伴随IPv4地址资源枯竭和新应用新需求的不断涌现，如何打造精准定位、高效安全的智慧交通数据网络，成为交通基础设施数字化、智能化转型发展的重点。作为国家经济的重要支柱产业，智慧交通系统的快速发展对承载网络的接入和传输能力提出了新的要求。
- 海量终端接入：车联网、智能监控等技术要求网络能够支持大量终端设备的接入；
- 确定性延时承载：自动驾驶等业务需要网络提供低延时和确定性的服务；
- 硬隔离+高可靠：对于收费系统等关键业务，网络需要提供硬隔离和高可靠性保障；
- 大带宽传输：针对高清视频监控、大数据分析等业务需要网络具备大带宽传输能力。
2023年4月26日，八部委联合发布《关于推进IPv6技术演进和应用创新发展的实施意见》，强调基于IPv6海量地址资源和高质量网络传输等能力，研究推进智慧公路车路协同网络建设，为交通行业的网络技术发展指明了方向。
IPRAN技术核心优势
IPRAN作为推进IPv6规模化部署的关键技术，凭借其全方位的综合优势，成为构建智慧交通承载网的理想选择。具体而言，IPRAN技术具备以下几大核心优势：
- 业务隔离：IPRAN通过FlexE技术、网络切片技术以及IP+光技术，实现不同业务间从L0~L3层的物理隔离，确保关键业务的独立性和安全性；
- 安全可靠：IPRAN提供50ms级别的电信级保护倒换，确保业务的高可用性。此外，IPRAN支持多种故障检测和恢复机制，如BFD、LAG、ECMP/UCMP、TI-LFA等，以实现快速故障恢复；
- 超大带宽：IPRAN支持标准以太口速率，如10G、50G、100G等，并可通过FlexE捆绑技术和彩光技术实现单条光纤中的传输带宽大幅提升；
- 兼容开放：IPRAN支持异厂商组网，打破了传统网络的封闭性，提高了网络的兼容性和灵活性。IPRAN支持第三方网管和控制器，实现了网络设备的统一管理和控制；
- 智能运维：IPRAN支持基于APN6技术和智能运维技术，能够识别应用、应用对网络的需求，并按需将业务引入符合应用需求的隧道、切片中。IPRAN还可基于iFIT检测结果，及时对业务质量劣化事件进行干预；同时，可以利用AI大模型赋智网络，提供智能诊断、故障预测、数字孪生等能力；
- 高性价比：IPRAN产业开放，参与厂商众多，支持异厂商组网，新建和扩容的投资成本较其他技术低。同时，IPRAN方案技术开放性强，处于良性竞争态势，设备成本更具竞争力。
近年来，IPRAN 技术在交通承载网领域的应用范围持续扩大，落地多个成功案例，以武汉绕城高速通信网项目为例，作为国内首条采用IPRAN2.0技术方案组网的高速公路，通过IPRAN技术实现了路段业务的统一建设和管理，显著提升了网络的灵活性和扩展性。下文将对项目的具体技术方案和应用价值进行解析，以期为交通行业高速通信网升级改造提供有益参考。
随需而变，武汉绕城高速通信网IPRAN2.0技术方案
2023年5月，湖北省交通运输厅印发《湖北省“数字交通”三年行动方案（2023-2025年）》，将“推动智慧高速公路建设”作为主要任务之一，提出“推动高速公路感知网络与基础设施同步规划，有效提升人、车、路、云、边融合协同能力。在此背景下，湖北联合交通投资开发有限公司（以下简称“湖北联交投”）基于所辖路段，开始研究可以适应智慧业务特点的高速公路通信网建设方案，旨在强化网络通信保障能力，提升高速公路通信网络的稳定性、可靠性和灵活性。
其中武汉绕城高速公路作为武汉城市快速路网的组成部分，也是连接武汉市和周边城市的重要通道，而且绕城高速东北段的施岗通信分中心作为湖北省通信骨干传输网上的重要节点，承载多个分中心的业务上连互通需求，其通信网的传输质量影响着多个路段的业务转发，因此武汉绕城高速（东北段）通信网的转型升级意义更加凸显。
武汉绕城高速公路通信网具有接入业务类型多、覆盖范围广、安全和可靠性要求高、运维维护困难的特点，湖北联交投在进行高速公路通信网技术路线的比选时充分考虑了各方面因素，包括网络安全性、可靠性、灵活性、技术先进性、经济性、开放兼容性等多个方面。最终，湖北联交投选择与多年深耕智慧交通领域的紫光股份旗下新华三集团合作，引入IPRAN2.0+SDN的创新技术和解决方案，构建新一代高速公路通信网。
武汉绕城高速通信网IPRAN2.0+SDN整体架构
这种以软件定义网络为核心的网络技术，以全新的网络架构设计理念，解决用户核心诉求的同时，使网络能够主动适应用户业务和流量变化，实现业务和底层网络解耦，满足高速公路普遍而广泛的网络接入需求。
超大带宽网络切片，实现业务安全隔离
改造前，武汉绕城高速SDH通信网带宽仅为622M，已无法有效承载视频监控的业务流量。通过采用新华三H3C RA5300设备，湖北联交投将收费站到分中心间的通信网传输带宽升级为双环50GE互联；同时，为保障业务之间的安全隔离，分别为收费系统、监控系统划分FlexE切片，在预留足够带宽资源的情况下，实现收费和监控系统之间的严格物理隔离，物理接口剩余带宽可为既有业务切片扩容，也可为未来新业务接入提供带宽资源。
全场景高可靠性，保障业务连续性
IPRAN2.0技术方案在设计时充分考虑了各种故障场景下的影响及业务恢复方案，并在项目中通过多重保护机制来实现整个承载网的可靠性，具备包括：
- 1)设备层面：硬件设备所有组件都支持冗余备份；
- 2)设备协议层面：两台设备可以组成双机备份模式，对二、三层接入业务进行链路和节点保护；
- 3)链路层面：在网络设计时链路通过部署双链路环网，保证链路无单点故障，支持链路质量检测，链路质量劣化时触发倒换收敛；
- 4)协议层面：支持BFD协议做点到点、端到端的快速故障监测，支持BFD与多种协议联动，使得感知到故障后可以立刻通知其他协议快速收敛；
- 5)业务层面：通过BFD协议对链路、协议、隧道等进行故障监测，通过FRR、TI-FLA、SRv6 Policy Hot-Standby、主备PW等可靠性算法、业务保护机制。
正常情况下，业务数据流会在环网上的两条50G链路上负载分担转发，当其中一条链路故障时，业务会收敛到同一根链路上进行转发；当两条链路或链路上某个节点设备故障时，业务会切换至环网的另一个方向转发。
SRv6 VPN灵活承载，业务路径动态调优
传统SDH设备的特性决定了整套系统作为透明传输管道，仅可为业务建立静态连接，无法实现业务灵活调度的能力。通过实施IPRAN2.0技术方案，武汉绕城高速实现了各类业务的统一承载，基于SRv6 L2/L3 VPN不仅平滑接入现有业务，还可灵活改变业务原有流量模型，再结合iFIT随流检测技术实现通信网实时、全方位的网络运行状态监控，获取业务流量的实时SLA性能指标，再根据业务（或应用）的网络质量需求信息进行路径计算，为数据流提供了灵活的转发路径选择方法，让高速公路通信网具备业务路径动态调度能力的同时，对接入侧现有设备的功能和性能不产生任何约束性要求。
构建网络控制中枢，实现“管、控、析”三维一体
在施岗分中心部署的SD-WAN控制器融合了网络管理、自动化控制、智能分析等组件，实现武汉绕城高速通信网端到端的网络和业务自动化、可视化、精细化管理。在首页界面可基于全局视角，通过统一整合全网资源、多维观测网络状态、智能分析运行数据，为运维管理部门提供深度网络可视、智能运维、故障预测，简化了网络运维工作。在业务侧，随着越来越多的智慧类需求从云中心延伸到路侧边缘，SD-WAN控制器提供了自动下发VPN业务、应用策略、QoS业务等，用户仅需在控制组件上指定业务部署逻辑，即可由控制组件实现业务到网元设备的配置下发，大大缩短了业务开通周期。
武汉绕城高速通信网实时状态监测分析
无论从底层设备还是到上层业务体验，IPRAN2.0技术方案赋能武汉绕城高速公路通信网业务统一融合承载、基础架构灵活演进、业务保障安全可靠、投资高性价比，带来巨大的应用价值。
总结
当前，智慧高速的建设内容大多关注 “建、管、养、运、服”等场景的上层应用平台，而忽略了底层网络基础设施的支撑，通过落地IPRAN2.0技术解决方案，武汉绕城高速构建了一张面向未来的感知应用、灵活连接的通信网，为智慧高速各类上层应用提供了高质量的网络通信基础。
时至今日，中国无数条高速公路正像武汉绕城高速公路一样，在数字化创新的加持下向着更高阶段的智能化加速演变。基于武汉绕城高速IPRAN项目的成功实践，湖北黄鄂高速和汉洪高速也将升级为IPRAN网络，并接入到武汉绕城高速IPRAN网络中。这一举措不仅提升了各高速公路的网络性能，还实现了网络资源的整合和优化，为区域内的交通管理提供了更加高效、可靠的网络支持。
随着技术的不断成熟和应用的深入，IPRAN技术将在交通行业的数字化转型中扮演越来越重要的角色，它不仅满足了当前的业务需求，还为未来的发展提供了强大的技术支持，为构建更加智能、高效、安全的交通网络提供坚实的基础。
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