探討高速公路通信系統的發展規劃與思考

賈圓飛

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

1 工程概況

貴州省六盤水至鎮寧高速公路六盤水至六枝段工程是貴州省高速公路網的第7 聯，是國家高速公路第12 橫杭瑞和第13 橫滬昆的聯絡線，也是省高速公路第3 橫江口至六盤水和第4 橫鲇魚鋪至勝境關的聯絡線。本項目位于六盤水境內，線路起于濫壩鎮，終點止于六枝西特區。本項目的實施將進一步完善貴州省高速公路路網布局，為貴州省六盤水地區的交通運輸提供一條全新的、便捷的城鄉聯絡線，對帶動沿線鄉鎮之間的交通運輸和經濟往來，實現六盤水地區經濟綜合區的協調發展具有重要的意義。

2 光纖數字傳輸系統

2.1 系統構成

全省高速公路專用通信網劃分為三級級管理:省通信中心，片區管理中心，路段內無人值通信站。其中，省通信中心及片區管理中心不在本次設計范圍內。本項目設置一個環網。沿線共設5 個無人值守光通信站——濫壩通信站、陡箐通信站、新場南通信站、巖腳通信站及六枝西通信站。

2.2 系統配置

由于高速公路沿線有許多的基層單位用戶群，而各用戶群之間及基層單位與分中心之間有大量的語音、傳真、數據和圖像信號需要傳輸。本項目利用六盤水片區管理中心。接入網系統包括:通信利用六盤水片區管理中心的光線路終端(OLT)，在無人值守光通信站分別設置光網絡單元(ONU)，OLT 和ONU 設備要求配置V5.2 接口，OLT 和ONU的傳輸均采用內置型光纖傳輸設備。各站點間通過隔站跳接方式組成STM－4 等級(可升級為STM－16 等級)傳輸速率的自愈環，從而提高整個系統的可靠性。服務區、停車區的語音和數據通過電話數據光端機連接至就近通信站的ONU，進入通信系統。

2.3 傳輸網管和公務通信

本高速公路通信網絡管理系統是全省網管網的一部分，應與全省網管網規劃協調一致。初期，本高速公路網管系統功能應滿足電信管理網模型的第一層(網元層)及第二層(網元管理層)要求。網元層功能:單個網元配置、故障、性能等管理功能。考慮高速公路通信網分期建設的特點宜加強網元層管理功能。網元管理層功能:配置管理、維護管理、傳輸業務管理、告警管理、測試管理、環境電源等功能。

本路段利用六盤水片區管理中心的網元級網管系統，用于本路段的光纖數字傳輸系統光同步數字傳輸設備和基層綜合業務接入網的維護和管理。并且預留Q3 接口，以便將來接入貴州省通信中心的網管系統。利用公務通道中的開銷比特E1、設置兩條公務聯絡通信電路，E2 用于各站之間的業務聯絡，公務電話應具備選呼和群呼功能。

2.4 網絡設備配置

根據本工程高速公路通信系統需求，通信分中心配置1套干線光纖數字傳輸系統－16 智能光網絡(ASON)傳輸設備，傳輸帶寬容量為622Mbit/s;作為接入設備，公路原有的Optix2500 + 網元與新增的ASON 傳輸設備相連(在OptiX 2500 +網元中，若單光口組成TM 系統，則一般都設為西向);采用光纖數字傳輸系統光傳輸設備(ASON)相連，通信分中心接入環網各通信站之間可以組成有效地二纖自愈環網。

3 數字程控交換系統

數字程控交換機系統用來實現本路段內各管理部門所需的業務電話、指令電話、收費亭的對講電話等通信業務，以及與高速公路電話專網和公網的互聯。

利用六盤水片區管理中心的數字程控交換機，并相應配置各站區用戶線路。數字程控交換機采用局用機、雙處理機，應具備中國No.1、中國No.7 信令，信令系統應與全省交換網規劃協調一致。路段內遠端用戶電路由光纖綜合業務接入網提供，經片區管理中心光線路終端(OLT)4 ×2Mb/s接口進入數字程控交換機。數字程控交換機應具有V5.2接口功能，時鐘的精確度應采用G.812 建議規范達到5 ×10，并配有外定時接口。片區管理中心數字程控交換機與省通信中心交換機之間采用全自動數字中繼方式，數字中繼局間信令為中國No.7 信令。全省高速公路交換網采用統一編號。在片區管理中心設置數字程控交換機的維護終端和計費終端，負責對數字程控交換機進行維護和計費管理;設置話務員臺，轉接來自公網的呼叫業務;各通信站均需設置MDF 配線設備。

由于采用數字程控交換技術，在傳輸系統中的接入業務被大大弱化，甚至由于大量外場設備都是采用網絡接口而直接取消。通過全省范圍內語音業務的造價測算，數字程控交換系統的造價比“SDH+程控交換+接入網”的方案造價要低近30%，同時后續新增路段語音業務的開設難度降低，業務開通效率更高，日常維護難度降低，具有較好經濟性、可擴展性及易維護性。數字程控交換系統(省中心－分中心－各站點)見圖1。

圖1 交換網絡結構

4 數據、圖像傳輸系統

4.1 路段監控數據的傳輸

路段監控數據傳輸通路分為三級，第一級為路段監控外場設備至就近通信站的數據傳輸通路;第二級為通信站至片區管理中心的路段監控數據傳輸通路;第三級為片區管理中心至省中心監控網絡數據傳輸通路。

4.2 隧道監控數據的傳輸

隧道監控數據傳輸通路分為三級，第一級為隧道PLC、電力、火災等監控設備至隧道變電所的數據傳輸通路;第二級為隧道變電所至隧道監控管理救援站的數據傳輸通路;第三級為隧道監控管理救援站至片區管理中心的隧道監控數據傳輸通路。

4.3 收費數據的傳輸

收費數據傳輸通路分為三級，第一級為收費車道至收費站的收費數據傳輸通路;第二級為收費站至片區管理中心的收費數據傳輸通路;第三級為片區管理中心至省中心收費網絡數據傳輸通路。

4.4 監控、收費視頻圖像的傳輸

本項目通信系統為監控、收費、隧道圖像的長距離傳輸提供光纜。各道路、互通立交攝像機圖像通過H.264 編碼器壓縮后傳至就近的收費站，由監控系統負責;各收費車道、收費亭、收費廣場攝像機圖像通過H.264 編碼器壓縮后傳至所屬收費站數字視頻傳輸設備，由收費系統負責;各隧道監控圖像通過H.264 編碼器壓縮后傳至就近隧道監控管理救援站數字視頻傳輸設備，由隧道機電系統負責。

5 規劃不足之處思考

雖然光纖數字傳輸系統在高速公路通信系統中具有明顯的優勢，但是在實際規劃應用中還存在一些不足之處，主要體現在頻帶利用率低等方面，在信號的幀結構中，光纖數字傳輸系統技術通過采用OAM 開銷字節，可以有效提升網絡監控功能，但是另一方面，由于光纖數字傳輸系統技術大量加入了開銷字節，采用的指針技術使信號容易引起抖動，導致傳輸有效信息字節相對減少，出現幅度大、抖動頻率低等情況，而且這種情況較難控制。因此，在通信系統設計方案中，人們還要結合光纖數字傳輸系統抖動性能等因素綜合考慮。

6 結束語

綜上所述，隨著網絡的不斷發展，未來光纖數字傳輸系統技術將結合光波分復用(WDM)、ATM 技術、Internet 技術，使之在高速公路通信系統中得到更廣泛的應用。

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