浅谈高速公路通信系统

赖炎辉

摘 要高速公路以其高速、安全、舒适的特点赢得了人们的广泛赞誉，而实现这些特点不能单单依靠公路设施，必须依靠对交通工程的研究才能实现。通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统，它要准确及时的传输相关的数据、语音、图像等相关信息，保证相关业务部门之间联络顺畅，并为外部相关部门建立必要的联系，它是所有信息的传递的载体，是与外界沟通的纽带。

关键词系统组成；系统业务；传输系统原理；网管系统功能

中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0156-01

1系统组成

高速公路通信系统由程控交换系统、接入网系统、通信电源、紧急电话、通信管道组成。核心配置为程控交换机和接入网OLT（光纤线路终端）。程控交换机SM（交换模块）的独立局模式，用模拟中继线与市话局相连，用7号信令与其它路段相连，用V5协议与AN（接入网）相连。接入网OLT是接入网与程控交换机的连接点，又是接入网的核心，以OLT为中心，ONU（光纤网络单元）以星型拓扑与OLT相连。接入网OLT和ONU内置有SDH光传输系统，利用SDH自愈保护环对所承载的信号进行保护。各接入点ONU设备接入语音、64K以下子速率数据、收费数据等等业务。

紧急电话系统在路上救援方面发挥着不可替代的作用，不管是在发达国家还是发展中国家，不管有多么完善的移动通信系统，各国都把紧急电话系统作为高速公路机电系统的必配设备。

通信电源是针对通信电源市场的需求而设计的，输入220V交流电，提供给程控交换机和接入网设备所需的-48V直流电源。

通信管道及其光电缆是通信系统信息传输的物理基础。

通信软件主要是指网络管理软件：程控交换机管理软件、传输管理系统、接入网管理系统、紧急电话管理系统。软件通过串口或局域网与网元相连；通过图形界面与用户接口管理网元；主要有系统管理、配置管理、告警管理、性能管理、报表管理、维护管理、安全管理和帮助等功能。

2系统业务

高速公路通信业务大致可以分为语音、数据和图像三大部分。收费站、管理处、管理中心需要的语音业务包括公务电话BT、指令电话CT、紧急电话ET，还有非话音业务的传真业务；数据业务包括收费局域网的互连、外场交通监控数据采集和控制以及可变情报板、限速标志、车辆检测、气象检测、图像切换和控制等，还包括高速公路管理部门的办公自动化；图像业务主要是CCTV交通监控图像及会议电视图像，CCTV交通监控图像包括收费站中收费车道、收费亭和收费广场图像以及重要路段和立交桥的外场监控图像。这样在同一网络上能实现多业务融合是优化网络结构、方便网络维护、提高网络利用率及节省投资成本的一个有效方法。现高速公路正进行着全省联网

SDH光同步传输系统承接交换系统。路段紧急电话通过交换机，将其呼叫转至紧急电话终端，紧急电话设成热线，路段上一提机就能呼叫到监控中心，由值班人员处理事故报警，值班人员能应用系统记录事故报警相关信息，如事故类型、事故路段。全线每一公里设一对紧急电话，一个主机、一个副机。副机由主机供电，主机设有太阳能电池，每个路段各由一个ONU管理，本路段的紧急电话通过ONU接入网与程控交换机相连，再由交换机将呼叫电话传至紧急电话网管中心，网管中心能对路段上每一台电话应答，还能呼叫到路段上每一台话机，并同时能检测每一台话机的状态，如出现故障，就能马上在网管上显示。

无线通信系统由基地台与移动台组成，基地台处理本地覆盖的呼叫，再由链路台将各基地台连接起来。本地呼叫使用频率1，链路呼叫统一使用频率2。使用链路台可使移动台呼叫到所有基地台覆盖范围之内的移动台或车载台。无线通信主要应用于广场督导与收费战监控票管人员之间联系，还应用于路政巡逻呼叫之用。

3光纤数字传输系统原理

采用SDH技术的传输设备，我们称之为SDH网络单元（简称网元），由SDH网元通过光纤系统连接起来的网络称之为SDH光同步数字传输网络。

其功能可以简述为：传输、复用、交叉。复用又细分为映射、定位、复用三个步骤。

复用是把多个低速率信号组合成高速率的SDH信号。解复用则是与此相反的过程。比如将由程控交换机传来的63个2Mbit/s信号组合成一个SDH的STM-1信号，速率为155Mbit/s；4个STM-1信号组合成一个SDH的STM-4信号，速率为622Mbit/s。

一个SDH的STM-1信号能放下63个2Mbit/s信号，我们将其编为1-63号通道。分/插复用：在发端插入，在收端分出。而无需在每个站对全部高速信号进行重新拆装，这是SDH相对PDH一个最大的优势。

在复用过程中，映射就是如何将整个低速率信号作为有效载荷放到SDH帧中（可以形象地称为打包）。而定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低速率信号的起点在SDH帧中的具体位置，使收端能据此正确地从SDH帧中分离相应的低速率信号。

传输是将SDH信号通过电光-光电转换，使其能通过光纤系统进行远距离传输。

交叉功能是SDH技术中非常重要的功能，信号从这个通道跳到另一个通道，从而实现灵活的组网，也使網络能够实现自我保护，即实现网络自愈功能。交通通信专网常用二纤单向通道保护环方式。

最后简单提一下2Mbit/s信号，该信号是传输系统处理的最小信号单元。该信号就是指的PCM信号，它从程控交换机过来，包括30路话路和2路管理信息。每路64Kbit/s。

对于通道保护环，业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC（某一路PDH信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否应进行倒换。例如在STM-16环上，若收端收到第4VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将该通道切换到备用信道上去。

4网管系统功能

为了处理复杂的管理网，现代高速公路主要采用华为或者中兴的网络管理系统，一般可以把管理功能分为四大类。

1）配置管理。主要实施对网元的控制、识别和数据交换，实现对传送网进行网元、通道、电路的增加、修改和删除等调度功能。配置管理实际是完成对网元的状态进行监视和控制，完成对网元的配置、检查和测试等功能。2）故障管理。故障管理负责对设备及子网运行中的故障进行检测，并给出告警指示。故障管理要能对传输系统进行故障诊断、故障定位、故障隔离、故障校正以及提供测试功能。故障管理的构成是：检测故障信号、收集故障信号、识别故障信号、故障定位、告警指示。3）性能管理。性能管理主要是提供通信设备状况、网络或网络单元效能得报告和评估。其主要任务是实行性能监视（包括业务量状态监视和业务量性能监视）、性能控制（主要是业务量控制和管理，如网管数据库的建立与更新等）和性能分析（对性能数据进行附加处理和分析）。当网络没有产生故障，或没有产生能让故障管理进行处理的故障时，由于各种原因导致网络质量或服务质量下降，就要使用性能管理。4）安全管理。安全管理有两层含义：一是对管理对象，即通信网络进行安全管理，保证通信网络的安全；另一层含义是网管系统本身的安全管理。

5结语

随着高速公路的发展，高速公路在人们的日常生活中占据了越来越大的位置，它的出现极大地缓解了交通拥挤的状况，并且提高了公路的运输效益和服务水平，更促进了各国经济的发展。目前，随着高速公路联网收费的不断深入和发展，机电工程的建设和改造，高速公路通信系统将在未来拥有更大的发展空间及前景。届时高速公路的现代化管理水平将得到全面提升，通行能力和运营效益将得到显著改善。