基于5G的VPDN技术在高速公路备份链路中的应用

陈亮

【摘 要】在现代化交通运输行业发展不断加快的背景下，国内高速公路备份链路当中，基于5G的VPDN技术作用逐渐突显。本文首先简单概述了基于5G的VPDN技术；随后，分析了基于5G的VPDN技术备份链路的设计方案；最后，在总结前文的基础上，重点研究了基于5G的VPDN技术，在高速公路备份链路当中的应用措施。

【关键词】5G；VPDN技术；高速公路；备份链路

中图分类号： U491；TN929.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）15-0004-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.002

Application of VPDN technology based on 5G in backup link of Expressway

CHEN Liang

（Taiyuan branch of shanxi communications holding group co.，LTD.，Taiyuan Shanxi 030000，China）

【Abstract】in the context of the rapid development of the modern transportation industry， the role of VPDN technology based on 5G is gradually highlighted in the backup links of domestic expressways. This paper first briefly outlines the VPDN technology based on 5G； then， it analyzes the design scheme of VPDN backup link based on 5G； finally， on the basis of summarizing the previous text， it focuses on the application of VPDN technology based on 5G in the backup link of the expressway.

【Key words】5G； VPDN technology； Freeway； Backup link

0 引言

随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，社会各界对于我国高速公路备份链路，特别是新型基于5G的VPDN技术应用等方面，越来越关注。国内大部分地区的高速公路所在区域地势较为复杂，高速公路收费专网若出现问题，会对故障排查工作造成严重影响。因此，如何在现代化信息技术发展的背景下，合理应用基于5G的VPDN技术，优化高速公路备份链路，成为了相关领域工作人员的工作重点之一。

1 基于5G的VPDN技术概述

基于5G的VPDN技术当中，即包含了5G技术，也涉及到了VPDN技术，通过对二者的概念分别阐述，有利于增进对二者相互融合的理解。

（1）5G技术

5G（fifth-generation），指的是移动通信系统的五代产品，是4G技术的延伸。2013年，韩国三星电子公司正式宣布，已经成功开发5G移动通信技术的核心技术，并且计划于2020年正式投入市场。与前几代移动通信技术相比，该项几乎可以在28GHz超高频段當中，以每秒1Gbps的速度，进行数据和信息的传输，最高的传输距离可以达到两公里。该项技术在电子通信产业当中应用，下载一部HD高品质的电影，只需要一秒钟就能完成[1]。

（2）VPDN技术

1）VPDN 概念

VPDN技术（Virtual Private Dial-up Networks），也被称为是虚拟专用拨号网。通过拨号接入的方式，实现网络连接。该项技术在实际的应用环节中，承载着多项网络信息的交互功能，通过认证和授权的方式，可以与安全的虚拟专用网络建立连接。在现代化信息技术的快速发展背景下，传统的虚拟专用拨号网逐渐同5G技术相互融合，并且许多企业正逐渐在全国范围内兴起发展。传统的以固定物理地点为依托的连接方式，在实际的组织和管理工作当中，难以满足新时期各个行业发展的网络使用需求。而VPDN网络，可以充分地利用隧道技术，在公共网络当中，实现各行业内部的连接，将用户的信息和项目数据，封装到隧道内容，并以较高的速度实现传输。

2）VPDN 业务

VPDN技术的主要业务是，通过公用网络建立私有网络连接，将5G网络作为承载网，为用户提供拨号虚拟网的服务。在实际的实践和应用环节当中，该项技术采用了L2TP隧道技术，在非公开加密网络中，进行数据和信息的传输，以此实现信息数据的安全高效传输。无线VPDN业务在全国范围内，得到了部署和推广，并且面向中国电信政企客户开放。在CDMA和5G网络覆盖范围内，可以有效地实现信息数据的传达，并切通过此种方式，确保国内高速公路备份链路的发展水平不断提升。

2 基于5G的VPDN技术备份链路的设计方案

（1）网络设计原则

基于5G的VPDN技术在对高速公路当中的备份链路进行设计时，工作人员需要根据网络设计的基本原则，提升设计效率，优化设计效果。比如，我国某地区的高速公路备份链路设计部门，在新技术研发设计的过程中，应用了相对成熟的主流媒体网络，并且将当前网络环境中，相对成熟的基于5G的VPDN技术，有机地融入到系统设计环节，确保了各个设备的生产商，都可以提供相应的技术支持。此外，在设计环节中，还需要充分地保障，系统整体运营环境的安全性与可靠性。无线VPDN业务主要应用了L2TP技术，网络连接处于非公开的加密状态，公共网络当中，客户无法穿过虚拟的通道[2]。

（2）组网传输方案

对于高速公路运输和收费管理等工作来说，网络环境的安全性与可扩展性等，是最为关键的两项发展要素。对此，国内某地区的高速公路备份链路设计部门工作人员，在实际的组织和管理工作中，应用了MSTP技术和SDH多业务传送平台，对网络环境进行了优化管理，最终达到了分成管理和平滑扩容的效果。

（3）5G备份方案

基于5G的VPDN技术对高速当中的各项数据和信息进行备份，在实施的过程中，通过地备份的原理进行分析，有利于更加全面地了解到基于5G的VPDN技术的应用效果，进而在现有的基础上，充分地优化基于5G的VPDN技术应用模式。比如，国内某地区的高速公路建设和发展部门工作人员，在应用基于5G的VPDN技术时，将5G路由器同时作为专线和5G网络的接入设备。在实际的应用环节中，如此便能将5G网络作为专线的备份线路。在此基础上，进一步将PPP拨号应用到LAC设备当中，建立专用的VPDN通道，可以在确保信息安全的基础上，提高数据信息的传输效率。

（4）LNS专用接入模式

公网系统的接入工作中，信息数据的应用模式具有如下特点：第一，开通便捷性。用户只需要通过LNS的公用网络，就可以开通相应的VPDN无线业务；第二，操作简洁性。公网当中具有较多的接入点，有利于大量用户集中接入；第三，应用场景更加广泛。在实际的应用过程中，LNS专用接入模式，适配无线VPDN应用，同时还可以满足ADSL VPDN用户的使用。基于5G的VPDN技术，可以充分地提升高速公路备份链路系统的可靠性和稳定性，同时还可以在原有的基础上，进一步增强系统适用范围。当专线网络恢复之后，通过接口切换的方式，将原本的信息和数据备份到5G的VPDN当中，可以借助相对灵敏的方式，防止出现数据丢包，优化系统的应用效果。

3 基于5G的VPDN技术在高速公路备份链路中的应用

（1）网络安全保障

在利用基于5G的VPDN技术时，需要确保网络系统的安全性和运行管理工作的稳定性。相对于其他网络信号来说，CDMA具有极强的保密性特征。CDMA最初被应用在军事战争领域中，信息保密传输工作中。该项技术在战争时期，广泛地应用于战时信息传递，因此具有极强的抗干扰和保密特征。在实际的应用环节中，CDMA信号会每隔1.25ms发生一次变化，因此此类信号很难被捕捉。并且，CDMA技术还应用了扩频技术，有用信号的频谱被充分拓宽，在大量无用信号当中，若想捕捉到一个有用信号十分困难。此外，CDMA信号基本上均为加密传输，密钥为伪随机码，伪随机码的长度为42位，根据排列组合的方式，每次通话都可能会产生4.4万亿种组合可能。即便信号被拦截，在较短的时间内，很难破译出密码[3]。

（2）网络系统连接

网络系统的连接包括了车载数据采集终端连接、无线连接和VPDN平台连接。对于车载数据采集终端的连接工作来说，工作人员要在每个数据采集终端中，配置支持5G通信系统网络的模块，通过电信公司提供的用户名、密码和拨号程序等，可以将用户的信息数据，接入到信息数据库当中，通过此种方式，可以实现高效率的网络连接。在无线连接部分，根据不同信息数据采集终端，向电信公司PDSN发送的连接请求，用户可以将自己的域名和密码等信息，同时发送到PDSN当中。将认证信息发送到服务器终端中的新型数据进行整理，认证用户的身份。VPDN的连接平台主要为空中的信息数据网，是国内电信公司，为企事业单位提供了无线方式接入到客户内网的一项基本业务。用户从自己的终端当中，应用专线接入的方式，向电信VPDN平台提出网络接入申请，在确保与其他网络相互独立的状态下，实现稳定运行。

（3）双重AAA认证

AAA认证主要指的是认证、授权和计费等三个过程。在实际的环节中，应用基于5G的VPDN技术的高速公路备份链路在进行规划设计过程中，就需要进行授权认证。系统根据用户的用户名和密码组合，或者结合其他特征等，对用户的身份进行认证。得到系统认证的用户，需要在网络接入之后，授予IP地址以及允许网络访问的时间段等。除此之外，计费环节是网络系统收集和记录用户对于网络资源的使用情况，并根据网络空间占有、网络资源调配等情况，向用户收取相应的费用。认证、授权和计费环节统统实现了基于5G的VPDN技术的网络，对用户访问的监督和管理。同时，经过精准记录的方式，还进一步保障了用户的合法权益，确保系统网络可以安全可靠地运行。双重AAA认证，是当用户经过系统认证之后，将用户的请求发送到客户的AAA服务器终端，在客户侧进行二次认证，重复上述操作模式，可以最终提升系统的应用效率。

（4）虚拟通道调试

虚拟专用网络的应用技术相对复杂，在实际的应用和管理工作当中，不仅包含了系统通信技术、现代认证技术和密码技术等多项技术内容，而且还涵盖了安全管理技术和通道技术。在实际的应用过程中，通道技术是在数据卡上，对需要传输的信息数据进行封装。在这一环节中，主要应用的为L2TP模式，借助通道的方式，使PPP可以顺利地通过多种不同的网络协议，即帧中继、同步光纤网络、异步传输模式等多种不同的形式。在这一环节中应用的数据传输技术，在VPDN网路环境中，对其他用户不可见。

4 总结

综上所述，目前，国内部分地区的高速公路系统当中，已经初步地接入了以5G的VPDN技术为依托的备份链路。通过此种方式，可以在原有的基础上，进一步优化基于5G的VPDN技术，可以达到完善高速公路无线备份链路的方式。相关领域的工作人员，要增强网络安全保障，优化网络系统连接，提供双重AAA认证，配合虚拟通道调试的方法，提升基于5G的VPDN技术的应用效果。

【参考文献】

[1]朱春志.无线VPDN技术在专线备份系统中的应用[J].江苏通信，2017，33（04）：71-73.

[2]黄睿.IPSEC VPN在四川高速公路收费系统无线备份链路中的应用[J].科技传播，2016，8（06）：114-115.

[3]高代兵，操川，賀芳.基于VPN的备份链路在安徽省高速公路电子收费系统中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2010，6（04）：189-191.