接入层），部分采用华为3Com公司的Quidway R1760路由器，通过E1线路与该收费站所属的片区中心路由器相连。
所有网络连接中的华为3Com公司的网络设备都统一通过iManager Quidview（简称Quidview）网管系统对全网设备进行统一治理。
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NE80、S8016、S6506等，NE80、S8016、S6506可保证7×24×365的可用性，其中NE80、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。
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NE80、S8016为256G背板带宽，96Mpps全线速转发； S6506包转发能力为48Mpps，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NE80、S8016、S6506等设备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NE80、S8016、S6506等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NE80、S8016具有16个业务槽位，S6506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NE80、S8016和S6506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
山西省高速公路收费信息系统需要进行数据、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NE80、S8016、S6506等均具有完善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。
五、 运行效果：
山西省高速公路收费、监控信息系统开通后，在全省视频系统开通了组播业务，跨上百台设备，运行稳定且效果良好，得到用户的肯定。
