試論高速公路通信系統(tǒng)功能分析與發(fā)展前瞻

論文關鍵字：高速公路　通信系統(tǒng)　功能分析　前瞻
　　論文摘要：高速公路通信系統(tǒng)是其整體機電系統(tǒng)的基礎與平臺，是收費和監(jiān)控系統(tǒng)提供信息傳輸?shù)耐ǖ?。主要包括光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)、程控數(shù)字交換系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)圖像傳輸系統(tǒng)、光電纜工程和通信電源系統(tǒng)。各系統(tǒng)的功能分析及發(fā)展前瞻由本文可知。
　　
　　一、光纖傳輸系統(tǒng)
　　光纖傳輸系統(tǒng)在不斷地發(fā)展：由最初的PDH，發(fā)展到現(xiàn)在的SDH(同步數(shù)字序列)、WDM(波分多路復用)、DWDM(密集波分多路復用)以及全光網絡。其中，SDH能自由選擇路由，有統(tǒng)一的網絡接口，可兼容PDH等現(xiàn)存的數(shù)字體系，高速公路一般采用SDH傳輸方式。
　　光纖傳輸系統(tǒng)為高速公路沿線設施(如程控交換機、業(yè)務電話之間的話務通信，以及監(jiān)控、收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖像等非話業(yè)務)提供傳輸通道。
　　針對高速公路的實際情況，一般采用具有較高的性能價格比環(huán)形保護方式，以提高整個骨干網絡的可靠性。網時鐘同步采用主從方式，通過BITS系統(tǒng)來分配和確定輸入SDH節(jié)點機的同步時鐘信號。
　　二、程控數(shù)-T-交換系統(tǒng)
　　1、系統(tǒng)構成
　　每個通信總中心、通信中心配置一臺程控數(shù)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，而是通過通信站中的光纖接入設備ONU(光網絡單元)提供的語音端口直接連接電話，ONU語音端口的數(shù)量根據(jù)通信站的規(guī)模和實際需要來選擇。通信站的電話通過通信分中心的接入設備OLT和遠端交換模塊RSM實現(xiàn)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)務電話連接。
　　2、中繼方式及接口等
　　通信總中心、通信中心的程控數(shù)字交換機采用中繼方式接入電信公用電話交換網，市話公網的連接根據(jù)電信部門所能提供的方式，可以采用數(shù)字中繼的方式，也可以采用模擬環(huán)路中繼方式，提供市話、長話和國際長話業(yè)務。
　　用戶接口Zl符合ITu—TQ.517建議，數(shù)字接口符合ITu—TG.703、G.704、G.705、G.512建議。
　　通信總中心設置一套計費系統(tǒng)，通過計費軟件來實現(xiàn)通信總中心與公網、總中心到各個中心、分中心所在地的公網電話計費。專網內部用戶之間呼叫一律不計費，出局呼叫進入市話網則按當?shù)仉娦挪块T規(guī)定方式進行收費。
　　三、緊急電話系統(tǒng)
　　緊急電話傳輸可分為有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸有三種方式，即通過公共電話網進行連接，通過電纜以總線方式連接和通過光纜連接。目前高速公路常用通過電纜和光纜連接的方式。
　　緊急電話系統(tǒng)由緊急電話主機、傳輸線路和路側緊急電話組成。緊急電話主機設在分中心，能及時顯示路側緊急電話的呼叫信息，排隊呼叫時按先到先處理原則進行，也可以將其中任意兩個呼叫同時處理，可錄音，可與公用業(yè)務電話網相連。使用者按下路側緊急電話上的按鈕后能自動向監(jiān)控中心發(fā)出呼叫,并傳達呼叫分機信息，與緊急電話控制臺建立雙工通話并能接受主機發(fā)出的各種呼叫檢測指令。路側緊急電話主副機一般采用太陽能供電，應具有良好的雷電防護性能和環(huán)境適應性能。
　　四、指令電話系統(tǒng)
　　總中心、中心設置指令電話控制臺，采用數(shù)字方式連接到程控數(shù)字交換機上，通過熱線電話或會議電話的功能來實現(xiàn)指令電話的功能?？傊行闹噶铍娍梢詫χ行闹噶铍娫?，中心的指令電話可以對分中心的指令電話，分中心指令電話可以對各收費站指令電話進行單呼、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。
　　指令電話不另外采用專門設備,而是利用現(xiàn)有數(shù)字程控交換機的熱線電話和會議電話等功能來實現(xiàn)，需要在總中心、中心和分中心配備多功能數(shù)字話機作為指令電話控制臺，收費站也設指令電話分機，構成指令電話系統(tǒng)。
　　五、ATM傳輸系統(tǒng)
　　1、結構
　　ATM系統(tǒng)按通信系統(tǒng)的管理體制設計，一級網絡為通信總中心到通信中心，二級網絡為通信中心到通信分中心，三級網絡為通信分中心到各通信站，屬于接入部分。各級網絡帶寬可采用以下推薦值：
　　（1）一級網絡：622Mbps0C-12cATM
　?。?）二級網絡：155MbpsOC-3cATM
　?。?）三級網絡：2Mbps廣域網
　　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和專業(yè)銀行的連接，通信總中還配置一個快速以太網接口連接總中心的千兆位以太網交換機，并配置高速串行端口連接公網提供的數(shù)據(jù)接口。
　　3、通信中心
　　通信中心配置ATM交換機，通信總中心通過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交換機，交換機上的兩個622M的高速端口連接到兩臺核心ATM交換機上，以太網交換機上配置10／100Mbps自適應端口，連接收費系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的計算機和其它計算機。
　　核心ATM交換機及以太網交換機技術指標同通信總中心。
　　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(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，能通信分中心的ATM交換機為中心，通過SDH光纖傳輸系統(tǒng)形成星形連接各個通信站的ATM接入設備。通信分中心的ATM交換機通過環(huán)形鏈路連接到通信中心的ATM交換機上。
　　收費站的以太網交換機通過通信站的ATM接入設備經SDH光纖傳輸系統(tǒng)連接到通信分中心的ATM交換機上。監(jiān)控系統(tǒng)外場設備數(shù)據(jù)通過一對Modem傳輸?shù)酵ㄐ耪?，Modem上的RS-232接口直接連接到ONU設備上提供的RS-232接口上,再通過光纖傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)酵ㄐ胖行牡腁DM光纖傳輸設備上，ADM上相應的RS—232按口連接到監(jiān)控分中心的計算機系統(tǒng)上。

六、圖像傳輸系統(tǒng)
　　由于帶寬限制，圖像信號不能利用廣域網接入設備通過傳送數(shù)據(jù)的廣域網線路傳輸，而是通過編碼解碼器連接到SDH設備上，通過SDH傳輸?shù)奖O(jiān)控分中心。
　　監(jiān)控系統(tǒng)的圖像傳輸：將經過編碼的2Mbps數(shù)字圖像信號通過ONU上提供的2Mbps數(shù)字鏈路傳輸?shù)酵ㄐ欧种行牡腛LT設備上，再通過OLT設備上的2Mbps接口解碼成模擬信號，在監(jiān)控分中心的視頻顯示器上顯示。
　　收費系統(tǒng)圖像傳輸：模擬方式把設置在收費車道的圖像監(jiān)控信息傳輸?shù)绞召M站的收費監(jiān)控系統(tǒng)上，將圖像編碼后編通過通信站的ONU上的2Mbps數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)椒种行牡氖召M監(jiān)控系統(tǒng)上。在收費分中心的監(jiān)控室內，通過編碼器編譯成模擬信號在監(jiān)視器上顯示。
　　七、通信電源系統(tǒng)
　　為了保證通信系統(tǒng)不間斷的信息暢通，要求通信設備處于連續(xù)運行狀態(tài)，通信系統(tǒng)供電采用不間斷供電。在市電供電時，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，由不間斷電源（UPS）供電。
　　在通信總中心、中心、分中心配置高頻開關模塊電源設備，向光傳輸設備、程控交換設備和交換機設備供電，同時配置不間斷電源（UPS），保證斷電后維持4個小時的供電要求。
　　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關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個小時的供電要求。
　　八、網絡管理系統(tǒng)
　　通信總中心是高速公路通信系統(tǒng)的管理中心，擔負著所有通信系統(tǒng)的網絡管理功能。在通信總中心設置一個網管中心，對SDH傳輸系統(tǒng)、ATM數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)進行全面集中的管理和系統(tǒng)維護。網絡管理系統(tǒng)主要包括網絡配置管理、數(shù)據(jù)搜集、存儲和統(tǒng)計、網絡性能管理、網絡費用管理，以上所述網絡管理功能，均可通過IBMTivoli系列網絡及系統(tǒng)管理軟件實現(xiàn)。
　　九、發(fā)展前瞻
　　1、普遍采用標準化的技術產品，保證了不同廠商產品的設備互操作性，實現(xiàn)統(tǒng)一網管；
　　2、考慮今后新技術的發(fā)展，規(guī)模的擴展和結構的變化，必須具備升級換代的能力；
　　3、為網絡提供完善的安全方案切實保護網絡系統(tǒng)的正常運行，防止非法侵入；
　　4、考慮了冗余線路與單點故障問題，選用了可靠性、高冗錯能力強的設備；
　　5、必須保證網絡的物理結構，邏輯