高速公路機電通信系統(tǒng)新技術發(fā)展狀況分析

洪盛++洪豐

摘 要：機電通信系統(tǒng)是高速公路建設最為重要的部分之一，是現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術在公路運行管理中實際應用的體現(xiàn)，可有效提升高速公路運營管理效率。當前我國高速公路建設應更多地關注機電通信系統(tǒng)的重要作用。文中主要通過闡述高速公路通信系統(tǒng)的主要構成，分析現(xiàn)有的主要通信技術及其特點，以期為機電通信系統(tǒng)建設提供參考。

關鍵詞：高速公路；機電通信；新技術；網(wǎng)絡通信

中圖分類號：TP393；U495 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）09-00-02

0 引 言

機電通信系統(tǒng)是高速公路建造最為重要的部分之一，關系到高速公路運行的安全性、穩(wěn)定性、長效性。良好的通信系統(tǒng)可為公路管理人員提供簡便的管理手段，極大地提升高速公路交通管理效率。隨著科學技術的不斷革新和信息化的深入普及，高速公路管理信息化成為必然趨勢，電機通信系統(tǒng)是公路管理信息化的基礎和保障，建立完備可靠的通信系統(tǒng)，實現(xiàn)機電通信技術的提升是未來通信發(fā)展的方向之一。

1 高速公路通信系統(tǒng)構成

1.1 通信傳輸線路

高速公路機電通信系統(tǒng)目前已全部采用光纖通信，光纖通信具有以下優(yōu)勢：

（1）通信容量大，數(shù)據(jù)傳輸質量高，傳輸距離長，且具有很強的抗電磁干擾能力，優(yōu)于電纜、無線等傳輸方式。

（2）高速公路通信要求可進行語音、圖像和數(shù)據(jù)的實時傳輸，信息容量大，對傳輸帶寬要求高，光纖的高帶寬通信可滿足要求。

（3）光纖中繼距離長，適合高速公路沿線站點距離長短不一致的實地狀況。

（4）適合中等容量的長距離傳輸，光纖采用長波長單模傳輸方式，成本更低。

1.2 程控交換系統(tǒng)

高速公路通信系統(tǒng)一般采用三級程控交換。一級程控交換設立在總公司通信中心，負責完成總公司終端的電話轉接，管理所有來去電的轉接任務，并連接二級公路網(wǎng)中心，實現(xiàn)總部與外部的話務通信。三級程控交換設立在各下屬管理所，主要負責本部門的話務連接和出入部門的話務轉接。為了提升系統(tǒng)的可靠性和靈活性，各級程控交換中心應保證相互連接，組成多迂回的程控交換網(wǎng)絡。

1.3 語音通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)主要分為業(yè)務電話、指令電話和移動電話部分。業(yè)務電話是為公路管理局、分公司、各管理所及高速公路設備（收費站、服務區(qū)、加油站、交警等）提供內外聯(lián)系電話。業(yè)務電話與市話公網(wǎng)相連接，采用全網(wǎng)自動撥號。指令電話主要為監(jiān)控中心下達交通調度和監(jiān)控指令服務。在監(jiān)控中心和分中心設置兩套指令電話控制臺，供交警和公路值班人員使用，便于交警進行調度工作和交通控制。指令電話控制臺設置在各分公司內，具有單呼叫、群呼叫和自動錄音等功能，控制臺同時具備轉接功能，以實現(xiàn)指令控制臺與指令控制電話機的轉接。

1.4 移動通信系統(tǒng)

移動通信包括語音通信和圖像、傳真、數(shù)據(jù)等的無線傳輸，可自主進行移動通信系統(tǒng)的搭建，也可以租用公用移動通信網(wǎng)絡。公用移動通信網(wǎng)絡可進行全國漫游，省去了自行建網(wǎng)的費用，但網(wǎng)絡租賃費用高，且不具備群呼叫和組呼叫等功能。自行搭建高速公路專用移動通信網(wǎng)絡可有效解決上述問題，但需要具有專業(yè)網(wǎng)絡技術的人員團隊，且資金投入大，建議使用800 MHz的集群移動通信進行移動網(wǎng)絡的搭建。

2 主要通信技術分析

2.1 RPR

RPR是一種新型網(wǎng)絡技術，可有效支持環(huán)形網(wǎng)絡拓撲結構，在光纖連接失敗或斷開的情況下可快速恢復，此外，該技術還具有數(shù)據(jù)傳輸高效簡單，成本低等優(yōu)勢。RPR采用由分組交換點構成的環(huán)形結構，節(jié)點之間通過光纖連接，拓撲結構基于方向相反的內環(huán)和外環(huán)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的雙向同時傳輸。RPR技術具有以下優(yōu)勢：

（1）支持三種優(yōu)先級；

（2）采用統(tǒng)計復用技術；

（3）進行電信保護，提升帶寬利用率；

（4）支持即插即用；

（5）空間可復用。

RPR是在Ethernet技術和異步傳輸基礎上發(fā)展起來的新型網(wǎng)絡傳輸技術，屬于地址處理層，主要應用于環(huán)形網(wǎng)絡中，組建以數(shù)據(jù)為中心的城域網(wǎng)絡，為運營商提供快速的故障檢測和自愈能力。RPR可提供數(shù)據(jù)帶寬的優(yōu)化管理，以及多業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸方案，是針對現(xiàn)有核心網(wǎng)和城域網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務特點提出的改進方案。

2.2 寬帶IP

IP網(wǎng)絡是新一代信息網(wǎng)絡的基礎網(wǎng)。一方面，密集波分復用技術已轉向互聯(lián)網(wǎng)，另一方面，IP網(wǎng)提供分時復用模式專線，ATM適配和幀中繼等功能，以支持傳統(tǒng)業(yè)務。千兆以太網(wǎng)技術主要應用于IP廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)，采用路由器、交換機等設備實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的交換和路由尋址，構建IP核心網(wǎng)和多業(yè)務化的IP城域網(wǎng)絡。寬帶IP技術設計方案主要分為兩大類，一類為Fast Ethernet IP，主要解決在局域網(wǎng)應用中帶寬的瓶頸問題。另一類為IP多業(yè)務交換法。寬帶IP技術具有效率高、組網(wǎng)簡便且易維護等優(yōu)點，且其設備價格也在逐漸降低。

2.3 DWDM密集波分復用技術

DWDM技術利用單根光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和組合，在源節(jié)點和目標節(jié)點之間設立多個虛擬光纖，以保證傳輸效果。利用DWDM技術，一根光纖可同時傳輸4路雙向數(shù)據(jù)、8路視頻數(shù)據(jù)、8路雙向音頻數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)信號，數(shù)據(jù)傳輸速度提升到20 G/h，單根光纖的數(shù)據(jù)傳輸速度可達到7 T/s。另一個技術優(yōu)勢是DWDM技術的編碼方式、幀協(xié)議和傳輸速度不相關。DWDM網(wǎng)絡可使用以太網(wǎng)和數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理流量在1.25～2.5 G/h之間，部署快捷，可快速滿足客戶的帶寬要求。DWDM技術組網(wǎng)方式靈活，支持環(huán)路保護和自愈恢復功能，其不足之處在于傳輸業(yè)務完全透明，同一個波長只可提供單種業(yè)務，數(shù)據(jù)封裝尚未形成標準，保護能力不足，波長復用能力缺乏，應用于低速場合，且?guī)捓寐蔬^低。與準同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)相比，其價格優(yōu)勢不明顯。DWDM技術多適用于網(wǎng)絡安全性高，且對跨平臺數(shù)據(jù)共享和擴容需求較大的場合。

3 結 語

針對當前機電通信技術現(xiàn)狀，相關技術設計和建設人員應努力完善高速公路機電系統(tǒng)，提升機電通信系統(tǒng)的技術水平。隨著通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷革新，當代高速公路中的機電通信系統(tǒng)已引起各國廣泛關注，很多國家在優(yōu)化高速公路機電通信系統(tǒng)上加大投入，引用先進通信技術，以提升本國高速公路通信系統(tǒng)的運行效率和可靠性。我國應加大對通信技術革新的重視，以實現(xiàn)高速公路的現(xiàn)代化建設。

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