试论高速公路通信系统功能分析与发展前瞻

关键字：高速公路　通信系统　功能分析　前瞻

　　摘要：高速公路通信系统是其整体机电系统的基础与平台，是收费和监控系统提供信息传输的通道。主要包括光纤数字传输系统、程控数字交换系统、紧急电话系统、数据图像传输系统、光电缆工程和通信电源系统。各系统的功能分析及发展前瞻由本文可知。

　　一、光纤传输系统

　　光纤传输系统在不断地发展：由最初的PDH，发展到现在的SDH(同步数字序列)、WDM(波分多路复用)、DWDM(密集波分多路复用)以及全光网络。其中，SDH能自由选择路由，有统一的网络接口，可兼容PDH等现存的数字体系，高速公路一般采用SDH传输方式。

　　光纤传输系统为高速公路沿线设施(如程控交换机、业务电话之间的话务通信，以及监控、收费系统的数据、图像等非话业务)提供传输通道。

　　针对高速公路的实际情况，一般采用具有较高的性能价格比环形保护方式，以提高整个骨干网络的可靠性。网时钟同步采用主从方式，通过BITS系统来分配和确定输入SDH节点机的同步时钟信号。

　　二、程控数-T-交换系统

　　1、系统构成

　　每个通信总中心、通信中心配置一台程控数字交换机，通信分中心配置远端交换模块(RSM)，通信站不配置程控交换设备，而是通过通信站中的光纤接入设备ONU(光网络单元)提供的语音端口直接连接电话，ONU语音端口的数量根据通信站的规模和实际需要来选择。通信站的电话通过通信分中心的接入设备OLT和远端交换模块RSM实现与其它通信站、通信分中心、通信中心以及通信总中心的业务电话连接。

　　2、中继方式及接口等

　　通信总中心、通信中心的程控数字交换机采用中继方式接入电信公用电话交换网，市话公网的连接根据电信部门所能提供的方式，可以采用数字中继的方式，也可以采用模拟环路中继方式，提供市话、长话和国际长话业务。

　　用户接口Zl符合ITu—TQ.517建议，数字接口符合ITu—T G.703、G.704、G.705、G.512建议。

　　通信总中心设置一套计费系统，通过计费软件来实现通信总中心与公网、总中心到各个中心、分中心所在地的公网电话计费。专网内部用户之间呼叫一律不计费，出局呼叫进入市话网则按当地电信部门规定方式进行收费。

　　三、紧急电话系统

　　紧急电话传输可分为有线传输和无线传输，有线传输有三种方式，即通过公共电话网进行连接，通过电缆以总线方式连接和通过光缆连接。目前高速公路常用通过电缆和光缆连接的方式。

　　紧急电话系统由紧急电话主机、传输线路和路侧紧急电话组成。紧急电话主机设在分中心，能及时显示路侧紧急电话的呼叫信息，排队呼叫时按先到先处理原则进行，也可以将其中任意两个呼叫同时处理，可录音，可与公用业务电话网相连。使用者按下路侧紧急电话上的按钮后能自动向监控中心发出呼叫,并传达呼叫分机信息，与紧急电话控制台建立双工通话并能接受主机发出的各种呼叫检测指令。路侧紧急电话主副机一般采用太阳能供电，应具有良好的雷电防护性能和环境适应性能。

　　四、指令电话系统

　　总中心、中心设置指令电话控制台，采用数字方式连接到程控数字交换机上，通过热线电话或会议电话的功能来实现指令电话的功能。总中心指令电可以对中心指令电话，中心的指令电话可以对分中心的指令电话，分中心指令电话可以对各收费站指令电话进行单呼、组呼、全呼。各同级分机可直接呼叫控制台，分机之间不允许呼叫。

　　指令电话不另外采用专门设备,而是利用现有数字程控交换机的热线电话和会议电话等功能来实现，需要在总中心、中心和分中心配备多功能数字话机作为指令电话控制台，收费站也设指令电话分机，构成指令电话系统。

　　五、ATM传输系统

　　1、结构

　　ATM系统按通信系统的管理体制设计，一级网络为通信总中心到通信中心，二级网络为通信中心到通信分中心，三级网络为通信分中心到各通信站，属于接入部分。各级网络带宽可采用以下推荐值：

　　（1）一级网络：622Mbps0C-12cATM

　　（2）二级网络：155MbpsOC-3cATM

　　（3）三级网络：2Mbps广域网

　　2、通信总中心

　　通信总中心配置两台ATM交换机，通信总中心通过SDH传输设备ADM与通信中心ATM交换机组成一级ATM骨干环。在通信总中心配置中高档的路由器, 用于与外界的连接，主要是与Internet和专业银行的连接，通信总中还配置一个快速以太网接口连接总中心的千兆位以太网交换机，并配置高速串行端口连接公网提供的数据接口。

　　3、通信中心

　　通信中心配置ATM交换机，通信总中心通过SDH传输设备ADM与通信中心ATM交换机组成—级ATM骨干环，通信中心通过SDH传输设备ADM与通信分中心ATM交换机组成二级ATM骨干环。

　　通信中心配置两台千兆位以入网交换机，交换机上的两个622M的高速端口连接到两台核心ATM交换机上，以太网交换机上配置10／100Mbps自适应端口，连接收费系统和监控系统的计算机和其它计算机。

　　核心ATM交换机及以太网交换机技术指标同通信总中心。

　　4、通信分中心及通信站

　　通信分中心、通信站配置ATM交换机，在三级ATM数据传输系统中，能通信分中心的ATM交换机为中心，通过SDH光纤传输系统形成星形连接各个通信站的ATM接入设备。通信分中心的ATM交换机通过环形链路连接到通信中心的ATM交换机上。

　　收费站的以太网交换机通过通信站的ATM接入设备经SDH光纤传输系统连接到通信分中心的ATM交换机上。监控系统外场设备数据通过一对Modem传输到通信站，Modem上的RS-232接口直接连接到ONU设备上提供的RS-232接口上,再通过光纤传输系统传输到通信中心的ADM光纤传输设备上，ADM上相应的RS—232按口连接到监控分中心的计算机系统上。

　　六、图像传输系统

　　由于带宽限制，图像信号不能利用广域网接入设备通过传送数据的广域网线路传输，而是通过编码解码器连接到SDH设备上，通过SDH传输到监控分中心。

　　监控系统的图像传输：将经过编码的2Mbps数字图像信号通过ONU上提供的2Mbps数字链路传输到通信分中心的OLT设备上，再通过OLT设备上的2Mbps接口解码成模拟信号，在监控分中心的视频显示器上显示。

　　收费系统图像传输：模拟方式把设置在收费车道的图像监控信息传输到收费站的收费监控系统上，将图像编码后编通过通信站的ONU上的2Mbps数据链路传输到分中心的收费监控系统上。在收费分中心的监控室内，通过编码器编译成模拟信号在监视器上显示。

　　七、通信电源系统

　　为了保证通信系统不间断的信息畅通，要求通信设备处于连续运行状态，通信系统供电采用不间断供电。在市电供电时，由采用蓄电池与整流器并联浮充对通信设备供电；在市电停电时，由不间断电源（UPS）供电。

　　在通信总中心、中心、分中心配置高频开关模块电源设备，向光传输设备、程控交换设备和交换机设备供电，同时配置不间断电源（UPS），保证断电后维持4个小时的供电要求。

　　若光传输设备ONU本身未配置整流模块电源设备，则可在通信站配置高频开关模块电源设备及蓄电池组，向光接入设备供电，保证断电后维持4个小时的供电要求。

　　八、网络管理系统

　　通信总中心是高速公路通信系统的管理中心，担负着所有通信系统的网络管理功能。在通信总中心设置一个网管中心，对SDH传输系统、ATM数据传输系统、程控交换系统进行全面集中的管理和系统维护。网络管理系统主要包括网络配置管理、数据搜集、存储和统计、网络性能管理、网络费用管理，以上所述网络管理功能，均可通过IBM Tivoli系列网络及系统管理软件实现。

　　九、发展前瞻

　　1、普遍采用标准化的技术产品，保证了不同厂商产品的设备互操作性，实现统一网管；

　　2、考虑今后新技术的发展，规模的扩展和结构的变化，必须具备升级换代的能力；

　　3、为网络提供完善的安全方案切实保护网络系统的正常运行，防止非法侵入；

　　4、考虑了冗余线路与单点故障问题，选用了可靠性、高冗错能力强的设备；

　　5、必须保证网络的物理结构，逻辑结构和地址空间的层次化，主干网、服务接入网层次清晰；

　　6、必须保证网络平台开放性强，提供用户各种需求的功能实现。

　　参考文献:

　　[1]《中国公路交通信息产业》 2004年08期【分类号】：U495

　　[1]朱锦海张世海MSTP在高速公路通信系统中的应用

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