試論高速公路通信系統(tǒng)功能分析與發(fā)展前瞻

論文關(guān)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(jī)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)與平臺(tái)，是收費(fèi)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?cái)?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(fù)用)、DWDM(密集波分多路復(fù)用)以及全光網(wǎng)絡(luò)。其中，SDH能自由選擇路由，有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)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(shè)施(如程控交換機(jī)、業(yè)務(wù)電話之間的話務(wù)通信，以及監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖像等非話業(yè)務(wù))提供傳輸通道。
　　針對(duì)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(hù)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BITS系統(tǒng)來分配和確定輸入SDH節(jié)點(diǎn)機(jī)的同步時(shí)鐘信號(hào)。
　　二、程控?cái)?shù)-T-交換系統(tǒng)
　　1、系統(tǒng)構(gòu)成
　　每個(gè)通信總中心、通信中心配置一臺(tái)程控?cái)?shù)字交換機(jī)，通信分中心配置遠(yuǎn)端交換模塊(RSM)，通信站不配置程控交換設(shè)備，而是通過通信站中的光纖接入設(shè)備ONU(光網(wǎng)絡(luò)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(shí)際需要來選擇。通信站的電話通過通信分中心的接入設(shè)備OLT和遠(yuǎn)端交換模塊RSM實(shí)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(wù)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?cái)?shù)字交換機(jī)采用中繼方式接入電信公用電話交換網(wǎng)，市話公網(wǎng)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(zhǎng)話和國(guó)際長(zhǎng)話業(yè)務(wù)。
　　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(shè)置一套計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，通過計(jì)費(fèi)軟件來實(shí)現(xiàn)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)電話計(jì)費(fèi)。專網(wǎng)內(nèi)部用戶之間呼叫一律不計(jì)費(fèi)，出局呼叫進(jìn)入市話網(wǎng)則按當(dāng)?shù)仉娦挪块T規(guī)定方式進(jìn)行收費(fèi)。
　　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(wǎng)進(jìn)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(jī)、傳輸線路和路側(cè)緊急電話組成。緊急電話主機(jī)設(shè)在分中心，能及時(shí)顯示路側(cè)緊急電話的呼叫信息，排隊(duì)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)電話網(wǎng)相連。使用者按下路側(cè)緊急電話上的按鈕后能自動(dòng)向監(jiān)控中心發(fā)出呼叫,并傳達(dá)呼叫分機(jī)信息，與緊急電話控制臺(tái)建立雙工通話并能接受主機(jī)發(fā)出的各種呼叫檢測(cè)指令。路側(cè)緊急電話主副機(jī)一般采用太陽能供電，應(yīng)具有良好的雷電防護(hù)性能和環(huán)境適應(yīng)性能。
　　四、指令電話系統(tǒng)
　　總中心、中心設(shè)置指令電話控制臺(tái)，采用數(shù)字方式連接到程控?cái)?shù)字交換機(jī)上，通過熱線電話或會(huì)議電話的功能來實(shí)現(xiàn)指令電話的功能?？傊行闹噶铍娍梢詫?duì)中心指令電話，中心的指令電話可以對(duì)分中心的指令電話，分中心指令電話可以對(duì)各收費(fèi)站指令電話進(jìn)行單呼、組呼、全呼。各同級(jí)分機(jī)可直接呼叫控制臺(tái)，分機(jī)之間不允許呼叫。
　　指令電話不另外采用專門設(shè)備,而是利用現(xiàn)有數(shù)字程控交換機(jī)的熱線電話和會(huì)議電話等功能來實(shí)現(xiàn)，需要在總中心、中心和分中心配備多功能數(shù)字話機(jī)作為指令電話控制臺(tái)，收費(fèi)站也設(shè)指令電話分機(jī)，構(gòu)成指令電話系統(tǒng)。
　　五、ATM傳輸系統(tǒng)
　　1、結(jié)構(gòu)
　　ATM系統(tǒng)按通信系統(tǒng)的管理體制設(shè)計(jì)，一級(jí)網(wǎng)絡(luò)為通信總中心到通信中心，二級(jí)網(wǎng)絡(luò)為通信中心到通信分中心，三級(jí)網(wǎng)絡(luò)為通信分中心到各通信站，屬于接入部分。各級(jí)網(wǎng)絡(luò)帶寬可采用以下推薦值：
　?。?）一級(jí)網(wǎng)絡(luò)：622Mbps0C-12cATM
　?。?）二級(jí)網(wǎng)絡(luò)：155MbpsOC-3cATM
　　（3）三級(jí)網(wǎng)絡(luò)：2Mbps廣域網(wǎng)
　　2、通信總中心
　　通信總中心配置兩臺(tái)ATM交換機(jī)，通信總中心通過SDH傳輸設(shè)備ADM與通信中心ATM交換機(jī)組成一級(jí)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(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(jī)，并配置高速串行端口連接公網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)接口。
　　3、通信中心
　　通信中心配置ATM交換機(jī)，通信總中心通過SDH傳輸設(shè)備ADM與通信中心ATM交換機(jī)組成—級(jí)ATM骨干環(huán)，通信中心通過SDH傳輸設(shè)備ADM與通信分中心ATM交換機(jī)組成二級(jí)ATM骨干環(huán)。
　　通信中心配置兩臺(tái)千兆位以入網(wǎng)交換機(jī)，交換機(jī)上的兩個(gè)622M的高速端口連接到兩臺(tái)核心ATM交換機(jī)上，以太網(wǎng)交換機(jī)上配置10／100Mbps自適應(yīng)端口，連接收費(fèi)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和其它計(jì)算機(jī)。
　　核心ATM交換機(jī)及以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)指標(biāo)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(jī)，在三級(jí)ATM數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，能通信分中心的ATM交換機(jī)為中心，通過SDH光纖傳輸系統(tǒng)形成星形連接各個(gè)通信站的ATM接入設(shè)備。通信分中心的ATM交換機(jī)通過環(huán)形鏈路連接到通信中心的ATM交換機(jī)上。
　　收費(fèi)站的以太網(wǎng)交換機(jī)通過通信站的ATM接入設(shè)備經(jīng)SDH光纖傳輸系統(tǒng)連接到通信分中心的ATM交換機(jī)上。監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)通過一對(duì)Modem傳輸?shù)酵ㄐ耪荆琈odem上的RS-232接口直接連接到ONU設(shè)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(shè)備上，ADM上相應(yīng)的RS—232按口連接到監(jiān)控分中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上。

六、圖像傳輸系統(tǒng)
　　由于帶寬限制，圖像信號(hào)不能利用廣域網(wǎng)接入設(shè)備通過傳送數(shù)據(jù)的廣域網(wǎng)線路傳輸，而是通過編碼解碼器連接到SDH設(shè)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(jīng)過編碼的2Mbps數(shù)字圖像信號(hào)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(shè)備上，再通過OLT設(shè)備上的2Mbps接口解碼成模擬信號(hào)，在監(jiān)控分中心的視頻顯示器上顯示。
　　收費(fèi)系統(tǒng)圖像傳輸：模擬方式把設(shè)置在收費(fèi)車道的圖像監(jiān)控信息傳輸?shù)绞召M(fèi)站的收費(fèi)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(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)上。在收費(fèi)分中心的監(jiān)控室內(nèi)，通過編碼器編譯成模擬信號(hào)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(shè)備處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，通信系統(tǒng)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(duì)通信設(shè)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、分中心配置高頻開關(guān)模塊電源設(shè)備，向光傳輸設(shè)備、程控交換設(shè)備和交換機(jī)設(shè)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(shè)備ONU本身未配置整流模塊電源設(shè)備，則可在通信站配置高頻開關(guān)模塊電源設(shè)備及蓄電池組，向光接入設(shè)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(tǒng)
　　通信總中心是高速公路通信系統(tǒng)的管理中心，擔(dān)負(fù)著所有通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能。在通信總中心設(shè)置一個(gè)網(wǎng)管中心，對(duì)SDH傳輸系統(tǒng)、ATM數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)進(jìn)行全面集中的管理和系統(tǒng)維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)配置管理、數(shù)據(jù)搜集、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)性能管理、網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用管理，以上所述網(wǎng)絡(luò)管理功能，均可通過IBMTivoli系列網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)管理軟件實(shí)現(xiàn)。
　　九、發(fā)展前瞻
　　1、普遍采用標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)產(chǎn)品，保證了不同廠商產(chǎn)品的設(shè)備互操作性，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管；
　　2、考慮今后新技術(shù)的發(fā)展，規(guī)模的擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)的變化，必須具備升級(jí)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(hù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，防止非法侵入；
　　4、考慮了冗余線路與單點(diǎn)故障問題，選用了可靠性、高冗錯(cuò)能力強(qiáng)的設(shè)備；
　　5、必須保證網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)，邏輯