高速公路机电通信系统新技术发展状况分析

引 言

机电通信系统是高速公路建造最为重要的部分之一，关系到高速公路运行的安全性、稳定性、长效性。良好的通信系统可为公路管理人员提供简便的管理手段，极大地提升高速公路交通管理效率。随着科学技术的不断革新和信息化的深入普及，高速公路管理信息化成为必然趋势，电机通信系统是公路管理信息化的基础和保障，建立完备可靠的通信系统， 实现机电通信技术的提升是未来通信发展的方向之一。

1 高速公路通信系统构成

1.1 通信传输线路

高速公路机电通信系统目前已全部采用光纤通信，光纤通信具有以下优势：

(1) 通信容量大，数据传输质量高，传输距离长，且具有很强的抗电磁干扰能力，优于电缆、无线等传输方式。

(2) 高速公路通信要求可进行语音、图像和数据的实时传输，信息容量大，对传输带宽要求高，光纤的高带宽通信可满足要求。

(3) 光纤中继距离长，适合高速公路沿线站点距离长短不一致的实地状况。

(4) 适合中等容量的长距离传输，光纤采用长波长单模传输方式，成本更低。

1.2 程控交换系统

高速公路通信系统一般采用三级程控交换。一级程控交换设立在总公司通信中心，负责完成总公司终端的电话转接， 管理所有来去电的转接任务，并连接二级公路网中心，实现总部与外部的话务通信。三级程控交换设立在各下属管理所， 主要负责本部门的话务连接和出入部门的话务转接。为了提升系统的可靠性和灵活性，各级程控交换中心应保证相互连接，组成多迂回的程控交换网络。

1.3 语音通信系统

通信系统主要分为业务电话、指令电话和移动电话部分。业务电话是为公路管理局、分公司、各管理所及高速公路设备（收费站、服务区、加油站、交警等）提供内外联系电话。业务电话与市话公网相连接，采用全网自动拨号。指令电话主要为监控中心下达交通调度和监控指令服务。在监控中心和分中心设置两套指令电话控制台，供交警和公路值班人员使用，便于交警进行调度工作和交通控制。指令电话控制台设置在各分公司内，具有单呼叫、群呼叫和自动录音等功能，控制台同时具备转接功能，以实现指令控制台与指令控制电话机的转接。

1.4 移动通信系统

移动通信包括语音通信和图像、传真、数据等的无线传输，可自主进行移动通信系统的搭建，也可以租用公用移动通信网络。公用移动通信网络可进行全国漫游，省去了自行建网的费用，但网络租赁费用高，且不具备群呼叫和组呼叫等功能。自行搭建高速公路专用移动通信网络可有效解决上述问题，但需要具有专业网络技术的人员团队，且资金投入大，建议使用800 MHz 的集群移动通信进行移动网络的搭建。

2 主要通信技术分析

2.1 RPR

RPR 是一种新型网络技术，可有效支持环形网络拓扑结构，在光纤连接失败或断开的情况下可快速恢复，此外，该技术还具有数据传输高效简单，成本低等优势。RPR 采用由分组交换点构成的环形结构，节点之间通过光纤连接，拓扑结构基于方向相反的内环和外环，实现了数据的双向同时传输。RPR 技术具有以下优势：

(1) 支持三种优先级 ；

(2) 采用统计复用技术；

(3) 进行电信保护，提升带宽利用率 ；

(4) 支持即插即用；

(5) 空间可复用。

RPR 是在Ethernet 技术和异步传输基础上发展起来的新型网络传输技术，属于地址处理层，主要应用于环形网络中， 组建以数据为中心的城域网络，为运营商提供快速的故障检测和自愈能力。RPR 可提供数据带宽的优化管理，以及多业务数据传输方案，是针对现有核心网和城域网数据业务特点提出的改进方案。

2.2 宽带IP

IP 网络是新一代信息网络的基础网。一方面，密集波分复用技术已转向互联网，另一方面，IP 网提供分时复用模式专线， ATM 适配和帧中继等功能，以支持传统业务。千兆以太网技术主要应用于IP 广域网和城域网，采用路由器、交换机等设备实现IP数据包的交换和路由寻址，构建IP 核心网和多业务化的IP 城域网络。宽带IP 技术设计方案主要分为两大类，一类为FastEthernet IP，主要解决在局域网应用中带宽的瓶颈问题。另一类为IP 多业务交换法。宽带IP 技术具有效率高、组网简便且易维护等优点，且其设备价格也在逐渐降低。

2.3 DWDM密集波分复用技术

DWDM 技术利用单根光纤实现数据的收发和组合，在源节点和目标节点之间设立多个虚拟光纤，以保证传输效果。利用DWDM 技术，一根光纤可同时传输 4 路双向数据、8 路视频数据、8 路双向音频数据和以太网信号，数据传输速度提升到 20G/h，单根光纤的数据传输速度可达到 7 T/s。另一个技术优势是DWDM 技术的编码方式、帧协议和传输速度不相关。DWDM网络可使用以太网和数字数据网进行数据传输，数据处理流量在 1.25 ～2.5 G/h 之间，部署快捷，可快速满足客户的带宽要求。DWDM 技术组网方式灵活，支持环路保护和自愈恢复功能，其不足之处在于传输业务完全透明，同一个波长只可提供单种业务，数据封装尚未形成标准，保护能力不足， 波长复用能力缺乏，应用于低速场合，且带宽利用率过低。与准同步数字传输系统相比，其价格优势不明显。DWDM 技术多适用于网络安全性高，且对跨平台数据共享和扩容需求较大的场合。

3 结 语

针对当前机电通信技术现状，相关技术设计和建设人员应努力完善高速公路机电系统，提升机电通信系统的技术水平。随着通信技术和互联网技术的不断革新，当代高速公路中的机电通信系统已引起各国广泛关注，很多国家在优化高速公路机电通信系统上加大投入，引用先进通信技术，以提升本国高速公路通信系统的运行效率和可靠性。我国应加大对通信技术革新的重视，以实现高速公路的现代化建设。