論文關鍵字：高速公路 通信系統 功能分析 前瞻
論文摘要：高速公路通信系統是其整體機電系統的基礎與平臺，是收費和監控系統提供資訊傳輸的通道。主要包括光纖數字傳輸系統、程控數字交換系統、緊急電話系統、數據圖像傳輸系統、光電纜工程和通信電源系統。各系統的功能分析及發展前瞻由本文可知。
一、光纖傳輸系統
光纖傳輸系統在不斷地發展：由最初的PDH，發展到現在的SDH(同步數字序列)、WDM(波分多路複用)、DWDM(密集波分多路複用)以及全光網絡。其中，SDH能自由選擇路由，有統一的網絡接口，可相容PDH等現存的數字型系，高速公路一般採用SDH傳輸方式。
光纖傳輸系統爲高速公路沿線設施(如程控交換機、業務電話之間的話務通信，以及監控、收費系統的數據、圖像等非話業務)提供傳輸通道。
針對高速公路的實際情況，一般採用具有較高的性能價格比環形保護方式，以提高整個骨幹網絡的可靠性。網時鐘同步採用主從方式，透過BITS系統來分配和確定輸入SDH節點機的同步時鐘信號。
二、程控數-T-交換系統
1、系統構成
每個通信總中心、通信中心配置一臺程控數字交換機，通信分中心配置遠端交換模組(RSM)，通信站不配置程控交換設備，而是透過通信站中的光纖接入設備ONU(光網絡單元)提供的語音端口直接連接電話，ONU語音端口的數量根據通信站的規模和實際需要來選擇。通信站的電話透過通信分中心的接入設備OLT和遠端交換模組RSM實現與其它通信站、通信分中心、通信中心以及通信總中心的業務電話連接。
2、中繼方式及接口等
通信總中心、通信中心的程控數字交換機採用中繼方式接入電信公用電話交換網，市話公網的連接根據電信部門所能提供的方式，可以採用數字中繼的方式，也可以採用模擬環路中繼方式，提供市話、長話和國際長話業務。
用戶接口Zl符合ITu—TQ.517建議，數字接口符合ITu—T G.703、G.704、G.705、G.512建議。
通信總中心設定一套計費系統，透過計費軟件來實現通信總中心與公網、總中心到各個中心、分中心所在地的公網電話計費。專網內部用戶之間呼叫一律不計費，出局呼叫進入市話網則按當地電信部門規定方式進行收費。
三、緊急電話系統
緊急電話傳輸可分爲有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸有三種方式，即透過公共電話網進行連接，透過電纜以總線方式連接和透過光纜連接。目前高速公路常用透過電纜和光纜連接的方式。
緊急電話系統由緊急電話主機、傳輸線路和路側緊急電話組成。緊急電話主機設在分中心，能及時顯示路側緊急電話的呼叫資訊，排隊呼叫時按先到先處理原則進行，也可以將其中任意兩個呼叫同時處理，可錄音，可與公用業務電話網相連。使用者按下路側緊急電話上的按鈕後能自動向監控中心發出呼叫,並傳達呼叫分機資訊，與緊急電話控制檯建立雙工通話並能接受主機發出的各種呼叫檢測指令。路側緊急電話主副機一般採用太陽能供電，應具有良好的雷電防護性能和環境適應性能。
四、指令電話系統
總中心、中心設定指令電話控制檯，採用數字方式連接到程控數字交換機上，透過熱線電話或會議電話的功能來實現指令電話的功能。總中心指令電可以對中心指令電話，中心的指令電話可以對分中心的指令電話，分中心指令電話可以對各收費站指令電話進行單呼、組呼、全呼。各同級分機可直接呼叫控制檯，分機之間不允許呼叫。
指令電話不另外採用專門設備,而是利用現有數字程控交換機的熱線電話和會議電話等功能來實現，需要在總中心、中心和分中心配備多功能數字話機作爲指令電話控制檯，收費站也設指令電話分機，構成指令電話系統。
五、ATM傳輸系統
1、結構
ATM系統按通信系統的管理體制設計，一級網絡爲通信總中心到通信中心，二級網絡爲通信中心到通信分中心，三級網絡爲通信分中心到各通信站，屬於接入部分。各級網絡帶寬可採用以下推薦值：
(1)一級網絡：622Mbps0C-12cATM
(2)二級網絡：155MbpsOC-3cATM
(3)三級網絡：2Mbps廣域網
2、通信總中心
通信總中心配置兩臺ATM交換機，通信總中心透過SDH傳輸設備ADM與通信中心ATM交換機組成一級ATM骨幹環。在通信總中心配置中高檔的路由器, 用於與外界的連接，主要是與Internet和專業銀行的連接，通信總中還配置一個快速以太網接口連接總中心的千兆位以太網交換機，並配置高速串行端口連接公網提供的數據接口。
3、通信中心
通信中心配置ATM交換機，通信總中心透過SDH傳輸設備ADM與通信中心ATM交換機組成—級ATM骨幹環，通信中心透過SDH傳輸設備ADM與通信分中心ATM交換機組成二級ATM骨幹環。
通信中心配置兩臺千兆位以入網交換機，交換機上的'兩個622M的高速端口連接到兩臺核心ATM交換機上，以太網交換機上配置10/100Mbps自適應端口，連接收費系統和監控系統的計算機和其它計算機。
核心ATM交換機及以太網交換機技術指標同通信總中心。
4、通信分中心及通信站
通信分中心、通信站配置ATM交換機，在三級ATM數據傳輸系統中，能通信分中心的ATM交換機爲中心，透過SDH光纖傳輸系統形成星形連接各個通信站的ATM接入設備。通信分中心的ATM交換機透過環形鏈路連接到通信中心的ATM交換機上。
收費站的以太網交換機透過通信站的ATM接入設備經SDH光纖傳輸系統連接到通信分中心的ATM交換機上。監控系統外場設備數據透過一對Modem傳輸到通信站，Modem上的RS-232接口直接連接到ONU設備上提供的RS-232接口上,再透過光纖傳輸系統傳輸到通信中心的ADM光纖傳輸設備上，ADM上相應的RS—232按口連接到監控分中心的計算機系統上。
六、圖像傳輸系統
由於帶寬限制，圖像信號不能利用廣域網接入設備透過傳送數據的廣域網線路傳輸，而是透過編碼解碼器連接到SDH設備上，透過SDH傳輸到監控分中心。
監控系統的圖像傳輸：將經過編碼的2Mbps數字圖像信號透過ONU上提供的2Mbps數字鏈路傳輸到通信分中心的OLT設備上，再透過OLT設備上的2Mbps接口解碼成模擬信號，在監控分中心的視頻顯示器上顯示。
收費系統圖像傳輸：模擬方式把設定在收費車道的圖像監控資訊傳輸到收費站的收費監控系統上，將圖像編碼後編透過通信站的ONU上的2Mbps數據鏈路傳輸到分中心的收費監控系統上。在收費分中心的監控室內，透過編碼器編譯成模擬信號在監視器上顯示。
七、通信電源系統
爲了保證通信系統不間斷的資訊暢通，要求通信設備處於連續執行狀態，通信系統供電採用不間斷供電。在市電供電時，由採用蓄電池與整流器並聯浮充對通信設備供電;在市電停電時，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模組電源設備，向光傳輸設備、程控交換設備和交換機設備供電，同時配置不間斷電源(UPS)，保證斷電後維持4個小時的供電要求。
若光傳輸設備ONU本身未配置整流模組電源設備，則可在通信站配置高頻開關模組電源設備及蓄電池組，向光接入設備供電，保證斷電後維持4個小時的供電要求。
八、網絡管理系統
通信總中心是高速公路通信系統的管理中心，擔負着所有通信系統的網絡管理功能。在通信總中心設定一個網管中心，對SDH傳輸系統、ATM數據傳輸系統、程控交換系統進行全面集中的管理和系統維護。網絡管理系統主要包括網絡配置管理、數據蒐集、存儲和統計、網絡性能管理、網絡費用管理，以上所述網絡管理功能，均可透過IBM Tivoli系列網絡及系統管理軟件實現。
九、發展前瞻
1、普遍採用標準化的技術產品，保證了不同廠商產品的設備互操作性，實現統一網管;
2、考慮今後新技術的發展，規模的擴展和結構的變化，必須具備升級換代的能力;
3、爲網絡提供完善的安全方案切實保護網絡系統的正常執行，防止非法侵入;
4、考慮了冗餘線路與單點故障問題，選用了可靠性、高冗錯能力強的設備;
5、必須保證網絡的物理結構，邏輯結構和地址空間的層次化，主幹網、服務接入網層次清晰;
6、必須保證網絡平臺開放性強，提供用戶各種需求的功能實現。
參考文獻：
[1]《中國公路交通資訊產業》 2004年08期 【分類號】：U495
[1]朱錦海張世海MSTP在高速公路通信系統中的應用