探討高速公路通信系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃與思考

賈圓飛

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司)

1 工程概況

貴州省六盤水至鎮(zhèn)寧高速公路六盤水至六枝段工程是貴州省高速公路網(wǎng)的第7 聯(lián)，是國家高速公路第12 橫杭瑞和第13 橫滬昆的聯(lián)絡(luò)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(guān)的聯(lián)絡(luò)線。本項(xiàng)目位于六盤水境內(nèi)，線路起于濫壩鎮(zhèn)，終點(diǎn)止于六枝西特區(qū)。本項(xiàng)目的實(shí)施將進(jìn)一步完善貴州省高速公路路網(wǎng)布局，為貴州省六盤水地區(qū)的交通運(yùn)輸提供一條全新的、便捷的城鄉(xiāng)聯(lián)絡(luò)線，對帶動沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)往來，實(shí)現(xiàn)六盤水地區(qū)經(jīng)濟(jì)綜合區(qū)的協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要的意義。

2 光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

全省高速公路專用通信網(wǎng)劃分為三級級管理:省通信中心，片區(qū)管理中心，路段內(nèi)無人值通信站。其中，省通信中心及片區(qū)管理中心不在本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。本項(xiàng)目設(shè)置一個(gè)環(huán)網(wǎng)。沿線共設(shè)5 個(gè)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(tǒng)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(shù)據(jù)和圖像信號需要傳輸。本項(xiàng)目利用六盤水片區(qū)管理中心。接入網(wǎng)系統(tǒng)包括:通信利用六盤水片區(qū)管理中心的光線路終端(OLT)，在無人值守光通信站分別設(shè)置光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，OLT 和ONU 設(shè)備要求配置V5.2 接口，OLT 和ONU的傳輸均采用內(nèi)置型光纖傳輸設(shè)備。各站點(diǎn)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(huán)，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。服務(wù)區(qū)、停車區(qū)的語音和數(shù)據(jù)通過電話數(shù)據(jù)光端機(jī)連接至就近通信站的ONU，進(jìn)入通信系統(tǒng)。

2.3 傳輸網(wǎng)管和公務(wù)通信

本高速公路通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是全省網(wǎng)管網(wǎng)的一部分，應(yīng)與全省網(wǎng)管網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)一致。初期，本高速公路網(wǎng)管系統(tǒng)功能應(yīng)滿足電信管理網(wǎng)模型的第一層(網(wǎng)元層)及第二層(網(wǎng)元管理層)要求。網(wǎng)元層功能:單個(gè)網(wǎng)元配置、故障、性能等管理功能。考慮高速公路通信網(wǎng)分期建設(shè)的特點(diǎn)宜加強(qiáng)網(wǎng)元層管理功能。網(wǎng)元管理層功能:配置管理、維護(hù)管理、傳輸業(yè)務(wù)管理、告警管理、測試管理、環(huán)境電源等功能。

本路段利用六盤水片區(qū)管理中心的網(wǎng)元級網(wǎng)管系統(tǒng)，用于本路段的光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)光同步數(shù)字傳輸設(shè)備和基層綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)的維護(hù)和管理。并且預(yù)留Q3 接口，以便將來接入貴州省通信中心的網(wǎng)管系統(tǒng)。利用公務(wù)通道中的開銷比特E1、設(shè)置兩條公務(wù)聯(lián)絡(luò)通信電路，E2 用于各站之間的業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)，公務(wù)電話應(yīng)具備選呼和群呼功能。

2.4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置

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

3 數(shù)字程控交換系統(tǒng)

數(shù)字程控交換機(jī)系統(tǒng)用來實(shí)現(xiàn)本路段內(nèi)各管理部門所需的業(yè)務(wù)電話、指令電話、收費(fèi)亭的對講電話等通信業(yè)務(wù)，以及與高速公路電話專網(wǎng)和公網(wǎng)的互聯(lián)。

利用六盤水片區(qū)管理中心的數(shù)字程控交換機(jī)，并相應(yīng)配置各站區(qū)用戶線路。數(shù)字程控交換機(jī)采用局用機(jī)、雙處理機(jī)，應(yīng)具備中國No.1、中國No.7 信令，信令系統(tǒng)應(yīng)與全省交換網(wǎng)規(guī)劃協(xié)調(diào)一致。路段內(nèi)遠(yuǎn)端用戶電路由光纖綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)提供，經(jīng)片區(qū)管理中心光線路終端(OLT)4 ×2Mb/s接口進(jìn)入數(shù)字程控交換機(jī)。數(shù)字程控交換機(jī)應(yīng)具有V5.2接口功能，時(shí)鐘的精確度應(yīng)采用G.812 建議規(guī)范達(dá)到5 ×10，并配有外定時(shí)接口。片區(qū)管理中心數(shù)字程控交換機(jī)與省通信中心交換機(jī)之間采用全自動數(shù)字中繼方式，數(shù)字中繼局間信令為中國No.7 信令。全省高速公路交換網(wǎng)采用統(tǒng)一編號。在片區(qū)管理中心設(shè)置數(shù)字程控交換機(jī)的維護(hù)終端和計(jì)費(fèi)終端，負(fù)責(zé)對數(shù)字程控交換機(jī)進(jìn)行維護(hù)和計(jì)費(fèi)管理;設(shè)置話務(wù)員臺，轉(zhuǎn)接來自公網(wǎng)的呼叫業(yè)務(wù);各通信站均需設(shè)置MDF 配線設(shè)備。

由于采用數(shù)字程控交換技術(shù)，在傳輸系統(tǒng)中的接入業(yè)務(wù)被大大弱化，甚至由于大量外場設(shè)備都是采用網(wǎng)絡(luò)接口而直接取消。通過全省范圍內(nèi)語音業(yè)務(wù)的造價(jià)測算，數(shù)字程控交換系統(tǒng)的造價(jià)比“SDH+程控交換+接入網(wǎng)”的方案造價(jià)要低近30%，同時(shí)后續(xù)新增路段語音業(yè)務(wù)的開設(shè)難度降低，業(yè)務(wù)開通效率更高，日常維護(hù)難度降低，具有較好經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性及易維護(hù)性。數(shù)字程控交換系統(tǒng)(省中心－分中心－各站點(diǎn))見圖1。

圖1 交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4 數(shù)據(jù)、圖像傳輸系統(tǒng)

4.1 路段監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸

路段監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸通路分為三級，第一級為路段監(jiān)控外場設(shè)備至就近通信站的數(shù)據(jù)傳輸通路;第二級為通信站至片區(qū)管理中心的路段監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸通路;第三級為片區(qū)管理中心至省中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通路。

4.2 隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸

隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸通路分為三級，第一級為隧道PLC、電力、火災(zāi)等監(jiān)控設(shè)備至隧道變電所的數(shù)據(jù)傳輸通路;第二級為隧道變電所至隧道監(jiān)控管理救援站的數(shù)據(jù)傳輸通路;第三級為隧道監(jiān)控管理救援站至片區(qū)管理中心的隧道監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸通路。

4.3 收費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸

收費(fèi)數(shù)據(jù)傳輸通路分為三級，第一級為收費(fèi)車道至收費(fèi)站的收費(fèi)數(shù)據(jù)傳輸通路;第二級為收費(fèi)站至片區(qū)管理中心的收費(fèi)數(shù)據(jù)傳輸通路;第三級為片區(qū)管理中心至省中心收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸通路。

4.4 監(jiān)控、收費(fèi)視頻圖像的傳輸

本項(xiàng)目通信系統(tǒng)為監(jiān)控、收費(fèi)、隧道圖像的長距離傳輸提供光纜。各道路、互通立交攝像機(jī)圖像通過H.264 編碼器壓縮后傳至就近的收費(fèi)站，由監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé);各收費(fèi)車道、收費(fèi)亭、收費(fèi)廣場攝像機(jī)圖像通過H.264 編碼器壓縮后傳至所屬收費(fèi)站數(shù)字視頻傳輸設(shè)備，由收費(fèi)系統(tǒng)負(fù)責(zé);各隧道監(jiān)控圖像通過H.264 編碼器壓縮后傳至就近隧道監(jiān)控管理救援站數(shù)字視頻傳輸設(shè)備，由隧道機(jī)電系統(tǒng)負(fù)責(zé)。

5 規(guī)劃不足之處思考

雖然光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)在高速公路通信系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢，但是在實(shí)際規(guī)劃應(yīng)用中還存在一些不足之處，主要體現(xiàn)在頻帶利用率低等方面，在信號的幀結(jié)構(gòu)中，光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)技術(shù)通過采用OAM 開銷字節(jié)，可以有效提升網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能，但是另一方面，由于光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)技術(shù)大量加入了開銷字節(jié)，采用的指針技術(shù)使信號容易引起抖動，導(dǎo)致傳輸有效信息字節(jié)相對減少，出現(xiàn)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(tǒng)設(shè)計(jì)方案中，人們還要結(jié)合光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)抖動性能等因素綜合考慮。

6 結(jié)束語

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，未來光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)技術(shù)將結(jié)合光波分復(fù)用(WDM)、ATM 技術(shù)、Internet 技術(shù)，使之在高速公路通信系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用。

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