河北省交通廳項目辦 陸群
隨著國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，高速公路作為拉動經(jīng)濟發(fā)展的大動脈，已處于高速建設和發(fā)展的時期。截止到1999年底，全國高速公路已經(jīng)超過10000公里。目前我國正在建設“五縱七橫”高速公路網(wǎng)，計劃到2000年，基本建成“兩縱兩橫和三個重要路段”，全長17000公里，到2010年，基本建成“五縱七橫”主干線，屆時全國高速公路將達到36000公里。
為了充分發(fā)揮高速公路的效益，必須完善與高速公路配套的機電工程，即通信系統(tǒng)、收費系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。在三大機電項目中，通信系統(tǒng)主要為運營管理及監(jiān)控、收費系統(tǒng)提供傳輸平臺。但傳統(tǒng)上，人們往往重視收費和監(jiān)控而忽視了通信系統(tǒng)的建設，殊不知高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的支撐系統(tǒng)，它要實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、話音和圖象等信息準確而及時的傳輸，要保持高速公路管理部門之間業(yè)務聯(lián)絡通信的暢通，并要為高速公路內部各部門與外界建立必要的聯(lián)系。因此通信系統(tǒng)是實現(xiàn)高速公路現(xiàn)代化管理必不可少的基礎設施。
一、通信系統(tǒng)的結構
高速公路通信系統(tǒng)主要由以下幾部分構成：光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)、程控數(shù)字交換系統(tǒng)（含指令電話系統(tǒng)）、緊急電話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)圖像傳輸系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)以及通信電源系統(tǒng)。
（1）光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)是為高速公路沿線設施（諸如程控交換機、業(yè)務電話）之間提供話務通信，它還為監(jiān)控，收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、傳真、圖像等非話業(yè)務提供傳輸通道。光傳輸系統(tǒng)大多基于SDH，也有早期的PDH在運行。在單條高速公路內部，通信系統(tǒng)選擇SDH是毫無疑義的，這是由業(yè)務接入特點和技術發(fā)展現(xiàn)狀決定的。但各條高速公路通信系統(tǒng)的解決方案有所不同，目前一般采用SDH與綜合業(yè)務接入網(wǎng)相結合的光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)（也有的采用SDH+DLC接入系統(tǒng)模式）。綜合業(yè)務接入網(wǎng)有三種類型接口，即光線路終端接口（OLT），光網(wǎng)絡單元接口（ONU）和維護管理接口。控制中心的OLT通過V5接口完成多業(yè)務的接入，將話音業(yè)務（BT）、指令業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務和圖像業(yè)務等合并到一個傳輸網(wǎng)絡中，同時可實現(xiàn)與DDN、PSPDN等數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接。收費站與控制中心可通過接入網(wǎng)的數(shù)字數(shù)據(jù)接口，如E1、2B+D、V.35、V.24、G.703實現(xiàn)收費數(shù)據(jù)的上傳及管理數(shù)據(jù)的下達。路面監(jiān)控數(shù)據(jù)可通過各站ONU的二/四線音頻、V.35、V.24、V.28、G.703等接口傳送到控制中心。通信中心設一套光傳輸本地網(wǎng)管終端，對SDH設備進行維護管理。通信中心還配備了一套綜合業(yè)務接入網(wǎng)的網(wǎng)管終端對接入網(wǎng)設備進行維護。SDH本地網(wǎng)管和接入網(wǎng)網(wǎng)管可集中設置，也可分開設置。光傳輸系統(tǒng)采用1+1保護方式。在所有的傳送網(wǎng)中，SDH仍是迄今為止最完整、最多樣化和性能優(yōu)越的保護及恢復方式的技術。
（2）程控數(shù)字交換系統(tǒng)為高速公路沿線提供業(yè)務電話和指令電話，由通信中心的一套匯接局數(shù)字程控交換機及若干用戶（沿線各管理設施內）組成。具備中國1號、7號、V5信令等設施實現(xiàn)業(yè)務的互通，它采用獨立的運行維護方法， 即為交換機配備一套維護管理終端設備，來負責本站交換機的運行維護。
（3）緊急電話系統(tǒng)為高速公路上駕駛員提供一個直接呼救求援的專用通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)在監(jiān)控中心設緊急電話控制中心，控制本管理區(qū)域內的所有緊急電話，是一個獨立的系統(tǒng)。
（4）數(shù)據(jù)、圖像傳輸系統(tǒng)。外場設備與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過電纜、ONU音頻通道完成的。監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸采用模擬傳輸方式，通信系統(tǒng)為監(jiān)控系統(tǒng)在各站的綜合業(yè)務接入網(wǎng)的ONU設備業(yè)務通道中提供足夠的2/4W VF接口。監(jiān)控系統(tǒng)在沿線設置了一定數(shù)量的攝像機，各攝像機的圖像和控制信號均要傳到監(jiān)控中心。圖像傳輸采用點對點模擬方式。通信系統(tǒng)負責為各攝像機圖像和控制信號傳輸提供光纜，各攝像機的視頻和控制信號復用后采用一纖傳輸方式，通信系統(tǒng)為每個攝像機提供一芯光纖。
收費數(shù)據(jù)一般分三級管理：收費中心計算機、沿線收費站計算機及收費車道控制機。收費站與收費中心之間的數(shù)據(jù)傳輸采用數(shù)據(jù)通道直接傳輸，通信系統(tǒng)在沿線各通信站的設備上需為收費數(shù)據(jù)傳輸提供足夠的2Mbit/s數(shù)據(jù)通道接口。通信系統(tǒng)為收費系統(tǒng)的每個攝像機提供一芯光纖。
（5）移動通信系統(tǒng)是為高速公路調度通信服務的，一般采用800MHz集群，下設基站。由于沿高速公路有光傳輸通信系統(tǒng)，因此基站之間的聯(lián)網(wǎng)都使用此光纜鏈路，只需在綜合業(yè)務接入網(wǎng)的光網(wǎng)絡單元（ONU）和光線路單元設備上設音頻接口板即可。
（6）通信電源系統(tǒng)。高速公路沿線的通信電源系統(tǒng)配置一套獨立的電源網(wǎng)管系統(tǒng)，電源網(wǎng)管系統(tǒng)的監(jiān)控終端設在通信中心。電源設備配備監(jiān)控模塊，負責采集本站電源設備運行信息，并把采集到的電源設備運行狀況信息利用傳輸系統(tǒng)提供的話路傳到通信中心的電源網(wǎng)管維護終端。
二、系統(tǒng)優(yōu)點
在SDH+接入網(wǎng)的系統(tǒng)方案中，SDH的靈活組網(wǎng)及接入網(wǎng)的豐富接口為高速公路通信網(wǎng)組建各種結構的網(wǎng)絡。該系統(tǒng)方案的通信網(wǎng)絡有以下特點。
（1）可靠性高。由于系統(tǒng)選用的通信設備及重點部件為主備方式，傳輸設備具有較強的自愈能力，故障自動隔離，保護倒換迅速，故不影響正在運行的業(yè)務，能適合各種惡劣環(huán)境下的應用。
（2）技術先進。該系統(tǒng)選用的數(shù)字程控交換機、SDH光傳輸設備、接入網(wǎng)、智能通信電源，采用了現(xiàn)代通信及計算機的最新技術和成果，技術上領先其它的專用通信網(wǎng)。
（3）擴展性好。該系統(tǒng)能滿足將來通信開放的發(fā)展趨勢對業(yè)務不斷增長的需求，在不增加太多成本的情況下，具有良好的擴展性。
（4）開放性。此通信網(wǎng)采用國內、國際標準的通信協(xié)議及接口，是一個開放性的網(wǎng)絡，能與各種具備標準接口的通信設備相連。
該系統(tǒng)方案也有一些不足之處，首先視頻信號未采用圖像的數(shù)字化壓縮技術，雖節(jié)省投資成本，但浪費了帶寬，且遠距離傳輸時易引起圖像質量下降；其次每個系統(tǒng)都有自己獨立的網(wǎng)絡管理，增加了管理難度；再有收費計算機通過路由器提供的網(wǎng)絡速率為2Mbit/s，但收費計算機網(wǎng)絡本身的速率是10Mbit/s，隨著收費聯(lián)網(wǎng)的到來，2Mbit/s有可能無法滿足要求，成為通信瓶頸。
接入網(wǎng)作為多業(yè)務應用適合高速公路通信網(wǎng)的業(yè)務接入，SDH光傳輸系統(tǒng)靈活的組網(wǎng)方式適合高速公路骨干網(wǎng)及支路網(wǎng)。未來的高速公路通信網(wǎng)絡，將是以SDH光傳輸系統(tǒng)構成的SDH網(wǎng)絡，IP over SDH技術將提供在SDH網(wǎng)上寬帶數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)寬帶的廣域網(wǎng)。數(shù)字圖像技術也將會在高速公路圖像監(jiān)控中得到廣泛應用。
