淺談高速公路通信系統(tǒng)

賴炎輝

摘?要高速公路以其高速、安全、舒適的特點贏得了人們的廣泛贊譽，而實現(xiàn)這些特點不能單單依靠公路設(shè)施，必須依靠對交通工程的研究才能實現(xiàn)。通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的重要支撐系統(tǒng)，它要準(zhǔn)確及時的傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)、語音、圖像等相關(guān)信息，保證相關(guān)業(yè)務(wù)部門之間聯(lián)絡(luò)順暢，并為外部相關(guān)部門建立必要的聯(lián)系，它是所有信息的傳遞的載體，是與外界溝通的紐帶。

關(guān)鍵詞系統(tǒng)組成；系統(tǒng)業(yè)務(wù)；傳輸系統(tǒng)原理；網(wǎng)管系統(tǒng)功能

中圖分類號U4文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0156-01

1系統(tǒng)組成

高速公路通信系統(tǒng)由程控交換系統(tǒng)、接入網(wǎng)系統(tǒng)、通信電源、緊急電話、通信管道組成。核心配置為程控交換機和接入網(wǎng)OLT（光纖線路終端）。程控交換機SM（交換模塊）的獨立局模式，用模擬中繼線與市話局相連，用7號信令與其它路段相連，用V5協(xié)議與AN（接入網(wǎng)）相連。接入網(wǎng)OLT是接入網(wǎng)與程控交換機的連接點，又是接入網(wǎng)的核心，以O(shè)LT為中心，ONU（光纖網(wǎng)絡(luò)單元）以星型拓?fù)渑cOLT相連。接入網(wǎng)OLT和ONU內(nèi)置有SDH光傳輸系統(tǒng)，利用SDH自愈保護(hù)環(huán)對所承載的信號進(jìn)行保護(hù)。各接入點ONU設(shè)備接入語音、64K以下子速率數(shù)據(jù)、收費數(shù)據(jù)等等業(yè)務(wù)。

緊急電話系統(tǒng)在路上救援方面發(fā)揮著不可替代的作用，不管是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，不管有多么完善的移動通信系統(tǒng)，各國都把緊急電話系統(tǒng)作為高速公路機電系統(tǒng)的必配設(shè)備。

通信電源是針對通信電源市場的需求而設(shè)計的，輸入220V交流電，提供給程控交換機和接入網(wǎng)設(shè)備所需的-48V直流電源。

通信管道及其光電纜是通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)奈锢砘A(chǔ)。

通信軟件主要是指網(wǎng)絡(luò)管理軟件：程控交換機管理軟件、傳輸管理系統(tǒng)、接入網(wǎng)管理系統(tǒng)、緊急電話管理系統(tǒng)。軟件通過串口或局域網(wǎng)與網(wǎng)元相連；通過圖形界面與用戶接口管理網(wǎng)元；主要有系統(tǒng)管理、配置管理、告警管理、性能管理、報表管理、維護(hù)管理、安全管理和幫助等功能。

2系統(tǒng)業(yè)務(wù)

高速公路通信業(yè)務(wù)大致可以分為語音、數(shù)據(jù)和圖像三大部分。收費站、管理處、管理中心需要的語音業(yè)務(wù)包括公務(wù)電話BT、指令電話CT、緊急電話ET，還有非話音業(yè)務(wù)的傳真業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括收費局域網(wǎng)的互連、外場交通監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和控制以及可變情報板、限速標(biāo)志、車輛檢測、氣象檢測、圖像切換和控制等，還包括高速公路管理部門的辦公自動化；圖像業(yè)務(wù)主要是CCTV交通監(jiān)控圖像及會議電視圖像，CCTV交通監(jiān)控圖像包括收費站中收費車道、收費亭和收費廣場圖像以及重要路段和立交橋的外場監(jiān)控圖像。這樣在同一網(wǎng)絡(luò)上能實現(xiàn)多業(yè)務(wù)融合是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、方便網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、提高網(wǎng)絡(luò)利用率及節(jié)省投資成本的一個有效方法。現(xiàn)高速公路正進(jìn)行著全省聯(lián)網(wǎng)

SDH光同步傳輸系統(tǒng)承接交換系統(tǒng)。路段緊急電話通過交換機，將其呼叫轉(zhuǎn)至緊急電話終端，緊急電話設(shè)成熱線，路段上一提機就能呼叫到監(jiān)控中心，由值班人員處理事故報警，值班人員能應(yīng)用系統(tǒng)記錄事故報警相關(guān)信息，如事故類型、事故路段。全線每一公里設(shè)一對緊急電話，一個主機、一個副機。副機由主機供電，主機設(shè)有太陽能電池，每個路段各由一個ONU管理，本路段的緊急電話通過ONU接入網(wǎng)與程控交換機相連，再由交換機將呼叫電話傳至緊急電話網(wǎng)管中心，網(wǎng)管中心能對路段上每一臺電話應(yīng)答，還能呼叫到路段上每一臺話機，并同時能檢測每一臺話機的狀態(tài)，如出現(xiàn)故障，就能馬上在網(wǎng)管上顯示。

無線通信系統(tǒng)由基地臺與移動臺組成，基地臺處理本地覆蓋的呼叫，再由鏈路臺將各基地臺連接起來。本地呼叫使用頻率1，鏈路呼叫統(tǒng)一使用頻率2。使用鏈路臺可使移動臺呼叫到所有基地臺覆蓋范圍之內(nèi)的移動臺或車載臺。無線通信主要應(yīng)用于廣場督導(dǎo)與收費戰(zhàn)監(jiān)控票管人員之間聯(lián)系，還應(yīng)用于路政巡邏呼叫之用。

3光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)原理

采用SDH技術(shù)的傳輸設(shè)備，我們稱之為SDH網(wǎng)絡(luò)單元（簡稱網(wǎng)元），由SDH網(wǎng)元通過光纖系統(tǒng)連接起來的網(wǎng)絡(luò)稱之為SDH光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。

其功能可以簡述為：傳輸、復(fù)用、交叉。復(fù)用又細(xì)分為映射、定位、復(fù)用三個步驟。

復(fù)用是把多個低速率信號組合成高速率的SDH信號。解復(fù)用則是與此相反的過程。比如將由程控交換機傳來的63個2Mbit/s信號組合成一個SDH的STM-1信號，速率為155Mbit/s；4個STM-1信號組合成一個SDH的STM-4信號，速率為622Mbit/s。

一個SDH的STM-1信號能放下63個2Mbit/s信號，我們將其編為1-63號通道。分/插復(fù)用：在發(fā)端插入，在收端分出。而無需在每個站對全部高速信號進(jìn)行重新拆裝，這是SDH相對PDH一個最大的優(yōu)勢。

在復(fù)用過程中，映射就是如何將整個低速率信號作為有效載荷放到SDH幀中（可以形象地稱為打包）。而定位是指通過指針調(diào)整，使指針的值時刻指向低速率信號的起點在SDH幀中的具體位置，使收端能據(jù)此正確地從SDH幀中分離相應(yīng)的低速率信號。

傳輸是將SDH信號通過電光-光電轉(zhuǎn)換，使其能通過光纖系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。

交叉功能是SDH技術(shù)中非常重要的功能，信號從這個通道跳到另一個通道，從而實現(xiàn)靈活的組網(wǎng)，也使網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)自我保護(hù)，即實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能。交通通信專網(wǎng)常用二纖單向通道保護(hù)環(huán)方式。

最后簡單提一下2Mbit/s信號，該信號是傳輸系統(tǒng)處理的最小信號單元。該信號就是指的PCM信號，它從程控交換機過來，包括30路話路和2路管理信息。每路64Kbit/s。

對于通道保護(hù)環(huán)，業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號中的某個VC（某一路PDH信號），倒換與否按環(huán)上的某一個別通道信號的傳輸質(zhì)量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應(yīng)進(jìn)行倒換。例如在STM-16環(huán)上，若收端收到第4VC4的第48個TU-12有TU-AIS，那么就僅將該通道切換到備用信道上去。

4網(wǎng)管系統(tǒng)功能

為了處理復(fù)雜的管理網(wǎng)，現(xiàn)代高速公路主要采用華為或者中興的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，一般可以把管理功能分為四大類。

1）配置管理。主要實施對網(wǎng)元的控制、識別和數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)對傳送網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)元、通道、電路的增加、修改和刪除等調(diào)度功能。配置管理實際是完成對網(wǎng)元的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制，完成對網(wǎng)元的配置、檢查和測試等功能。2）故障管理。故障管理負(fù)責(zé)對設(shè)備及子網(wǎng)運行中的故障進(jìn)行檢測，并給出告警指示。故障管理要能對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷、故障定位、故障隔離、故障校正以及提供測試功能。故障管理的構(gòu)成是：檢測故障信號、收集故障信號、識別故障信號、故障定位、告警指示。3）性能管理。性能管理主要是提供通信設(shè)備狀況、網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)單元效能得報告和評估。其主要任務(wù)是實行性能監(jiān)視（包括業(yè)務(wù)量狀態(tài)監(jiān)視和業(yè)務(wù)量性能監(jiān)視）、性能控制（主要是業(yè)務(wù)量控制和管理，如網(wǎng)管數(shù)據(jù)庫的建立與更新等）和性能分析（對性能數(shù)據(jù)進(jìn)行附加處理和分析）。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)沒有產(chǎn)生故障，或沒有產(chǎn)生能讓故障管理進(jìn)行處理的故障時，由于各種原因?qū)е戮W(wǎng)絡(luò)質(zhì)量或服務(wù)質(zhì)量下降，就要使用性能管理。4）安全管理。安全管理有兩層含義：一是對管理對象，即通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全管理，保證通信網(wǎng)絡(luò)的安全；另一層含義是網(wǎng)管系統(tǒng)本身的安全管理。

5結(jié)語

隨著高速公路的發(fā)展，高速公路在人們的日常生活中占據(jù)了越來越大的位置，它的出現(xiàn)極大地緩解了交通擁擠的狀況，并且提高了公路的運輸效益和服務(wù)水平，更促進(jìn)了各國經(jīng)濟的發(fā)展。目前，隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費的不斷深入和發(fā)展，機電工程的建設(shè)和改造，高速公路通信系統(tǒng)將在未來擁有更大的發(fā)展空間及前景。屆時高速公路的現(xiàn)代化管理水平將得到全面提升，通行能力和運營效益將得到顯著改善。