高速公路網絡通信技術及其實現方法

河南交通職業技術學院 周 正

高速公路網絡通信技術及其實現方法

河南交通職業技術學院 周 正

近年來，中國高速公路的建設發展十分迅速，到2006年底，我國高速公路總里程達4.5萬公里，2007年底達5.39萬公里，2008年年底已達到6.03萬公里，僅次于美國，位居世界第二位。創造了世界高速公路發展的奇跡。而高速公路通信系統作為高速公路現代化管理的支撐系統。也從傳統的語音通信系統發展到800MHz無線集群系統，從準同步數字序列PDH發展到同步數字序列SDH自愈環光纜系統，實現了所有數據、控制指令、電話語音和視頻圖像的數字化傳輸的廣域通信網絡。

一、高速公路通信系統的特點與要求

高速公路通信系統是一個多業務、傳輸距離長的專用多媒體通信系統。由于其傳輸信號的多樣性與重要性，通常高速公路通信系統具有以下特點和要求：

1.高可靠性。因為系統每天要24小時不間斷運行，而且其中涉及到收費系統的收費情況等重要信息，若系統故障會丟失重要的數據或造成事故處理不當，因此要求系統必須具備高可靠性。

2.高速公路通信系統應建立分級管理體制。保證信號長距離傳輸而不產生嚴重失真，應在各管理中心建設通信分中心，還可根據需要設立中繼站。

3.通信方式和傳輸信號種類繁多，對各類信號的傳輸有明確要求。如控制指令和報警信號的高可靠性、收費數據嚴格的連續性等。

4.專用性強。通信對象主要是公路管理部門內部各個單位和沿線行駛的客戶。

二、高速公路通信系統的網絡技術

由于高速公路通信系統具有業務多、信號種類與通信方式繁多的特點，光纖通信技術、SDH技術、ATM技術以及網絡融合的IP over X技術已成為了目前適應高速公路通信的主要網絡技術。

1.SDH技術。SDH是在 PDH的基礎上發展起來的，由一些基本的網絡單元（如終端復接器、數字交叉連接設備等）組成的，在光纖、微波、衛星等介質上進行同步信息傳輸、復用和交叉連接的網絡技術。

SDH可以將數字流復接、線路傳輸和交換功能融為一體，由統一網管系統進行管理操作，用光纖傳輸光同步信號。它以155.520Mb/s為基本速率，采用標準的同步傳輸模塊傳輸光信號，可顯著提高網絡資源的利用率，大幅降低管理和維護的費用。近期建造的高速公路通信系統多采用同步數字序列（SDH）自愈環光纜系統，把所有數據、控制指令、電話語音和視頻圖像全部轉換為數字信號，由光纖數字傳輸線路與各個固定點的計算機及各種終端連接成廣域通信網絡。

SDH同步數字體系具有十分顯著的優點，主要體現為：具有全世界統一的網絡結點接口（NNT）。有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳輸模塊（STM-1、STM-4、STM-16、STM-64）。幀結構為頁面式，具有豐富的用于維護管理的功能。所有網絡單元都有標準的光接口。有一套靈活的復用結構和指針調整技術，允許現有的準同步數字體系、同步數字體系和B-ISBN信號都能進入其幀結構，因而具有廣泛的適應性。大量采用軟件進行網絡配置和控制，使得功能開發、性能改變較為方便，可適應將來的不斷發展。

2.ATM技術。ATM異步傳輸模式是一種包含傳輸、組網和交換等技術內容的全新的高速通信技術。其信息的傳輸、復用和交換都以信元為基本單位。ATM信元是固定長度的分組，共有53個字節，分為2個部分。前面5個字節為信頭，主要完成尋址的功能。后面的48個字節為信息段，用來裝載來自不同用戶和不同業務的信息。

ATM交換是指把入線上的ATM信元，根據其信頭上的VPI（虛路徑標識符）和VCI（虛通路標識符）轉送到相應的出線上，從而完成交換傳送的目的。

由于ATM技術擁有標準化的技術細則和成熟可靠的多媒體通信網絡全球標準，并簡化了交換過程，去除了不必要的數據校驗，采用易于處理的固定信元格式，所以ATM交換速率大大高于傳統的數據網（如x.25、DDN、幀中繼等），已成為新一代網絡技術的代表。它可以應用到從LAN到WAN的各種領域，以及音頻、視頻數據傳輸的各種應用中，是非常適合于高速公路通信系統及其聯網的技術。

3.網絡融合的IP over X技術。隨著Internet的迅猛發展，IP技術應用越加廣泛。因此，我們在建設高速公路通信網絡時，除要滿足高速公路本身語音、數據、圖像的傳輸外，還應考慮提供足夠的網絡帶寬向社會提供網絡服務。

高速公路通信系統是集語音、圖像和數據為一體的多媒體數字通信系統。SDH作為成熟、穩定的光纖傳輸技術，在今后一段時間內仍將廣泛的應用于單條高速公路的通信系統中，但隨著高速公路聯網收費和路網集中監控的發展，ATM技術將廣泛應用于高速公路通信系統及其聯網中，而網絡融合的IP over X技術（IP Over ATM、IP Over SDH等）技術將是未來交通專用通信網的發展趨勢。