探讨高速公路通信系统的发展规划与思考

贾圆飞

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)

1 工程概况

贵州省六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段工程是贵州省高速公路网的第7 联，是国家高速公路第12 横杭瑞和第13 横沪昆的联络线，也是省高速公路第3 横江口至六盘水和第4 横鲇鱼铺至胜境关的联络线。本项目位于六盘水境内，线路起于滥坝镇，终点止于六枝西特区。本项目的实施将进一步完善贵州省高速公路路网布局，为贵州省六盘水地区的交通运输提供一条全新的、便捷的城乡联络线，对带动沿线乡镇之间的交通运输和经济往来，实现六盘水地区经济综合区的协调发展具有重要的意义。

2 光纤数字传输系统

2.1 系统构成

全省高速公路专用通信网划分为三级级管理:省通信中心，片区管理中心，路段内无人值通信站。其中，省通信中心及片区管理中心不在本次设计范围内。本项目设置一个环网。沿线共设5 个无人值守光通信站——滥坝通信站、陡箐通信站、新场南通信站、岩脚通信站及六枝西通信站。

2.2 系统配置

由于高速公路沿线有许多的基层单位用户群，而各用户群之间及基层单位与分中心之间有大量的语音、传真、数据和图像信号需要传输。本项目利用六盘水片区管理中心。接入网系统包括:通信利用六盘水片区管理中心的光线路终端(OLT)，在无人值守光通信站分别设置光网络单元(ONU)，OLT 和ONU 设备要求配置V5.2 接口，OLT 和ONU的传输均采用内置型光纤传输设备。各站点间通过隔站跳接方式组成STM－4 等级(可升级为STM－16 等级)传输速率的自愈环，从而提高整个系统的可靠性。服务区、停车区的语音和数据通过电话数据光端机连接至就近通信站的ONU，进入通信系统。

2.3 传输网管和公务通信

本高速公路通信网络管理系统是全省网管网的一部分，应与全省网管网规划协调一致。初期，本高速公路网管系统功能应满足电信管理网模型的第一层(网元层)及第二层(网元管理层)要求。网元层功能:单个网元配置、故障、性能等管理功能。考虑高速公路通信网分期建设的特点宜加强网元层管理功能。网元管理层功能:配置管理、维护管理、传输业务管理、告警管理、测试管理、环境电源等功能。

本路段利用六盘水片区管理中心的网元级网管系统，用于本路段的光纤数字传输系统光同步数字传输设备和基层综合业务接入网的维护和管理。并且预留Q3 接口，以便将来接入贵州省通信中心的网管系统。利用公务通道中的开销比特E1、设置两条公务联络通信电路，E2 用于各站之间的业务联络，公务电话应具备选呼和群呼功能。

2.4 网络设备配置

根据本工程高速公路通信系统需求，通信分中心配置1套干线光纤数字传输系统－16 智能光网络(ASON)传输设备，传输带宽容量为622Mbit/s;作为接入设备，公路原有的Optix2500 + 网元与新增的ASON 传输设备相连(在OptiX 2500 +网元中，若单光口组成TM 系统，则一般都设为西向);采用光纤数字传输系统光传输设备(ASON)相连，通信分中心接入环网各通信站之间可以组成有效地二纤自愈环网。

3 数字程控交换系统

数字程控交换机系统用来实现本路段内各管理部门所需的业务电话、指令电话、收费亭的对讲电话等通信业务，以及与高速公路电话专网和公网的互联。

利用六盘水片区管理中心的数字程控交换机，并相应配置各站区用户线路。数字程控交换机采用局用机、双处理机，应具备中国No.1、中国No.7 信令，信令系统应与全省交换网规划协调一致。路段内远端用户电路由光纤综合业务接入网提供，经片区管理中心光线路终端(OLT)4 ×2Mb/s接口进入数字程控交换机。数字程控交换机应具有V5.2接口功能，时钟的精确度应采用G.812 建议规范达到5 ×10，并配有外定时接口。片区管理中心数字程控交换机与省通信中心交换机之间采用全自动数字中继方式，数字中继局间信令为中国No.7 信令。全省高速公路交换网采用统一编号。在片区管理中心设置数字程控交换机的维护终端和计费终端，负责对数字程控交换机进行维护和计费管理;设置话务员台，转接来自公网的呼叫业务;各通信站均需设置MDF 配线设备。

由于采用数字程控交换技术，在传输系统中的接入业务被大大弱化，甚至由于大量外场设备都是采用网络接口而直接取消。通过全省范围内语音业务的造价测算，数字程控交换系统的造价比“SDH+程控交换+接入网”的方案造价要低近30%，同时后续新增路段语音业务的开设难度降低，业务开通效率更高，日常维护难度降低，具有较好经济性、可扩展性及易维护性。数字程控交换系统(省中心－分中心－各站点)见图1。

图1 交换网络结构

4 数据、图像传输系统

4.1 路段监控数据的传输

路段监控数据传输通路分为三级，第一级为路段监控外场设备至就近通信站的数据传输通路;第二级为通信站至片区管理中心的路段监控数据传输通路;第三级为片区管理中心至省中心监控网络数据传输通路。

4.2 隧道监控数据的传输

隧道监控数据传输通路分为三级，第一级为隧道PLC、电力、火灾等监控设备至隧道变电所的数据传输通路;第二级为隧道变电所至隧道监控管理救援站的数据传输通路;第三级为隧道监控管理救援站至片区管理中心的隧道监控数据传输通路。

4.3 收费数据的传输

收费数据传输通路分为三级，第一级为收费车道至收费站的收费数据传输通路;第二级为收费站至片区管理中心的收费数据传输通路;第三级为片区管理中心至省中心收费网络数据传输通路。

4.4 监控、收费视频图像的传输

本项目通信系统为监控、收费、隧道图像的长距离传输提供光缆。各道路、互通立交摄像机图像通过H.264 编码器压缩后传至就近的收费站，由监控系统负责;各收费车道、收费亭、收费广场摄像机图像通过H.264 编码器压缩后传至所属收费站数字视频传输设备，由收费系统负责;各隧道监控图像通过H.264 编码器压缩后传至就近隧道监控管理救援站数字视频传输设备，由隧道机电系统负责。

5 规划不足之处思考

虽然光纤数字传输系统在高速公路通信系统中具有明显的优势，但是在实际规划应用中还存在一些不足之处，主要体现在频带利用率低等方面，在信号的帧结构中，光纤数字传输系统技术通过采用OAM 开销字节，可以有效提升网络监控功能，但是另一方面，由于光纤数字传输系统技术大量加入了开销字节，采用的指针技术使信号容易引起抖动，导致传输有效信息字节相对减少，出现幅度大、抖动频率低等情况，而且这种情况较难控制。因此，在通信系统设计方案中，人们还要结合光纤数字传输系统抖动性能等因素综合考虑。

6 结束语

综上所述，随着网络的不断发展，未来光纤数字传输系统技术将结合光波分复用(WDM)、ATM 技术、Internet 技术，使之在高速公路通信系统中得到更广泛的应用。

［1］杨立波，房延军，王旺.构建国家信息高速公路——全国高速公路通信系统联网规划研究［J］.中国交通信息化，2012，(9):55－56.

［2］陈江华，赵建东.省域高速公路视频联网控制系统研究［J］.中国交通信息化，2010，(10):71－72.

［3］李爱民，江运志.全国高速公路区域联网ETC 建设的基本设想［J］.中国交通信息产业，2009，(10):69－70.