沿海高速公路通信系统

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1、沿海高速公路通信系统作者:尹瑞晨专业:交通安全与智能控制摘要随着国民经济和社会的发展， 高速公路作为拉动经济发展的大动脉，已处于高速建设和发展的时期。截止到1999 年底，全国高速公路已经超过10000 公里。 目前我国正在建设“五纵七横”高速公路网，计划到 2000 年， 基本建成“两纵两横和三个重要路段”，全长17000 公里，到 2010 年，基本建成“五纵七横”主干线，届时全国高速公路将达到36000 公里。为了充分发挥高速公路的效益，必须完善与高速公路配套的机电工程，即通信系统、收费系统和监控系统。 在三大机电项目中， 通信系统主要为运营管理及监控、收费系统提供传输平台。 但传统上，

2、 人们往往重视收费和监控而忽视了通信系统的建设， 殊不知高速公路通信系统是高速公路现代化管理的支撑系统，它要实现监控系统和收费系统的数据、话音和图象等信息准确而及时的传输，要保持高速公路管理部门之间业务联络通信的畅通，并要为高速公路内部各部门与外界建立必要的联系。 因此通信系统是实现高速公路现代化管理必不可少的基础设施。关键字： 高速公路三大机电项目通信系统基础设施概况高速公路的通信网络系统首先需要很好地支持公路运营管理所需要的应用系统包括收费管理数据应用系统、公路管理业务和应急话音通信系统、 公路运营视频监视系统等等。通常这些系统是采用各自专用的通信线路完成业务的传输， 但在业务点分散、业务

3、量相对较小，而传输距离跨度较大的公路专用网络环境中显得效率低下。因此需要能够在宝贵的远距传输系统上，实现将话音、 数据和视频监视系统集成在一起，利用先进的多业务集成广域网交换设备构建公路高速网络传输通信平台。要求能够高效地支持视频、话音和数据等业务，并且具有很好的扩展特性。高速公路通信传输系统利用公路沿线的光纤或已有的传输系统和多业务交换机组建公路专用的多业务网络。要求将公路运营必须的视频监视设备、话音通话设备如数字程控交换机、模拟话机、以及收费管理需要的数据网络设备在每个服务机构处接入多业务交换设备。多业务交换设备需要保证各种接入业务的服务质量，并且能够支持系统的扩展性和可靠性。由于高速公路

4、为所经过的区域提供快捷的公路交通干线，因此迅速带动了公路沿线的经济发展和繁荣，同时也创造了很好的经济效益。同样高速公路的通信网络系统的建设，由于投资的远距离传输通信系统在满足高速公路专用系统的应用需要的同时，有富裕的网络传输资源可供利用， 因此配合高速公路沿线的区域经济发展，将公路的传输通信系统资源提供给公路沿线的经济中心，并向他们提供多业务的传输服务，这样可以同样获得良好的经济效益。公路沿线的经济中心的数据、 话音和视频服务能够接入公路传输通信系统，实现在公路传输通信平台上提供搭载业务。同时为保证公路网的专用特性， 多业务网络交换设备应需要保障WAN 上的虚拟网络服务。一、 高速公路通信系统

5、结构1.1 高速公路通信系统主要由以下几部分构成：光纤数字传输系统、程控数字交换系统（含指令电话系统）、紧急电话系统、数据图像传输系统、移动通信系统以及通信电源系统。（1）光纤数字传输系统是为高速公路沿线设施（诸如程控交换机、业务电话）之间提供话务通信，它还为监控，收费系统的数据、传真、图像等非话业务提供传输通道。光传输系统大多基于 SDH ，也有早期的 PDH 在运行。在单条高速公路内部， 通信系统选择 SDH 是毫无疑义的，这是由业务接入特点和技术发展现状决定的。 但各条高速公路通信系统的解决方案有所不同，目前一般采用 SDH 与综合业务接入网相结合的光纤数字传输系统（也有的采用 SDH+

6、DLC接入系统模式）。综合业务接入网有三种类型接口，即光线路终端接口（OLT），光网络单元接口（ONU ）和维护管理接口。控制中心的OLT 通过 V5 接口完成多业务的接入，将话音业务（BT）、指令业务、数据业务和图像业务等合并到一个传输网络中，同时可实现与 DDN 、PSPDN等数据网的连接。 收费站与控制中心可通过接入网的数字数据接口，如 E1 、2B+D 、V.35 、V.24 、G.703 实现收费数据的上传及管理数据的下达。路面监控数据可通过各站ONU 的二/ 四线音频、V.35 、V.24 、V.28 、G.703 等接口传送到控制中心。通信中心设一套光传输本地网管终端， 对 SD

7、H 设备进行维护管理。通信中心还配备了一套综合业务接入网的网管终端对接入网设备进行维护。 SDH 本地网管和接入网网管可集中设置，也可分开设置。光传输系统采用1+1 保护方式。在所有的传送网中，SDH 仍是迄今为止最完整、最多样化和性能优越的保护及恢复方式的技术。（2）程控数字交换系统为高速公路沿线提供业务电话和指令电话，由通信中心的一套汇接局数字程控交换机及若干用户（沿线各管理设施内）组成。具备中国1 号、7 号、V5 信令等设施实现业务的互通，它采用独立的运行维护方法，即为交换机配备一套维护管理终端设备，来负责本站交换机的运行维护。（3）紧急电话系统为高速公路上驾驶员提供一个直接呼救求援的

8、专用通信系统， 该系统在监控中心设紧急电话控制中心，控制本管理区域内的所有紧急电话，是一个独立的系统。（4）数据、图像传输系统。外场设备与监控中心之间的数据传输是通过电缆、 ONU 音频通道完成的。监控数据传输采用模拟传输方式，通信系统为监控系统在各站的综合业务接入网的ONU 设备业务通道中提供足够的2/4W VF接口。监控系统在沿线设置了一定数量的摄像机， 各摄像机的图像和控制信号均要传到监控中心。 图像传输采用点对点模拟方式。通信系统负责为各摄像机图像和控制信号传输提供光缆，各摄像机的视频和控制信号复用后采用一纤传输方式， 通信系统为每个摄像机提供一芯光纤。收费数据一般分三级管理：收费中心

9、计算机、沿线收费站计算机及收费车道控制机。 收费站与收费中心之间的数据传输采用数据通道直接传输， 通信系统在沿线各通信站的设备上需为收费数据传输提供足够的2Mbit/s数据通道接口。通信系统为收费系统的每个摄像机提供一芯光纤。（5）移动通信系统是为高速公路调度通信服务的，一般采用800MHz集群，下设基站。由于沿高速公路有光传输通信系统，因此基站之间的联网都使用此光缆链路，只需在综合业务接入网的光网络单元（ ONU ）和光线路单元设备上设音频接口板即可。（6）通信电源系统。高速公路沿线的通信电源系统配置一套独立的电源网管系统，电源网管系统的监控终端设在通信中心。电源设备配备监控模块， 负责采集

10、本站电源设备运行信息，并把采集到的电源设备运行状况信息利用传输系统提供的话路传到通信中心的电源网管维护终端。1.2 通信系统的模型信源是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为消息信号或基带信号。电话机、电视摄像机和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。转换 所谓转换是将表达消息的感觉媒体（通常是一些非电物理量）通过显示媒体转换为电物理量（电流、电压）。发送设备 的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息信号变换成适合在信道中传输的信号。调制是 最常见的变换方式。对数字通信系统来说，发送设备常常又可分为信源编码与信道编码信道是 指传输信号的物理媒质。在无线信道中，

11、信道可以是大气（自由空间） ， 在有线信道中，信道可以是明线、电缆或光纤。噪声源 不是人为加入的设备， 而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的，并且是人们所不希望的接收设备 的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、 译码、解码等。信宿是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。二、 沿海高速通信系统架构2.1 如图所示：信息源发送设备信道接收设备受信者噪声源发送端接收端图 2.12.2 通信系统架构 (一)：沿海高速 SDH 光纤数字传输系统?在每个站均有华为Optix155/622H组成 ADM 或 REG 逻辑设备，隔站跳接连接成逻辑通道保护网。?每个 ADM 站

12、均设在各收费站通讯机房，从支路板上传下发若干个 2M 业务：1. 分配收费数据最少一个2M业务通道，提供收费数据的通传。2. 分配接入网 OLT 和 ONU 之间的 V5 物理若干个 2M 链路，提供语音通信，紧急电话和子速率业务的连接。2.3 通信系统架构（二） ：数字程控交换系统如图所示：?由程控交换模块组成路段的语音数据一体化通讯网络平台；?模拟用户接口连接普通DTMF 电话机和紧急电话控制台；?话务台或指令电话通过ISDN 数字用户接口连接；?V5 中继用以连接 OLT 和下面各收费站的ONU 进行业务连接和交换；?模拟中继 AT0 用以和电信局等公用通讯网络连接语音业务。3. 4、通

13、信系统架构（三） ：沿海高速接入网系统如图所示：?OLT 置于路段管理中心，在各收费站通过光传输网络互连；?在各 OLT 或 ONU 站点：?通过双绞线和普通DTMF 话机连接；?通过子速率接口 V.35/V.24连接低速率数据业务；通过 2B+D 数字用户接口接入数字话机或其他数字物理通道应用。三、 高速公路紧急电话系统及视频图像传输系统3.1 紧急电话概况紧急电话工作概况紧急电话系统为行驶中的车辆客户提供呼救求援电话，使管理部门能够及时处理各种紧急情况。 为了安全可靠，它独立于其它通信系统。紧急电话有无线和有线两大类型，我国普遍采用有线紧急电话系统。高速公路紧急电话系统由安装在公路两侧的紧

14、急电话亭(分机)和在高速公路管理中心配置的紧急电话中心控制台(总机)两部分组成。它是一种专用电话系统，不进入公用电话网。实践表明，紧急电话系统是保证高速公 路安全、畅通的最有效的手段之一一、系统功能高速公路紧急电话系统的主要作用是为高速公路的使用者提供救助。当汽车行驶在高速公路途中发生了故障，或者由于发生了交通事故引起道路阻塞时，使用者(一般为驾驶员 )均可在紧急电话亭向高速公路管理中心发出呼叫、 提出请求，有关部门根据所报告的情况迅速进行处理。从服务持性讲， 包括值班人员、一般应答、应急处理、报警记录备案和紧急救援预案等。紧急电话系统是集预留预埋土建工程、安装结构、系统硬件、系统软件和管理规

15、程等一个完整的救援体系。因此，不能简单地将紧急电话理解为公路旁边的一个“电话亭”，对紧急电话的设置要从高速公路配套设施的完整性、永久性和隐蔽性的观点出发，从长计议，统一规划和实施。从我国公路紧急电话系统发展过程可以看出，紧急电话系统的传输介质从电缆型向光缆型和无线型过渡；从单一传输语音业务向传输语音、数据和图像的综合业务发展；该系统应具有以下功能：1使用方便、接续迅速2单向呼叫、双向通话3呼叫显示、中心控制4免提通话、话音清晰5遇忙等待、顺序通话6呼叫记录、显示打印7运行可靠、易于管理二、系统特性1. 性能控制台对全线所有电话亭全部开放，无一闭塞；免提呼叫，以便于受伤人员呼救和设备维护；客户在

16、电话亭发出紧急呼叫， 控制台能立即获得呼叫话亭位置信号和建立线路联接；控制台具有记录、 存储呼叫信息和通话内容的功能，同时可直接联络交警和各救援单位；系统具有远端自动测试能力，能及时上传电话等设备的运行状态；系统可靠性高，平均无故障时间保持在8000 100 000 小时(蓄电池除外 )；有条件的公路应设立隔音屏，以隔离车辆行驶噪声对通话的影响。2线路网络组织根据功能要求线路网络以控制台为中心，采用联接器建立以若干条支线为主干的星形网， 每一支线最多可联接上百门电话，以半双工方式工作。支线普遍采用星绞四芯铜缆，以减轻串音。3.信号传输语音变换成电信号，频率为300 3 400Hz ，一般采用模拟信号基带传输，带宽为45kHz 。有关呼叫、振铃等信令信号和测试控制信号常以电报编码形式安排在2 800 3 200Hz 间，和语音信号一并传送，到达终端后再分别检出。为了防止信号在信道发生冲撞，应采取将不同信号相互错开，多次延时重复呼叫； 用户通话后仍有急振铃音表示有存储呼叫，直到控制台确认为止。三、系统构成紧急电话系统由紧急电话控制台、 传输线路 (传输