河北省交通廳項目辦 陸群
隨著國民經濟和社會的發展，高速公路作為拉動經濟發展的大動脈，已處于高速建設和發展的時期。截止到1999年底，全國高速公路已經超過10000公里。目前我國正在建設“五縱七橫”高速公路網，計劃到2000年，基本建成“兩縱兩橫和三個重要路段”，全長17000公里，到2010年，基本建成“五縱七橫”主干線，屆時全國高速公路將達到36000公里。
為了充分發揮高速公路的效益，必須完善與高速公路配套的機電工程，即通信系統、收費系統和監控系統。在三大機電項目中，通信系統主要為運營管理及監控、收費系統提供傳輸平臺。但傳統上，人們往往重視收費和監控而忽視了通信系統的建設，殊不知高速公路通信系統是高速公路現代化管理的支撐系統，它要實現監控系統和收費系統的數據、話音和圖象等信息準確而及時的傳輸，要保持高速公路管理部門之間業務聯絡通信的暢通，并要為高速公路內部各部門與外界建立必要的聯系。因此通信系統是實現高速公路現代化管理必不可少的基礎設施。
一、通信系統的結構
高速公路通信系統主要由以下幾部分構成：光纖數字傳輸系統、程控數字交換系統（含指令電話系統）、緊急電話系統、數據圖像傳輸系統、移動通信系統以及通信電源系統。
（1）光纖數字傳輸系統是為高速公路沿線設施（諸如程控交換機、業務電話）之間提供話務通信，它還為監控，收費系統的數據、傳真、圖像等非話業務提供傳輸通道。光傳輸系統大多基于SDH，也有早期的PDH在運行。在單條高速公路內部，通信系統選擇SDH是毫無疑義的，這是由業務接入特點和技術發展現狀決定的。但各條高速公路通信系統的解決方案有所不同，目前一般采用SDH與綜合業務接入網相結合的光纖數字傳輸系統（也有的采用SDH+DLC接入系統模式）。綜合業務接入網有三種類型接口，即光線路終端接口（OLT），光網絡單元接口（ONU）和維護管理接口。控制中心的OLT通過V5接口完成多業務的接入，將話音業務（BT）、指令業務、數據業務和圖像業務等合并到一個傳輸網絡中，同時可實現與DDN、PSPDN等數據網的連接。收費站與控制中心可通過接入網的數字數據接口，如E1、2B+D、V.35、V.24、G.703實現收費數據的上傳及管理數據的下達。路面監控數據可通過各站ONU的二/四線音頻、V.35、V.24、V.28、G.703等接口傳送到控制中心。通信中心設一套光傳輸本地網管終端，對SDH設備進行維護管理。通信中心還配備了一套綜合業務接入網的網管終端對接入網設備進行維護。SDH本地網管和接入網網管可集中設置，也可分開設置。光傳輸系統采用1+1保護方式。在所有的傳送網中，SDH仍是迄今為止最完整、最多樣化和性能優越的保護及恢復方式的技術。
（2）程控數字交換系統為高速公路沿線提供業務電話和指令電話，由通信中心的一套匯接局數字程控交換機及若干用戶（沿線各管理設施內）組成。具備中國1號、7號、V5信令等設施實現業務的互通，它采用獨立的運行維護方法， 即為交換機配備一套維護管理終端設備，來負責本站交換機的運行維護。
（3）緊急電話系統為高速公路上駕駛員提供一個直接呼救求援的專用通信系統，該系統在監控中心設緊急電話控制中心，控制本管理區域內的所有緊急電話，是一個獨立的系統。
（4）數據、圖像傳輸系統。外場設備與監控中心之間的數據傳輸是通過電纜、ONU音頻通道完成的。監控數據傳輸采用模擬傳輸方式，通信系統為監控系統在各站的綜合業務接入網的ONU設備業務通道中提供足夠的2/4W VF接口。監控系統在沿線設置了一定數量的攝像機，各攝像機的圖像和控制信號均要傳到監控中心。圖像傳輸采用點對點模擬方式。通信系統負責為各攝像機圖像和控制信號傳輸提供光纜，各攝像機的視頻和控制信號復用后采用一纖傳輸方式，通信系統為每個攝像機提供一芯光纖。
收費數據一般分三級管理：收費中心計算機、沿線收費站計算機及收費車道控制機。收費站與收費中心之間的數據傳輸采用數據通道直接傳輸，通信系統在沿線各通信站的設備上需為收費數據傳輸提供足夠的2Mbit/s數據通道接口。通信系統為收費系統的每個攝像機提供一芯光纖。
（5）移動通信系統是為高速公路調度通信服務的，一般采用800MHz集群，下設基站。由于沿高速公路有光傳輸通信系統，因此基站之間的聯網都使用此光纜鏈路，只需在綜合業務接入網的光網絡單元（ONU）和光線路單元設備上設音頻接口板即可。
（6）通信電源系統。高速公路沿線的通信電源系統配置一套獨立的電源網管系統，電源網管系統的監控終端設在通信中心。電源設備配備監控模塊，負責采集本站電源設備運行信息，并把采集到的電源設備運行狀況信息利用傳輸系統提供的話路傳到通信中心的電源網管維護終端。
二、系統優點
在SDH+接入網的系統方案中，SDH的靈活組網及接入網的豐富接口為高速公路通信網組建各種結構的網絡。該系統方案的通信網絡有以下特點。
（1）可靠性高。由于系統選用的通信設備及重點部件為主備方式，傳輸設備具有較強的自愈能力，故障自動隔離，保護倒換迅速，故不影響正在運行的業務，能適合各種惡劣環境下的應用。
（2）技術先進。該系統選用的數字程控交換機、SDH光傳輸設備、接入網、智能通信電源，采用了現代通信及計算機的最新技術和成果，技術上領先其它的專用通信網。
（3）擴展性好。該系統能滿足將來通信開放的發展趨勢對業務不斷增長的需求，在不增加太多成本的情況下，具有良好的擴展性。
（4）開放性。此通信網采用國內、國際標準的通信協議及接口，是一個開放性的網絡，能與各種具備標準接口的通信設備相連。
該系統方案也有一些不足之處，首先視頻信號未采用圖像的數字化壓縮技術，雖節省投資成本，但浪費了帶寬，且遠距離傳輸時易引起圖像質量下降；其次每個系統都有自己獨立的網絡管理，增加了管理難度；再有收費計算機通過路由器提供的網絡速率為2Mbit/s，但收費計算機網絡本身的速率是10Mbit/s，隨著收費聯網的到來，2Mbit/s有可能無法滿足要求，成為通信瓶頸。
接入網作為多業務應用適合高速公路通信網的業務接入，SDH光傳輸系統靈活的組網方式適合高速公路骨干網及支路網。未來的高速公路通信網絡，將是以SDH光傳輸系統構成的SDH網絡，IP over SDH技術將提供在SDH網上寬帶數據通信，實現寬帶的廣域網。數字圖像技術也將會在高速公路圖像監控中得到廣泛應用。
