河北省交通厅项目办  陆群

    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，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。

一、通信系统的结构
    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+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SDH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。

二、系统优点
    在SDH+接入网的系统方案中，SDH的灵活组网及接入网的丰富接口为高速公路通信网组建各种结构的网络。该系统方案的通信网络有以下特点。
    （1）可靠性高。由于系统选用的通信设备及重点部件为主备方式，传输设备具有较强的自愈能力，故障自动隔离，保护倒换迅速，故不影响正在运行的业务，能适合各种恶劣环境下的应用。
    （2）技术先进。该系统选用的数字程控交换机、SDH光传输设备、接入网、智能通信电源，采用了现代通信及计算机的最新技术和成果，技术上领先其它的专用通信网。
    （3）扩展性好。该系统能满足将来通信开放的发展趋势对业务不断增长的需求，在不增加太多成本的情况下，具有良好的扩展性。
    （4）开放性。此通信网采用国内、国际标准的通信协议及接口，是一个开放性的网络，能与各种具备标准接口的通信设备相连。
    该系统方案也有一些不足之处，首先视频信号未采用图像的数字化压缩技术，虽节省投资成本，但浪费了带宽，且远距离传输时易引起图像质量下降；其次每个系统都有自己独立的网络管理，增加了管理难度；再有收费计算机通过路由器提供的网络速率为2Mbit/s，但收费计算机网络本身的速率是10Mbit/s，随着收费联网的到来，2Mbit/s有可能无法满足要求，成为通信瓶颈。
    接入网作为多业务应用适合高速公路通信网的业务接入，SDH光传输系统灵活的组网方式适合高速公路骨干网及支路网。未来的高速公路通信网络，将是以SDH光传输系统构成的SDH网络，IP over SDH技术将提供在SDH网上宽带数据通信，实现宽带的广域网。数字图像技术也将会在高速公路图像监控中得到广泛应用。