試論高速公路通信系統(tǒng)功能分析與發(fā)展前瞻

時間：2024-09-04 13:06:37 通信工程畢業(yè)論文我要投稿

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試論高速公路通信系統(tǒng)功能分析與發(fā)展前瞻

　　論文摘要：高速公路通信系統(tǒng)是其整體機電系統(tǒng)的基礎與平臺，是收費和監(jiān)控系統(tǒng)提供信息傳輸?shù)耐ǖ馈Ｖ饕ü饫w數(shù)字傳輸系統(tǒng)、程控數(shù)字交換系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)圖像傳輸系統(tǒng)、光電纜工程和通信電源系統(tǒng)。各系統(tǒng)的功能分析及發(fā)展前瞻由本文可知。

　　一、光纖傳輸系統(tǒng)

　　光纖傳輸系統(tǒng)在不斷地發(fā)展：由最初的PDH，發(fā)展到現(xiàn)在的SDH(同步數(shù)字序列)、WDM(波分多路復用)、DWDM(密集波分多路復用)以及全光網(wǎng)絡。其中，SDH能自由選擇路由，有統(tǒng)一的網(wǎng)絡接口，可兼容PDH等現(xiàn)存的數(shù)字體系，高速公路一般采用SDH傳輸方式。

　　光纖傳輸系統(tǒng)為高速公路沿線設施(如程控交換機、業(yè)務電話之間的話務通信，以及監(jiān)控、收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖像等非話業(yè)務)提供傳輸通道。

　　針對高速公路的實際情況，一般采用具有較高的性能價格比環(huán)形保護方式，以提高整個骨干網(wǎng)絡的可靠性。網(wǎng)時鐘同步采用主從方式，通過BITS系統(tǒng)來分配和確定輸入SDH節(jié)點機的同步時鐘信號。

　　二、程控數(shù)-T-交換系統(tǒng)

　　1、系統(tǒng)構(gòu)成

　　每個通信總中心、通信中心配置一臺程控數(shù)字交換機，通信分中心配置遠端交換模塊(RSM)，通信站不配置程控交換設備，而是通過通信站中的光纖接入設備ONU(光網(wǎng)絡單元)提供的語音端口直接連接電話，ONU語音端口的數(shù)量根據(jù)通信站的規(guī)模和實際需要來選擇。通信站的電話通過通信分中心的接入設備OLT和遠端交換模塊RSM實現(xiàn)與其它通信站、通信分中心、通信中心以及通信總中心的業(yè)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(shù)字交換機采用中繼方式接入電信公用電話交換網(wǎng)，市話公網(wǎng)的連接根據(jù)電信部門所能提供的方式，可以采用數(shù)字中繼的方式，也可以采用模擬環(huán)路中繼方式，提供市話、長話和國際長話業(yè)務。

　　用戶接口Zl符合ITu—TQ.517建議，數(shù)字接口符合ITu—T G.703、G.704、G.705、G.512建議。

　　通信總中心設置一套計費系統(tǒng)，通過計費軟件來實現(xiàn)通信總中心與公網(wǎng)、總中心到各個中心、分中心所在地的公網(wǎng)電話計費。專網(wǎng)內(nèi)部用戶之間呼叫一律不計費，出局呼叫進入市話網(wǎng)則按當?shù)仉娦挪块T規(guī)定方式進行收費。

　　三、緊急電話系統(tǒng)

　　緊急電話傳輸可分為有線傳輸和無線傳輸，有線傳輸有三種方式，即通過公共電話網(wǎng)進行連接，通過電纜以總線方式連接和通過光纜連接。目前高速公路常用通過電纜和光纜連接的方式。

　　緊急電話系統(tǒng)由緊急電話主機、傳輸線路和路側(cè)緊急電話組成。緊急電話主機設在分中心，能及時顯示路側(cè)緊急電話的呼叫信息，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(yè)務電話網(wǎng)相連。使用者按下路側(cè)緊急電話上的按鈕后能自動向監(jiān)控中心發(fā)出呼叫,并傳達呼叫分機信息，與緊急電話控制臺建立雙工通話并能接受主機發(fā)出的各種呼叫檢測指令。路側(cè)緊急電話主副機一般采用太陽能供電，應具有良好的雷電防護性能和環(huán)境適應性能。

　　四、指令電話系統(tǒng)

　　總中心、中心設置指令電話控制臺，采用數(shù)字方式連接到程控數(shù)字交換機上，通過熱線電話或會議電話的功能來實現(xiàn)指令電話的功能�？傊行闹噶铍娍梢詫χ行闹噶铍娫�，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臺，分機之間不允許呼叫。

　　指令電話不另外采用專門設備,而是利用現(xiàn)有數(shù)字程控交換機的熱線電話和會議電話等功能來實現(xiàn)，需要在總中心、中心和分中心配備多功能數(shù)字話機作為指令電話控制臺，收費站也設指令電話分機，構(gòu)成指令電話系統(tǒng)。

　　五、ATM傳輸系統(tǒng)

　　1、結(jié)構(gòu)

　　ATM系統(tǒng)按通信系統(tǒng)的管理體制設計，一級網(wǎng)絡為通信總中心到通信中心，二級網(wǎng)絡為通信中心到通信分中心，三級網(wǎng)絡為通信分中心到各通信站，屬于接入部分。各級網(wǎng)絡帶寬可采用以下推薦值：

　　(1)一級網(wǎng)絡：622Mbps0C-12cATM

　　(2)二級網(wǎng)絡：155MbpsOC-3cATM

　　(3)三級網(wǎng)絡：2Mbps廣域網(wǎng)

　　2、通信總中心

　　通信總中心配置兩臺ATM交換機，通信總中心通過SDH傳輸設備ADM與通信中心ATM交換機組成一級ATM骨干環(huán)。在通信總中心配置中高檔的路由器, 用于與外界的連接，主要是與Internet和專業(yè)銀行的連接，通信總中還配置一個快速以太網(wǎng)接口連接總中心的千兆位以太網(wǎng)交換機，并配置高速串行端口連接公網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)接口。

　　3、通信中心

　　通信中心配置ATM交換機，通信總中心通過SDH傳輸設備ADM與通信中心ATM交換機組成—級ATM骨干環(huán)，通信中心通過SDH傳輸設備ADM與通信分中心ATM交換機組成二級ATM骨干環(huán)。

　　通信中心配置兩臺千兆位以入網(wǎng)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(wǎng)交換機上配置10/100Mbps自適應端口，連接收費系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的計算機和其它計算機。

　　核心ATM交換機及以太網(wǎng)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(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，能通信分中心的ATM交換機為中心，通過SDH光纖傳輸系統(tǒng)形成星形連接各個通信站的ATM接入設備。通信分中心的ATM交換機通過環(huán)形鏈路連接到通信中心的ATM交換機上。

　　收費站的以太網(wǎng)交換機通過通信站的ATM接入設備經(jīng)SDH光纖傳輸系統(tǒng)連接到通信分中心的ATM交換機上。監(jiān)控系統(tǒng)外場設備數(shù)據(jù)通過一對Modem傳輸?shù)酵ㄐ耪�，Modem上的RS-232接口直接連接到ONU設備上提供的RS-232接口上,再通過光纖傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)酵ㄐ胖行牡腁DM光纖傳輸設備上，ADM上相應的RS—232按口連接到監(jiān)控分中心的計算機系統(tǒng)上。

　　六、圖像傳輸系統(tǒng)

　　由于帶寬限制，圖像信號不能利用廣域網(wǎng)接入設備通過傳送數(shù)據(jù)的廣域網(wǎng)線路傳輸，而是通過編碼解碼器連接到SDH設備上，通過SDH傳輸?shù)奖O(jiān)控分中心。

　　監(jiān)控系統(tǒng)的圖像傳輸：將經(jīng)過編碼的2Mbps數(shù)字圖像信號通過ONU上提供的2Mbps數(shù)字鏈路傳輸?shù)酵ㄐ欧种行牡腛LT設備上，再通過OLT設備上的2Mbps接口解碼成模擬信號，在監(jiān)控分中心的視頻顯示器上顯示。

　　收費系統(tǒng)圖像傳輸：模擬方式把設置在收費車道的圖像監(jiān)控信息傳輸?shù)绞召M站的收費監(jiān)控系統(tǒng)上，將圖像編碼后編通過通信站的ONU上的2Mbps數(shù)據(jù)鏈路傳輸?shù)椒种行牡氖召M監(jiān)控系統(tǒng)上。在收費分中心的監(jiān)控室內(nèi)，通過編碼器編譯成模擬信號在監(jiān)視器上顯示。

　　七、通信電源系統(tǒng)

　　為了保證通信系統(tǒng)不間斷的信息暢通，要求通信設備處于連續(xù)運行狀態(tài)，通信系統(tǒng)供電采用不間斷供電。在市電供電時，由采用蓄電池與整流器并聯(lián)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塊電源設備，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)，保證斷電后維持4個小時的供電要求。

　　若光傳輸設備ONU本身未配置整流模塊電源設備，則可在通信站配置高頻開關模塊電源設備及蓄電池組，向光接入設備供電，保證斷電后維持4個小時的供電要求。

　　八、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)

　　通信總中心是高速公路通信系統(tǒng)的管理中心，擔負著所有通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡管理功能。在通信總中心設置一個網(wǎng)管中心，對SDH傳輸系統(tǒng)、ATM數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)進行全面集中的管理和系統(tǒng)維護。網(wǎng)絡管理系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡配置管理、數(shù)據(jù)搜集、存儲和統(tǒng)計、網(wǎng)絡性能管理、網(wǎng)絡費用管理，以上所述網(wǎng)絡管理功能，均可通過IBM Tivoli系列網(wǎng)絡及系統(tǒng)管理軟件實現(xiàn)。

　　九、發(fā)展前瞻

　　1、普遍采用標準化的技術產(chǎn)品，保證了不同廠商產(chǎn)品的設備互操作性，實現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管;

　　2、考慮今后新技術的發(fā)展，規(guī)模的擴展和結(jié)構(gòu)的變化，必須具備升級換代的能力;

　　3、為網(wǎng)絡提供完善的安全方案切實保護網(wǎng)絡系統(tǒng)的正常運行，防止非法侵入;

　　4、考慮了冗余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(wǎng)絡的物理結(jié)構(gòu)，邏輯結(jié)構(gòu)和地址空間的層次化，主干網(wǎng)、服務接入網(wǎng)層次清晰;

　　6、必須保證網(wǎng)絡平臺開放性強，提供用戶各種需求的功能實現(xiàn)。

　　參考文獻：

　　[1]《中國公路交通信息產(chǎn)業(yè)》 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(tǒng)中的應用

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