高速公路通信系統新技術應用及其發展趨勢

劉亮

（北京瑞拓電子技術發展有限公司，北京100040）

1 引言

通信系統對高速公路的現代化發展至關重要，它可以通過網絡傳輸高速公路運行期間的各項數據，為高速公路管理部門之間的業務聯系提供技術支持。新技術在通信系統中的科學應用促進了我國公路行業的健康發展，為公路交通控制和事故預防與處理提供了方便，實現了道路的穩定、安全運行。

2 高速公路通信系統的內涵

道路通信系統不是簡單的數據傳輸系統，其包括多個組件，如光纖傳輸系統、集成服務訪問系統、程序控制的數字交換系統、專用通信電源系統和移動通信系統。它是一個集成系統，其中，最重要的部分是光纖數字傳輸系統。在高速公路上，通信系統的主要功能是傳輸語言、數據、圖像和視頻，以實現數據和信息共享，并適當地支持高速公路的穩定和可靠運行[1]。

高速公路通信系統的功能體現在以下3個方面：

1）系統安全性和故障處理功能，通過監視和管理系統操作數據，可以確保系統操作的安全性，而結合故障檢測功能，可以對系統故障進行檢測和處理，為故障的防范與排除提供便利。

2）系統配置管理功能。可以實現網元配置，對機電系統中的網元進行有效識別及控制，通過對網元的修改和刪減，實現各種功能。

3）性能管理功能。能夠對系統性能進行相應的監管和分析，對在運行過程中產生的性能變化采取有效的應對方法，保障機電系統的正常運轉。

3 新技術在高速公路通信系統中的應用

3.1 分組傳送網技術

分組傳輸網絡技術是當今公路通信系統中使用最廣泛的新技術之一。這主要是為了在通信系統的底層和IP層之間添加一個新的結構層，以對通信系統中的各種服務進行分組，確保數據的完整性和準確性，也可以為其他業務的實施提供相應的技術支持。分組傳輸網絡技術具有較大的自我控制面，可以控制較大的空間區域，并且大大改善通信系統的功能，優化系統構造，能夠將成本控制在相對較低的范圍內，保障系統運行的科學性和安全性[2]。

3.2 MSTP技術

在通信系統中，MSTP技術是指使用同步數字層（SDH）傳輸信息的技術。在信息時代背景下，我國越來越關注建立同步數字系統和增加對數字系統的資本投資。與其他技術手段相比，MSTP技術基于同步數字系統技術，具有更好的解釋能力，在傳輸過程中，設備的性能更加穩定，本身具備的多重保護機制使MSTP技術在針對多種業務進行傳輸的過程中，可以實現物理隔離，以確保數據信息的安全性。合理應用MSTP技術可確保數據傳輸過程的穩定性，不僅是當今市場上使用最廣泛的通信傳輸技術，也是最具前景的互聯網數據組網技術。

3.3 自動交換光技術

自動交換光技術在高速公路通信系統中也有廣泛的應用。主要是由于光傳輸系統本身存在許多問題，如寬帶利用率低、業務配置復雜，保護方式單一等。自動交換光網絡（Automatically Switched Optical Network）是一種新一代的光網絡，由用戶發起動態業務請求，系統會根據用戶的請求自動選路，然后經由信令控制完成鏈接的構建和拆除，網絡的連接可以自動實現，集成交換和傳輸功能于一體。自動交換光網絡引入了信令，并通過添加控制平面來增強網絡連接管理和災難恢復能力。對比分組傳送網技術，自動交換光技術的拓撲能力更強[3]，支持端到端的業務配置以及多種業務的保護和恢復，可以實現對于網絡吸引中各種資源的高效拓撲，自主發現其中存在的問題，因此，也是當前提高光傳輸網絡速率最為有效的手段之一。在面對多路由干線傳輸網絡時，自動交換光網絡可以在多次斷纖的情況下確保業務傳輸的穩定性。因此，在高速公路光纜維護響應普遍不夠高效的情況下，自動交換光技術在通信系統中的應用非常重要。

3.4 OTN技術

OTN技術的正式名稱是光傳輸網絡或光傳輸網絡技術。屬于新的光傳輸技術系統，其中，包括由ITU-TG G.872和其他協議定義的完整的光和電層系統結構。分層網絡具有相應的管理和監視機制以及網絡生存機制。OTN的思想主要源自SDH和SONET技術系統，并且SDH/SONET管理和操作功能可以靈活地應用于WDM系統，具備了SDH/SONET靈活性以及WDM大容量的優勢[4]。

4 高速公路通信系統的發展趨勢

信息技術的快速發展使數據業務發展速度遠遠領先于電信領域，逐步發展到包含數據和圖像等業務在內的綜合網絡，還為構建寬帶集成服務數字網絡提供了極好的保證，公路通信系統是特定于行業的網絡，在持續的開發過程中，已從最初的低頻逐漸發展為數字集群系統。在傳輸方面，原始的PDH傳輸系統已演變為SDH系統的數字光纖傳輸系統，功能更好更完美。當前，公路通信系統的發展趨勢主要體現在3個方面。

4.1 高帶寬

近年來，高清視頻監控服務的發展以及4K高清視頻服務的廣泛使用，對支持云計算、大數據和物聯網的網絡帶寬提出了更高的要求，產生了更多的業務模式，賦予了數據更大的社會價值，要求數據必須具備較高帶寬的傳輸通道，從這個角度分析，在后期階段，高速公路網絡帶寬將由相關服務驅動，以實現指數級增長。

4.2 高質量

高質量指通信傳輸的質量較高，無論是云計算還是大數據，對數據質量的穩定性都有非常嚴格的要求，數據傳輸過程必須具備更低的延時，數據業務也需要能夠更加靈活地對資源進行調度和調整。這樣的背景下，高速公路專網必須具備更加合理的網絡架構，確保在接入層能夠有更加靈活的業務接入能力，骨干層可以具有大量的業務調度功能。假設滿足信息傳輸的高帶寬要求，可以保證傳輸通道的穩定性，并可以提供全天候的商務通信服務。

4.3 兼容性

為了能夠更好地滿足高速公路業務后期發展需求，通信系統新技術的應用必須具備良好的兼容性，兼容現有通信網絡的同時，也必須能夠很好地兼容相應的通信設備，對通信系統升級改造的成本進行控制[5]。

5 結語

信息化技術飛速發展背景下，相關技術在越來越多的行業和領域得到了普及，取得了較為顯著的成果，通過與互聯網技術的相互結合，能夠推動高速公路通信系統的發展，提升系統的穩定性和適用性，以更好地滿足高速公路現代化建設的目標要求。