高速公路機電通信系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析

引 言

機電通信系統(tǒng)是高速公路建造最為重要的部分之一，關(guān)系到高速公路運行的安全性、穩(wěn)定性、長效性。良好的通信系統(tǒng)可為公路管理人員提供簡便的管理手段，極大地提升高速公路交通管理效率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新和信息化的深入普及，高速公路管理信息化成為必然趨勢，電機通信系統(tǒng)是公路管理信息化的基礎(chǔ)和保障，建立完備可靠的通信系統(tǒng)， 實現(xiàn)機電通信技術(shù)的提升是未來通信發(fā)展的方向之一。

1 高速公路通信系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 通信傳輸線路

高速公路機電通信系統(tǒng)目前已全部采用光纖通信，光纖通信具有以下優(yōu)勢：

(1) 通信容量大，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高，傳輸距離長，且具有很強的抗電磁干擾能力，優(yōu)于電纜、無線等傳輸方式。

(2) 高速公路通信要求可進行語音、圖像和數(shù)據(jù)的實時傳輸，信息容量大，對傳輸帶寬要求高，光纖的高帶寬通信可滿足要求。

(3) 光纖中繼距離長，適合高速公路沿線站點距離長短不一致的實地狀況。

(4) 適合中等容量的長距離傳輸，光纖采用長波長單模傳輸方式，成本更低。

1.2 程控交換系統(tǒng)

高速公路通信系統(tǒng)一般采用三級程控交換。一級程控交換設(shè)立在總公司通信中心，負責(zé)完成總公司終端的電話轉(zhuǎn)接， 管理所有來去電的轉(zhuǎn)接任務(wù)，并連接二級公路網(wǎng)中心，實現(xiàn)總部與外部的話務(wù)通信。三級程控交換設(shè)立在各下屬管理所， 主要負責(zé)本部門的話務(wù)連接和出入部門的話務(wù)轉(zhuǎn)接。為了提升系統(tǒng)的可靠性和靈活性，各級程控交換中心應(yīng)保證相互連接，組成多迂回的程控交換網(wǎng)絡(luò)。

1.3 語音通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)主要分為業(yè)務(wù)電話、指令電話和移動電話部分。業(yè)務(wù)電話是為公路管理局、分公司、各管理所及高速公路設(shè)備（收費站、服務(wù)區(qū)、加油站、交警等）提供內(nèi)外聯(lián)系電話。業(yè)務(wù)電話與市話公網(wǎng)相連接，采用全網(wǎng)自動撥號。指令電話主要為監(jiān)控中心下達交通調(diào)度和監(jiān)控指令服務(wù)。在監(jiān)控中心和分中心設(shè)置兩套指令電話控制臺，供交警和公路值班人員使用，便于交警進行調(diào)度工作和交通控制。指令電話控制臺設(shè)置在各分公司內(nèi)，具有單呼叫、群呼叫和自動錄音等功能，控制臺同時具備轉(zhuǎn)接功能，以實現(xiàn)指令控制臺與指令控制電話機的轉(zhuǎn)接。

1.4 移動通信系統(tǒng)

移動通信包括語音通信和圖像、傳真、數(shù)據(jù)等的無線傳輸，可自主進行移動通信系統(tǒng)的搭建，也可以租用公用移動通信網(wǎng)絡(luò)。公用移動通信網(wǎng)絡(luò)可進行全國漫游，省去了自行建網(wǎng)的費用，但網(wǎng)絡(luò)租賃費用高，且不具備群呼叫和組呼叫等功能。自行搭建高速公路專用移動通信網(wǎng)絡(luò)可有效解決上述問題，但需要具有專業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的人員團隊，且資金投入大，建議使用800 MHz 的集群移動通信進行移動網(wǎng)絡(luò)的搭建。

2 主要通信技術(shù)分析

2.1 RPR

RPR 是一種新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可有效支持環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，在光纖連接失敗或斷開的情況下可快速恢復(fù)，此外，該技術(shù)還具有數(shù)據(jù)傳輸高效簡單，成本低等優(yōu)勢。RPR 采用由分組交換點構(gòu)成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，節(jié)點之間通過光纖連接，拓撲結(jié)構(gòu)基于方向相反的內(nèi)環(huán)和外環(huán)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的雙向同時傳輸。RPR 技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

(1) 支持三種優(yōu)先級 ；

(2) 采用統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)；

(3) 進行電信保護，提升帶寬利用率 ；

(4) 支持即插即用；

(5) 空間可復(fù)用。

RPR 是在Ethernet 技術(shù)和異步傳輸基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，屬于地址處理層，主要應(yīng)用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中， 組建以數(shù)據(jù)為中心的城域網(wǎng)絡(luò)，為運營商提供快速的故障檢測和自愈能力。RPR 可提供數(shù)據(jù)帶寬的優(yōu)化管理，以及多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸方案，是針對現(xiàn)有核心網(wǎng)和城域網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點提出的改進方案。

2.2 寬帶IP

IP 網(wǎng)絡(luò)是新一代信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)網(wǎng)。一方面，密集波分復(fù)用技術(shù)已轉(zhuǎn)向互聯(lián)網(wǎng)，另一方面，IP 網(wǎng)提供分時復(fù)用模式專線， ATM 適配和幀中繼等功能，以支持傳統(tǒng)業(yè)務(wù)。千兆以太網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于IP 廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)，采用路由器、交換機等設(shè)備實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的交換和路由尋址，構(gòu)建IP 核心網(wǎng)和多業(yè)務(wù)化的IP 城域網(wǎng)絡(luò)。寬帶IP 技術(shù)設(shè)計方案主要分為兩大類，一類為FastEthernet IP，主要解決在局域網(wǎng)應(yīng)用中帶寬的瓶頸問題。另一類為IP 多業(yè)務(wù)交換法。寬帶IP 技術(shù)具有效率高、組網(wǎng)簡便且易維護等優(yōu)點，且其設(shè)備價格也在逐漸降低。

2.3 DWDM密集波分復(fù)用技術(shù)

DWDM 技術(shù)利用單根光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)和組合，在源節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點之間設(shè)立多個虛擬光纖，以保證傳輸效果。利用DWDM 技術(shù)，一根光纖可同時傳輸 4 路雙向數(shù)據(jù)、8 路視頻數(shù)據(jù)、8 路雙向音頻數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)信號，數(shù)據(jù)傳輸速度提升到 20G/h，單根光纖的數(shù)據(jù)傳輸速度可達到 7 T/s。另一個技術(shù)優(yōu)勢是DWDM 技術(shù)的編碼方式、幀協(xié)議和傳輸速度不相關(guān)。DWDM網(wǎng)絡(luò)可使用以太網(wǎng)和數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理流量在 1.25 ～2.5 G/h 之間，部署快捷，可快速滿足客戶的帶寬要求。DWDM 技術(shù)組網(wǎng)方式靈活，支持環(huán)路保護和自愈恢復(fù)功能，其不足之處在于傳輸業(yè)務(wù)完全透明，同一個波長只可提供單種業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)封裝尚未形成標(biāo)準(zhǔn)，保護能力不足， 波長復(fù)用能力缺乏，應(yīng)用于低速場合，且?guī)捓寐蔬^低。與準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)相比，其價格優(yōu)勢不明顯。DWDM 技術(shù)多適用于網(wǎng)絡(luò)安全性高，且對跨平臺數(shù)據(jù)共享和擴容需求較大的場合。

3 結(jié) 語

針對當(dāng)前機電通信技術(shù)現(xiàn)狀，相關(guān)技術(shù)設(shè)計和建設(shè)人員應(yīng)努力完善高速公路機電系統(tǒng)，提升機電通信系統(tǒng)的技術(shù)水平。隨著通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷革新，當(dāng)代高速公路中的機電通信系統(tǒng)已引起各國廣泛關(guān)注，很多國家在優(yōu)化高速公路機電通信系統(tǒng)上加大投入，引用先進通信技術(shù)，以提升本國高速公路通信系統(tǒng)的運行效率和可靠性。我國應(yīng)加大對通信技術(shù)革新的重視，以實現(xiàn)高速公路的現(xiàn)代化建設(shè)。