淺談高速公路通信系統

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，而實現這些特點不能單單依靠公路設施，必須依靠對交通工程的研究才能實現。通信系統是高速公路現代化管理的重要支撐系統，它要準確及時的傳輸相關的數據、語音、圖像等相關信息，保證相關業務部門之間聯絡順暢，并為外部相關部門建立必要的聯系，它是所有信息的傳遞的載體，是與外界溝通的紐帶。

關鍵詞系統組成；系統業務；傳輸系統原理；網管系統功能

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

1系統組成

高速公路通信系統由程控交換系統、接入網系統、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協議與AN（接入網）相連。接入網OLT是接入網與程控交換機的連接點，又是接入網的核心，以OLT為中心，ONU（光纖網絡單元）以星型拓撲與OLT相連。接入網OLT和ONU內置有SDH光傳輸系統，利用SDH自愈保護環對所承載的信號進行保護。各接入點ONU設備接入語音、64K以下子速率數據、收費數據等等業務。

緊急電話系統在路上救援方面發揮著不可替代的作用，不管是在發達國家還是發展中國家，不管有多么完善的移動通信系統，各國都把緊急電話系統作為高速公路機電系統的必配設備。

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

通信管道及其光電纜是通信系統信息傳輸的物理基礎。

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

2系統業務

高速公路通信業務大致可以分為語音、數據和圖像三大部分。收費站、管理處、管理中心需要的語音業務包括公務電話BT、指令電話CT、緊急電話ET，還有非話音業務的傳真業務；數據業務包括收費局域網的互連、外場交通監控數據采集和控制以及可變情報板、限速標志、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；圖像業務主要是CCTV交通監控圖像及會議電視圖像，CCTV交通監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控圖像。這樣在同一網絡上能實現多業務融合是優化網絡結構、方便網絡維護、提高網絡利用率及節省投資成本的一個有效方法?，F高速公路正進行著全省聯網

SDH光同步傳輸系統承接交換系統。路段緊急電話通過交換機，將其呼叫轉至緊急電話終端，緊急電話設成熱線，路段上一提機就能呼叫到監控中心，由值班人員處理事故報警，值班人員能應用系統記錄事故報警相關信息，如事故類型、事故路段。全線每一公里設一對緊急電話，一個主機、一個副機。副機由主機供電，主機設有太陽能電池，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管中心，網管中心能對路段上每一臺電話應答，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，如出現故障，就能馬上在網管上顯示。

無線通信系統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的移動臺或車載臺。無線通信主要應用于廣場督導與收費戰監控票管人員之間聯系，還應用于路政巡邏呼叫之用。

3光纖數字傳輸系統原理

采用SDH技術的傳輸設備，我們稱之為SDH網絡單元（簡稱網元），由SDH網元通過光纖系統連接起來的網絡稱之為SDH光同步數字傳輸網絡。

其功能可以簡述為：傳輸、復用、交叉。復用又細分為映射、定位、復用三個步驟。

復用是把多個低速率信號組合成高速率的SDH信號。解復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/插復用：在發端插入，在收端分出。而無需在每個站對全部高速信號進行重新拆裝，這是SDH相對PDH一個最大的優勢。

在復用過程中，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，使收端能據此正確地從SDH幀中分離相應的低速率信號。

傳輸是將SDH信號通過電光-光電轉換，使其能通過光纖系統進行遠距離傳輸。

交叉功能是SDH技術中非常重要的功能，信號從這個通道跳到另一個通道，從而實現靈活的組網，也使網絡能夠實現自我保護，即實現網絡自愈功能。交通通信專網常用二纖單向通道保護環方式。

最后簡單提一下2Mbit/s信號，該信號是傳輸系統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。

對于通道保護環，業務的保護是以通道為基礎的，也就是保護的是STM-N信號中的某個VC（某一路PDH信號），倒換與否按環上的某一個別通道信號的傳輸質量來決定的，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進行倒換。例如在STM-16環上，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網管系統功能

為了處理復雜的管理網，現代高速公路主要采用華為或者中興的網絡管理系統，一般可以把管理功能分為四大類。

1）配置管理。主要實施對網元的控制、識別和數據交換，實現對傳送網進行網元、通道、電路的增加、修改和刪除等調度功能。配置管理實際是完成對網元的狀態進行監視和控制，完成對網元的配置、檢查和測試等功能。2）故障管理。故障管理負責對設備及子網運行中的故障進行檢測，并給出告警指示。故障管理要能對傳輸系統進行故障診斷、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備狀況、網絡或網絡單元效能得報告和評估。其主要任務是實行性能監視（包括業務量狀態監視和業務量性能監視）、性能控制（主要是業務量控制和管理，如網管數據庫的建立與更新等）和性能分析（對性能數據進行附加處理和分析）。當網絡沒有產生故障，或沒有產生能讓故障管理進行處理的故障時，由于各種原因導致網絡質量或服務質量下降，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，即通信網絡進行安全管理，保證通信網絡的安全；另一層含義是網管系統本身的安全管理。

5結語

隨著高速公路的發展，高速公路在人們的日常生活中占據了越來越大的位置，它的出現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水平，更促進了各國經濟的發展。目前，隨著高速公路聯網收費的不斷深入和發展，機電工程的建設和改造，高速公路通信系統將在未來擁有更大的發展空間及前景。屆時高速公路的現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。