第6講交通信息傳輸網(wǎng)絡(luò)(交通信息技術(shù))

第五章交通訊息傳輸網(wǎng)絡(luò)5.1傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信息交換技術(shù)5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)5.3光數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)5.4無線挪動(dòng)數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)第五章交通訊息傳輸網(wǎng)絡(luò)從業(yè)務(wù)角度劃分，通訊網(wǎng)可分為三大類：1〕電信網(wǎng)：公眾網(wǎng)、公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。2〕計(jì)算機(jī)網(wǎng)：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、因特網(wǎng)。3〕有線電視網(wǎng)，較少用于交通訊息傳輸。5.1傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類：電路交換、分組交換、ATM交換1〕電路交換經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條公用的通訊線路。電路交換網(wǎng)的通訊分三個(gè)階段：〔1〕電路建立〔2〕信息傳輸〔3〕電路撤除電路交換網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕信息傳輸時(shí)延?。弧?〕信號(hào)在銜接通路中透明傳輸，傳輸效率高。電路交換網(wǎng)的缺陷：〔1〕利用率低〔2〕通訊雙方必需相互兼容〔3〕有呼損5.1傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類：電路交換、分組交換、ATM交換2〕分組交換它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長(zhǎng)度，每個(gè)部分叫做一個(gè)分組。在每個(gè)分組的前面加上一個(gè)分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機(jī)根據(jù)每個(gè)分組的地址標(biāo)志，將他們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，這一過程稱為分組交換。具有幾個(gè)特點(diǎn)：〔1〕線路利用率高〔2〕不同種類的終端可以相互通訊〔3〕信息傳輸可靠性高〔4〕分組多路通訊〔5〕計(jì)費(fèi)與傳輸間隔無關(guān)

5.1傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類：電路交換、分組交換、ATM交換3〕分組交換分組到達(dá)目的終端的兩種方式：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路〔1〕數(shù)據(jù)報(bào)將每一分組當(dāng)作報(bào)文對(duì)待，每個(gè)數(shù)據(jù)分組中有目的地址信息，節(jié)點(diǎn)分組交換機(jī)分別為每個(gè)分組尋覓路進(jìn)，進(jìn)展傳輸，最后在終端內(nèi)進(jìn)展重新排序和裝配?！?〕虛電路在通訊前，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)建立邏輯上的銜接，每個(gè)分組必需攜帶一個(gè)邏輯信道號(hào)。當(dāng)分組到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)根據(jù)其攜帶的邏輯信道號(hào)查找虛電路表，以確定該分組應(yīng)發(fā)往的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)及其下一段信道上所占用的邏輯信道號(hào)，再將該分組發(fā)往下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。5.1傳輸網(wǎng)絡(luò)中的信息交換技術(shù)信息交換技術(shù)分類：電路交換、分組交換、ATM交換3〕ATM交換ATM是一種面向銜接的技術(shù)，是一種為支持寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)而專門開發(fā)的新技術(shù)。ATM技術(shù)的主要特點(diǎn)是：

〔1〕信息均采用信元為單位進(jìn)展傳送，ATM可以支持多媒體通訊。

〔2〕ATM以統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用方式動(dòng)態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小，順應(yīng)實(shí)時(shí)通訊的要求。

〔3〕

ATM沒有鏈路對(duì)鏈路的糾錯(cuò)與流量控制,協(xié)議簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)交換率高。

〔4〕ATM的數(shù)據(jù)傳輸率在155Mbps-2.4Gbps。

5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵：信息傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議。1〕OIS參考模型包括7個(gè)層次：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層、運(yùn)用層。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)1〕OIS參考模型〔1〕物理層〔Physicallayer〕最低層、網(wǎng)絡(luò)通訊的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，由銜接不同結(jié)點(diǎn)的電纜與設(shè)備共同構(gòu)成。主要功能：提供物理銜接、處置數(shù)據(jù)傳輸并監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)出錯(cuò)率、實(shí)現(xiàn)透明傳輸?！?〕數(shù)據(jù)鏈路層〔Datalinklayer〕主要功能：在通訊的實(shí)體間建立數(shù)據(jù)鏈路銜接，傳輸以“幀〞為單位的數(shù)據(jù)包，并采用過失控制與流量控制方法，使有過失的物理線路變成無過失的數(shù)據(jù)鏈路。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)1〕OIS參考模型〔3〕網(wǎng)絡(luò)層(Networklayer)主要功能是：為數(shù)據(jù)在結(jié)點(diǎn)之間傳輸創(chuàng)建邏輯鏈路，經(jīng)過路由選擇算法為分組經(jīng)過通訊子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)耐緩?，以及?shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等功能?！?〕傳輸層(Transportlayer)主要功能是向用戶提供可靠的端到端(End-to-End)效力，處置數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤、數(shù)據(jù)包次序，以及其他一些關(guān)鍵傳輸問題。傳輸層向高層屏蔽了下層數(shù)據(jù)通訊的細(xì)節(jié)，因此，它是計(jì)算機(jī)通訊體系構(gòu)造中關(guān)鍵的一層。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)1〕OIS參考模型〔5〕會(huì)話層(Sessionlayer)

主要功能是：擔(dān)任維擴(kuò)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的傳輸鏈接，以便確保點(diǎn)到點(diǎn)傳輸不中斷，以及管理數(shù)據(jù)交換等功能?！?〕表示層(Presentationlayer)主要功能是：用于處置在兩個(gè)通訊系統(tǒng)中交換信息的表示方式，主要包括數(shù)據(jù)格式變換、數(shù)據(jù)加密與解密、數(shù)據(jù)緊縮與恢復(fù)等功能?！?〕運(yùn)用層(Applicationlayer)參考模型的最高層。主要功能是：為運(yùn)用軟件提供了很多效力，例如文件效力器、數(shù)據(jù)庫效力、電子郵件與其他網(wǎng)絡(luò)軟件效力。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)2〕TCP/IP協(xié)議由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的。4個(gè)層次：〔1〕運(yùn)用層〔2〕傳輸層〔3〕互連網(wǎng)絡(luò)層〔4〕網(wǎng)絡(luò)接口層5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)2〕TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議特點(diǎn)：〔1〕開放的協(xié)議規(guī)范，可以免費(fèi)運(yùn)用，并且獨(dú)立于特定的計(jì)算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)；〔2〕獨(dú)立于特定的網(wǎng)絡(luò)硬件，可以運(yùn)轉(zhuǎn)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，更適用于互聯(lián)網(wǎng)中；〔3〕一致的網(wǎng)絡(luò)地址分配方案，使得整個(gè)TCP/IP設(shè)備在網(wǎng)中都具有獨(dú)一的地址；〔4〕規(guī)范化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶效力。

5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)3〕網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)將運(yùn)用不同鏈路層協(xié)議的單個(gè)網(wǎng)絡(luò)連結(jié),成一個(gè)整體,使之可以相互通訊的一種技術(shù)和方法。

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備〔1〕中繼器最簡(jiǎn)單設(shè)備，任務(wù)在物理層，適用于完全一樣的兩類網(wǎng)絡(luò)的互連。主要功能是經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的重新發(fā)送或者轉(zhuǎn)發(fā)，來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拈g隔。主要優(yōu)點(diǎn)是：安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)用方便，價(jià)錢廉價(jià)。

5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)3〕網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備〔2〕網(wǎng)橋網(wǎng)橋任務(wù)在數(shù)據(jù)鏈路層，將兩個(gè)局域網(wǎng)連起來。網(wǎng)橋的優(yōu)點(diǎn)：A〕運(yùn)用網(wǎng)橋進(jìn)展互連抑制了物理限制，B〕網(wǎng)橋納入存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)功能可使其順應(yīng)于銜接運(yùn)用不同MAC協(xié)議的兩個(gè)LAN。

C〕網(wǎng)橋的中繼功能僅僅依賴于MAC幀的地址，因此對(duì)高層協(xié)議完全透明。

D〕網(wǎng)橋?qū)⒁粋€(gè)較大的LAN分成段，有利于改善可靠性、可用性和平安性。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)3〕網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備〔3〕路由器路由器：銜接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備。任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)層。其任務(wù)原理：其作用：一、連通不同的網(wǎng)絡(luò)，二、選擇信息傳送的線路。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)3〕網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備〔3〕網(wǎng)關(guān)亦稱協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它在傳輸層上以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，僅用于兩個(gè)高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)4〕數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)在交通系統(tǒng)中的運(yùn)用〔1〕交通控制中心內(nèi)部局域網(wǎng)5.2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)4〕數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)在交通系統(tǒng)中的運(yùn)用〔2〕網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中的運(yùn)用5.3光數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)光傳輸網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式：1〕準(zhǔn)同步數(shù)字體系〔PDH〕2〕同步數(shù)字體系〔SDH〕3〕異步轉(zhuǎn)移方式〔ATM〕5.4無線挪動(dòng)數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)1〕挪動(dòng)數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)三大部分組成：交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)〔NSS〕、無線基站子系統(tǒng)〔BSS〕、挪動(dòng)臺(tái)〔MS〕。〔1〕交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)〔NSS〕完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與挪動(dòng)性管理、平安性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。NSS系統(tǒng)包括挪動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心〔MSC〕、來訪位置存放器〔VLR〕、歸屬位置存放器〔HLR〕、鑒權(quán)中心〔ATU〕、挪動(dòng)設(shè)備識(shí)別存放器〔EIR〕。〔2〕無線基站子系統(tǒng)〔BSS〕完成無線發(fā)送和接納、無線資源管理。經(jīng)過基站控制器BSC與MSC銜接。5.4無線挪動(dòng)數(shù)字通訊網(wǎng)絡(luò)2〕挪動(dòng)數(shù)字集群通訊在鐵路上的運(yùn)用GSM-R〔GSMforRailways〕系統(tǒng)是專門為鐵路通訊設(shè)計(jì)的綜合公用數(shù)字挪動(dòng)通訊系統(tǒng)。GSM-R通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了如下功能：

〔1〕

調(diào)度通訊功能

〔2〕車次號(hào)傳輸與列車停穩(wěn)信息的傳送功能

〔3〕

調(diào)度命令傳送功能

〔4〕

列車尾部安裝信息傳送功能

〔5〕

調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控信息系統(tǒng)傳輸功能

〔6〕

列車控制數(shù)據(jù)傳輸功能

〔7〕

區(qū)間挪動(dòng)公務(wù)通訊

〔8〕應(yīng)急指揮通訊話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，經(jīng)過無線通訊方式構(gòu)成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)：〔1〕無線傳感器構(gòu)造簡(jiǎn)單、本錢低廉?！?〕無線傳感器采用無線電波傳送信息，不受時(shí)間和天氣影響。〔3〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)，因此可以利用它來構(gòu)建一個(gè)自組織的、開放的系統(tǒng)。5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成〔1〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成〔2〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)1、硬件資源有限2、電源容量有限3、無中心4、自組織5、多跳路由6、動(dòng)態(tài)拓?fù)?、節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，分布密集。5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)1〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成〔3〕無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層。〔4〕節(jié)點(diǎn)定位問題位置信息是傳感器節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)中不可短少的部分，沒有位置信息的檢測(cè)音訊通常毫無意義。確定事件發(fā)生的位置或采集數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)位置是傳感器網(wǎng)絡(luò)最根本的功能之一。目前主要的定位方法是利用少量知位置節(jié)點(diǎn)，來獲取其他節(jié)點(diǎn)的位置信息。5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)2〕用于ITS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)3〕采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展交通訊息采集5.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)4〕無線傳