試析高速公路通信系統功能淺析與發(fā)展前瞻

論文關(guān)鍵字：高速公路通信系統功能分析前瞻

論文摘要：高速公路通信系統是其整體機電系統的基礎與平臺，是收費和監控系統提供信息傳輸的通道。主要包括光纖數字傳輸系統、程控數字交換系統、緊急電話(huà)系統、數據圖像傳輸系統、光電纜工程和通信電源系統。各系統的功能分析及發(fā)展前瞻由本文可知。

一、光纖傳輸系統

光纖傳輸系統在不斷地發(fā)展：由最初的PDH，發(fā)展到現在的SDH(同步數字序列)、WDM(波分多路復用)、DWDM(密集波分多路復用)以及全光網(wǎng)絡(luò )。其中，SDH能自由選擇路由，有統一的網(wǎng)絡(luò )接口，可兼容PDH等現存的數字體系，高速公路一般采用SDH傳輸方式。

光纖傳輸系統為高速公路沿線(xiàn)設施(如程控交換機、業(yè)務(wù)電話(huà)之間的話(huà)務(wù)通信，以及監控、收費系統的數據、圖像等非話(huà)業(yè)務(wù))提供傳輸通道。

針對高速公路的實(shí)際情況，一般采用具有較高的性能價(jià)格比環(huán)形保護方式，以提高整個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò )的可靠性。網(wǎng)時(shí)鐘同步采用主從方式，通過(guò)BITS系統來(lái)分配和確定輸入SDH節點(diǎn)機的同步時(shí)鐘信號。

二、程控數-T-交換系統

1、系統構成

每個(gè)通信總中心、通信中心配置一臺程控數字交換機，通信分中心配置遠端交換模塊(RSM)，通信站不配置程控交換設備，而是通過(guò)通信站中的光纖接入設備ONU(光網(wǎng)絡(luò )單元)提供的語(yǔ)音端口直接連接電話(huà)，ONU語(yǔ)音端口的數量根據通信站的規模和實(shí)際需要來(lái)選擇。通信站的電話(huà)通過(guò)通信分中心的接入設備OLT和遠端交換模塊RSM實(shí)現與其它通信站、通信分中心、通信中心以及通信總中心的業(yè)務(wù)電話(huà)連接。

2、中繼方式及接口等

通信總中心、通信中心的程控數字交換機采用中繼方式接入電信公用電話(huà)交換網(wǎng)，市話(huà)公網(wǎng)的連接根據電信部門(mén)所能提供的方式，可以采用數字中繼的方式，也可以采用模擬環(huán)路中繼方式，提供市話(huà)、長(cháng)話(huà)和國際長(cháng)話(huà)業(yè)務(wù)。

用戶(hù)接口Zl符合ITu—TQ.517建議，數字接口符合ITu—T G.703、G.704、G.705、G.512建議。

通信總中心設置一套計費系統，通過(guò)計費軟件來(lái)實(shí)現通信總中心與公網(wǎng)、總中心到各個(gè)中心、分中心所在地的公網(wǎng)電話(huà)計費。專(zhuān)網(wǎng)內部用戶(hù)之間呼叫一律不計費，出局呼叫進(jìn)入市話(huà)網(wǎng)則按當地電信部門(mén)規定方式進(jìn)行收費。

三、緊急電話(huà)系統

緊急電話(huà)傳輸可分為有線(xiàn)傳輸和無(wú)線(xiàn)傳輸，有線(xiàn)傳輸有三種方式，即通過(guò)公共電話(huà)網(wǎng)進(jìn)行連接，通過(guò)電纜以總線(xiàn)方式連接和通過(guò)光纜連接。目前高速公路常用通過(guò)電纜和光纜連接的方式。

緊急電話(huà)系統由緊急電話(huà)主機、傳輸線(xiàn)路和路側緊急電話(huà)組成。緊急電話(huà)主機設在分中心，能及時(shí)顯示路側緊急電話(huà)的呼叫信息，排隊呼叫時(shí)按先到先處理原則進(jìn)行，也可以將其中任意兩個(gè)呼叫同時(shí)處理，可錄音，可與公用業(yè)務(wù)電話(huà)網(wǎng)相連。使用者按下路側緊急電話(huà)上的按鈕后能自動(dòng)向監控中心發(fā)出呼叫，并傳達呼叫分機信息，與緊急電話(huà)控制臺建立雙工通話(huà)并能接受主機發(fā)出的各種呼叫檢測指令。路側緊急電話(huà)主副機一般采用太陽(yáng)能供電，應具有良好的雷電防護性能和環(huán)境適應性能。

四、指令電話(huà)系統

總中心、中心設置指令電話(huà)控制臺，采用數字方式連接到程控數字交換機上，通過(guò)熱線(xiàn)電話(huà)或會(huì )議電話(huà)的功能來(lái)實(shí)現指令電話(huà)的功能?？傊行闹噶铍娍梢詫χ行闹噶铍娫?huà)，中心的指令電話(huà)可以對分中心的指令電話(huà)，分中心指令電話(huà)可以對各收費站指令電話(huà)進(jìn)行單呼、組呼、全呼。各同級分機可直接呼叫控制臺，分機之間不允許呼叫。

指令電話(huà)不另外采用專(zhuān)門(mén)設備，而是利用現有數字程控交換機的熱線(xiàn)電話(huà)和會(huì )議電話(huà)等功能來(lái)實(shí)現，需要在總中心、中心和分中心配備多功能數字話(huà)機作為指令電話(huà)控制臺，收費站也設指令電話(huà)分機，構成指令電話(huà)系統。

五、ATM傳輸系統

1、結構

ATM系統按通信系統的管理體制設計，一級網(wǎng)絡(luò )為通信總中心到通信中心，二級網(wǎng)絡(luò )為通信中心到通信分中心，三級網(wǎng)絡(luò )為通信分中心到各通信站，屬于接入部分。各級網(wǎng)絡(luò )帶寬可采用以下推薦值：

（1）一級網(wǎng)絡(luò )：622Mbps0C-12cATM

（2）二級網(wǎng)絡(luò )：155MbpsOC-3cATM

（3）三級網(wǎng)絡(luò )：2Mbps廣域網(wǎng)

2、通信總中心

通信總中心配置兩臺ATM交換機，通信總中心通過(guò)SDH傳輸設備ADM與通信中心ATM交換機組成一級ATM骨干環(huán)。在通信總中心配置中高檔的路由器， 用于與外界的連接，主要是與Internet和專(zhuān)業(yè)銀行的連接，通信總中還配置一個(gè)快速以太網(wǎng)接口連接總中心的千兆位以太網(wǎng)交換機，并配置高速串行端口連接公網(wǎng)提供的數據接口。

3、通信中心

通信中心配置ATM交換機，通信總中心通過(guò)SDH傳輸設備ADM與通信中心ATM交換機組成—級ATM骨干環(huán)，通信中心通過(guò)SDH傳輸設備ADM與通信分中心ATM交換機組成二級ATM骨干環(huán)。

通信中心配置兩臺千兆位以入網(wǎng)交換機，交換機上的兩個(gè)622M的高速端口連接到兩臺核心ATM交換機上，以太網(wǎng)交換機上配置10／100Mbps自適應端口，連接收費系統和監控系統的計算機和其它計算機。

核心ATM交換機及以太網(wǎng)交換機技術(shù)指標同通信總中心。

4、通信分中心及通信站

通信分中心、通信站配置ATM交換機，在三級ATM數據傳輸系統中，能通信分中心的ATM交換機為中心，通過(guò)SDH光纖傳輸系統形成星形連接各個(gè)通信站的ATM接入設備。通信分中心的ATM交換機通過(guò)環(huán)形鏈路連接到通信中心的ATM交換機上。

收費站的以太網(wǎng)交換機通過(guò)通信站的ATM接入設備經(jīng)SDH光纖傳輸系統連接到通信分中心的ATM交換機上。監控系統外場(chǎng)設備數據通過(guò)一對Modem傳輸到通信站，Modem上的RS-232接口直接連接到ONU設備上提供的RS-232接口上，再通過(guò)光纖傳輸系統傳輸到通信中心的ADM光纖傳輸設備上，ADM上相應的RS—232按口連接到監控分中心的計算機系統上。 六、圖像傳輸系統

由于帶寬限制，圖像信號不能利用廣域網(wǎng)接入設備通過(guò)傳送數據的廣域網(wǎng)線(xiàn)路傳輸，而是通過(guò)編碼解碼器連接到SDH設備上，通過(guò)SDH傳輸到監控分中心。

監控系統的圖像傳輸：將經(jīng)過(guò)編碼的2Mbps數字圖像信號通過(guò)ONU上提供的2Mbps數字鏈路傳輸到通信分中心的OLT設備上，再通過(guò)OLT設備上的2Mbps接口解碼成模擬信號，在監控分中心的視頻顯示器上顯示。

收費系統圖像傳輸：模擬方式把設置在收費車(chē)道的圖像監控信息傳輸到收費站的收費監控系統上，將圖像編碼后編通過(guò)通信站的ONU上的2Mbps數據鏈路傳輸到分中心的收費監控系統上。在收費分中心的監控室內，通過(guò)編碼器編譯成模擬信號在監視器上顯示。

七、通信電源系統

為了保證通信系統不間斷的信息暢通，要求通信設備處于連續運行狀態(tài)，通信系統供電采用不間斷供電。在市電供電時(shí)，由采用蓄電池與整流器并聯(lián)浮充對通信設備供電；在市電停電時(shí)，由不間斷電源（UPS）供電。

在通信總中心、中心、分中心配置高頻開(kāi)關(guān)模塊電源設備，向光傳輸設備、程控交換設備和交換機設備供電，同時(shí)配置不間斷電源（UPS），保證斷電后維持4個(gè)小時(shí)的供電要求。

若光傳輸設備ONU本身未配置整流模塊電源設備，則可在通信站配置高頻開(kāi)關(guān)模塊電源設備及蓄電池組，向光接入設備供電，保證斷電后維持4個(gè)小時(shí)的供電要求。

八、網(wǎng)絡(luò )管理系統

通信總中心是高速公路通信系統的管理中心，擔負著(zhù)所有通信系統的網(wǎng)絡(luò )管理功能。在通信總中心設置一個(gè)網(wǎng)管中心，對SDH傳輸系統、ATM數據傳輸系統、程控交換系統進(jìn)行全面集中的管理和系統維護。網(wǎng)絡(luò )管理系統主要包括網(wǎng)絡(luò )配置管理、數據搜集、存儲和統計、網(wǎng)絡(luò )性能管理、網(wǎng)絡(luò )費用管理，以上所述網(wǎng)絡(luò )管理功能，均可通過(guò)IBM Tivoli系列網(wǎng)絡(luò )及系統管理軟件實(shí)現。

九、發(fā)展前瞻

1、普遍采用標準化的技術(shù)產(chǎn)品，保證了不同廠(chǎng)商產(chǎn)品的設備互操作性，實(shí)現統一網(wǎng)管；

2、考慮今后新技術(shù)的發(fā)展，規模的擴展和結構的變化，必須具備升級換代的能力；

3、為網(wǎng)絡(luò )提供完善的安全方案切實(shí)保護網(wǎng)絡(luò )系統的正常運行，防止非法侵入；

4、考慮了冗余線(xiàn)路與單點(diǎn)故障問(wèn)題，選用了可靠性、高冗錯能力強的設備；

5、必須保證網(wǎng)絡(luò )的物理結構，邏輯結構和地址空間的層次化，主干網(wǎng)、服務(wù)接入網(wǎng)層次清晰；

6、必須保證網(wǎng)絡(luò )平臺開(kāi)放性強，提供用戶(hù)各種需求的功能實(shí)現。

[1]《中國公路交通信息產(chǎn)業(yè)》 2004年08期 【分類(lèi)號】：U495

[1]朱錦海張世海MSTP在高速公路通信系統中的應用