高速通信系統(tǒng)設(shè)備配置與施工技術(shù)研究

曹 鵬

（陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司西延分公司，陜西 西安 710016）

0 引 言

陜西省高速公路的機(jī)電系統(tǒng)于20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始建設(shè)，經(jīng)過(guò)了升級(jí)與改造，一定程度上改善了道路、隧道監(jiān)控和通信系統(tǒng)及收費(fèi)系統(tǒng)。但是高速公路機(jī)電系統(tǒng)始終面臨諸多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)作用的發(fā)揮。因此，深入研究和分析高速通信系統(tǒng)設(shè)備配置與施工技術(shù)具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 當(dāng)前高速通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

首先，設(shè)備相對(duì)老化且技術(shù)落后。陜西省高速公路聯(lián)網(wǎng)機(jī)電系統(tǒng)初始組網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間為2003年，部分路線的通車時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其機(jī)電設(shè)備已出現(xiàn)自然老化，且采用的技術(shù)落后，因此有必要對(duì)設(shè)備和技術(shù)予以全面更新。特別是較早通車路段的通信系統(tǒng)，使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致部分設(shè)備型號(hào)以及標(biāo)準(zhǔn)過(guò)于老舊，難以在市場(chǎng)采購(gòu)所需備件[1]。

其次，新型技術(shù)應(yīng)用落后。陜西省高速公路機(jī)電設(shè)施選擇使用了較多機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)及電子技術(shù)。隨著時(shí)間的推移，新興技術(shù)不斷出現(xiàn)，可為管理工作的開(kāi)展提供了諸多技術(shù)依據(jù)。但受既有系統(tǒng)或者設(shè)備的影響，很多新技術(shù)應(yīng)用相對(duì)落后。

最后，需求方面的改變。高速公路發(fā)展過(guò)程中，管理需求不斷增加，且公眾對(duì)出行信息服務(wù)提出了全新要求，使得信息傳輸更具多樣性，也直接增加了信息傳輸?shù)膸捯蟆Ｒ虼吮仨毑粩鄡?yōu)化既有傳輸設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以提高信息傳輸能力，解決通信傳輸設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用率不高的問(wèn)題[2]。

通信系統(tǒng)將陜西省通信中心與不同路段分中心通信網(wǎng)絡(luò)有效連接，并為交通行業(yè)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)、高速公路監(jiān)控及收費(fèi)系統(tǒng)等提供必要圖像幫助。

2 高速通信系統(tǒng)設(shè)備布設(shè)基本原則

第一，干線傳輸節(jié)點(diǎn)布設(shè)要求選擇路網(wǎng)核心樞紐站點(diǎn)對(duì)核心匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)備加以設(shè)置，進(jìn)而為各地市與路網(wǎng)交通樞紐站點(diǎn)合理地設(shè)置區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)備。需注意，匯聚節(jié)點(diǎn)部位的設(shè)備應(yīng)盡量選擇使用環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，以確保有效保護(hù)環(huán)網(wǎng)。

第二，干線傳輸節(jié)點(diǎn)需根據(jù)路段長(zhǎng)度和通信網(wǎng)絡(luò)光方向匯集節(jié)點(diǎn)設(shè)置，并逐漸消除路網(wǎng)線路末端干線設(shè)備，進(jìn)而有效節(jié)省建設(shè)成本支出。如果后續(xù)路段要求此路段和陜西省高速公路通信網(wǎng)絡(luò)相互接入，就必須對(duì)路段容量實(shí)際需求做出綜合考慮[3]。如果傳輸節(jié)點(diǎn)間距超過(guò)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，那么可在合理位置科學(xué)地設(shè)置中繼傳輸設(shè)備。

第三，應(yīng)將STM-64設(shè)備合理地應(yīng)用于干線傳輸網(wǎng)絡(luò)核心匯聚節(jié)點(diǎn)。對(duì)于區(qū)域匯聚節(jié)點(diǎn)，則要選擇使用型號(hào)為STM-16的設(shè)備。對(duì)于已通車的路段，無(wú)需更換或是升級(jí)線路末端既有網(wǎng)干線傳輸設(shè)備，僅借助接入網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)即可。

3 西延高速通信系統(tǒng)設(shè)備配置實(shí)施方案

西延高速通信系統(tǒng)的干線設(shè)備是全省高速公路路網(wǎng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和主要匯聚節(jié)點(diǎn)，但現(xiàn)有設(shè)備（中興S330、S380）均已停產(chǎn)多年，單板板件也停止生產(chǎn)，均無(wú)法購(gòu)置備品備件。若通信設(shè)備發(fā)生故障或者板卡損壞，不僅影響西延高速收費(fèi)系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、圖像和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，而且將嚴(yán)重影響路網(wǎng)相連高速公路路段分公司收費(fèi)系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、圖像和語(yǔ)音業(yè)務(wù)與省中心的通信。現(xiàn)有設(shè)備以太網(wǎng)業(yè)務(wù)板均為早期點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)單板ET1（停產(chǎn)多年），該單板不支持以太網(wǎng)國(guó)際通用協(xié)議，不利于新增業(yè)務(wù)開(kāi)通，且無(wú)法進(jìn)行設(shè)備擴(kuò)容。

為提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率及優(yōu)化組網(wǎng)方式，采用干線設(shè)備+PTN接入網(wǎng)設(shè)備+軟交換語(yǔ)音系統(tǒng)，以構(gòu)成新的西延高速通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。干線光纖數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)主要為監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化、視頻圖像、交通信息專用網(wǎng)絡(luò)及交通行業(yè)內(nèi)部電話網(wǎng)等提供傳輸通道。全線設(shè)置銅川、黃陵、延安及富縣4個(gè)有人通信站，配置SDH干線傳輸設(shè)備1套，設(shè)備傳輸?shù)燃?jí)2.5 G，可擴(kuò)容至10 G。

接入網(wǎng)選用PTN設(shè)備。PTN技術(shù)吸收了IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合了各種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是最符合當(dāng)前高等級(jí)公路業(yè)務(wù)IP化對(duì)傳輸網(wǎng)的要求。全線在銅川、黃陵、延安及富縣4個(gè)有人通信站配置PTN設(shè)備作為光線路終端OLT。設(shè)置金鎖關(guān)、道南隧道管理站、宜君、彭鎮(zhèn)、阿黨、洛川、漢寨隧道管理站、牛武隧道管理站、南秋臺(tái)隧道管理站、新窯溝隧道管理站、甘泉、南泥灣、延安南、洛川服務(wù)區(qū)及富縣服務(wù)區(qū)15處無(wú)人通信站，加上西銅高速黃堡無(wú)人通信站，共計(jì)16個(gè)無(wú)人通信站，配置PTN設(shè)備（作為光網(wǎng)絡(luò)單元ONU），傳輸?shù)燃?jí)GE。

語(yǔ)音交換系采用軟交換語(yǔ)音系統(tǒng)，廢棄現(xiàn)有三套停產(chǎn)老舊的程控交換機(jī)和原ONU設(shè)備的用戶端設(shè)備。采用一套軟交換語(yǔ)音平臺(tái)，安裝在銅川有人站監(jiān)控室機(jī)房，為本項(xiàng)目各站設(shè)置語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)IAD設(shè)備，為所有收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)配置語(yǔ)音接入設(shè)備IAD，經(jīng)接入網(wǎng)PTN設(shè)備提供的以太網(wǎng)通道連接至銅川有人站（虛擬分中心）的軟交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)西延分公司內(nèi)線電話和收費(fèi)車道電話業(yè)務(wù)等。軟交換平臺(tái)再通過(guò)干線設(shè)備提供的以太網(wǎng)通道連接至省中心程控交換機(jī)，以實(shí)現(xiàn)本路段的語(yǔ)音系統(tǒng)與全省語(yǔ)音交換系統(tǒng)的互聯(lián)互通[4]。

4 高速通信系統(tǒng)設(shè)備施工技術(shù)

4.1 通信設(shè)備安裝的一般要求

（1）電纜布放對(duì)路徑提出了較高要求，一定要保證信號(hào)、電源、用戶電纜及光纖的合理布設(shè)。針對(duì)走向相同的電纜，可將其理順并綁扎，保證外觀的平直性與整齊性，有效規(guī)避交叉情況的發(fā)生。

（2）用戶電纜布放需在完成機(jī)架內(nèi)與機(jī)架間電纜布放工作后開(kāi)展。室內(nèi)布線應(yīng)置于金屬橋架內(nèi)部，無(wú)金屬橋架時(shí)，應(yīng)加金屬軟管或塑料子管保護(hù)。

（3）設(shè)備采用聯(lián)合接地的方式，每個(gè)通信站設(shè)置獨(dú)立地線，接地電阻小于1 Ω。機(jī)房?jī)?nèi)安裝地線排，所有設(shè)備地線均連接于地線排。

（4）設(shè)備機(jī)架、柜式配線架應(yīng)加固安裝，采用定制的安裝支架或壓板，支架高度與防靜電地板齊平。支架由托框和鋼導(dǎo)軌構(gòu)成，二者之間可加墊墊鐵，可進(jìn)行水平及垂直調(diào)節(jié)。

（5）機(jī)柜內(nèi)部的所有電纜或插頭應(yīng)貼有標(biāo)簽，對(duì)松動(dòng)或掉落的插頭，應(yīng)對(duì)照電纜插頭上的標(biāo)記插到相應(yīng)的槽位。需注意，勿在操作過(guò)程中將標(biāo)簽丟失。

（6）針對(duì)設(shè)備組件中的電源插件，堅(jiān)決不允許出現(xiàn)帶電插拔的情況，且其他板卡也不能帶電插拔[5]。

4.2 設(shè)備安裝

（1）設(shè)備內(nèi)部零件安裝和機(jī)殼一律不準(zhǔn)使用自攻螺絲。金屬機(jī)件用的緊固件螺孔、螺絲應(yīng)涂上適當(dāng)?shù)拿芊鈩?/p>

（2）所有設(shè)備的進(jìn)線孔應(yīng)安裝襯墊，以保證電纜扭動(dòng)時(shí)不影響設(shè)備的密封性能。

（3）電纜通過(guò)電纜孔洞、電纜管道或類似地方時(shí)要密封，防止害蟲(chóng)和雨水進(jìn)入。

（4）完成設(shè)備安裝工作后，要結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范調(diào)試，并對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄，對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題加以處理，完成調(diào)試報(bào)告的編寫(xiě)。

（5）設(shè)備內(nèi)外部接口需與ITU、EIA及IEEE等國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)吻合。

（6）本設(shè)計(jì)均采用聯(lián)合接地方式，在監(jiān)控機(jī)房和外場(chǎng)設(shè)備群設(shè)置地線。機(jī)房?jī)?nèi)安裝地線匯流排，所有需接地設(shè)備的地線均連接于地線匯流排。

（7）設(shè)備組件中的電源插件，堅(jiān)決不允許出現(xiàn)帶電插拔的情況，且其他板卡也不能帶電插拔[6]。

4.3 設(shè)備測(cè)試

（1）安裝機(jī)房設(shè)備過(guò)程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)圖紙要求進(jìn)行。

（2）完成安裝后，要針對(duì)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)施本機(jī)測(cè)試，以確保測(cè)試結(jié)果和設(shè)備技術(shù)性能要求吻合。此外，需詳細(xì)記錄測(cè)試結(jié)果。

5 結(jié) 論

西延高速公路通信系統(tǒng)自建設(shè)并投入使用后，歷經(jīng)多次改造，一定程度上優(yōu)化了系統(tǒng)本身的性能與作用。但隨著陜西省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)工作的開(kāi)展，高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)及其他相關(guān)信息系統(tǒng)的全面建設(shè)與使用，既有干線設(shè)備很難適應(yīng)實(shí)際需求。因此，需針對(duì)既有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備實(shí)施必要的升級(jí)與改造，進(jìn)而不斷改善和優(yōu)化節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)保護(hù)效果，以保障陜西省高速公路通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。