高速公路网络通信技术及其实现方法

河南交通职业技术学院 周 正

高速公路网络通信技术及其实现方法

河南交通职业技术学院 周 正

近年来，中国高速公路的建设发展十分迅速，到2006年底，我国高速公路总里程达4.5万公里，2007年底达5.39万公里，2008年年底已达到6.03万公里，仅次于美国，位居世界第二位。创造了世界高速公路发展的奇迹。而高速公路通信系统作为高速公路现代化管理的支撑系统。也从传统的语音通信系统发展到800MHz无线集群系统，从准同步数字序列PDH发展到同步数字序列SDH自愈环光缆系统，实现了所有数据、控制指令、电话语音和视频图像的数字化传输的广域通信网络。

一、高速公路通信系统的特点与要求

高速公路通信系统是一个多业务、传输距离长的专用多媒体通信系统。由于其传输信号的多样性与重要性，通常高速公路通信系统具有以下特点和要求：

1.高可靠性。因为系统每天要24小时不间断运行，而且其中涉及到收费系统的收费情况等重要信息，若系统故障会丢失重要的数据或造成事故处理不当，因此要求系统必须具备高可靠性。

2.高速公路通信系统应建立分级管理体制。保证信号长距离传输而不产生严重失真，应在各管理中心建设通信分中心，还可根据需要设立中继站。

3.通信方式和传输信号种类繁多，对各类信号的传输有明确要求。如控制指令和报警信号的高可靠性、收费数据严格的连续性等。

4.专用性强。通信对象主要是公路管理部门内部各个单位和沿线行驶的客户。

二、高速公路通信系统的网络技术

由于高速公路通信系统具有业务多、信号种类与通信方式繁多的特点，光纤通信技术、SDH技术、ATM技术以及网络融合的IP over X技术已成为了目前适应高速公路通信的主要网络技术。

1.SDH技术。SDH是在 PDH的基础上发展起来的，由一些基本的网络单元（如终端复接器、数字交叉连接设备等）组成的，在光纤、微波、卫星等介质上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络技术。

SDH可以将数字流复接、线路传输和交换功能融为一体，由统一网管系统进行管理操作，用光纤传输光同步信号。它以155.520Mb/s为基本速率，采用标准的同步传输模块传输光信号，可显著提高网络资源的利用率，大幅降低管理和维护的费用。近期建造的高速公路通信系统多采用同步数字序列（SDH）自愈环光缆系统，把所有数据、控制指令、电话语音和视频图像全部转换为数字信号，由光纤数字传输线路与各个固定点的计算机及各种终端连接成广域通信网络。

SDH同步数字体系具有十分显著的优点，主要体现为：具有全世界统一的网络结点接口（NNT）。有一套标准化的信息结构等级，称为同步传输模块（STM-1、STM-4、STM-16、STM-64）。帧结构为页面式，具有丰富的用于维护管理的功能。所有网络单元都有标准的光接口。有一套灵活的复用结构和指针调整技术，允许现有的准同步数字体系、同步数字体系和B-ISBN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。大量采用软件进行网络配置和控制，使得功能开发、性能改变较为方便，可适应将来的不断发展。

2.ATM技术。ATM异步传输模式是一种包含传输、组网和交换等技术内容的全新的高速通信技术。其信息的传输、复用和交换都以信元为基本单位。ATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，分为2个部分。前面5个字节为信头，主要完成寻址的功能。后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户和不同业务的信息。

ATM交换是指把入线上的ATM信元，根据其信头上的VPI（虚路径标识符）和VCI（虚通路标识符）转送到相应的出线上，从而完成交换传送的目的。

由于ATM技术拥有标准化的技术细则和成熟可靠的多媒体通信网络全球标准，并简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网（如x.25、DDN、帧中继等），已成为新一代网络技术的代表。它可以应用到从LAN到WAN的各种领域，以及音频、视频数据传输的各种应用中，是非常适合于高速公路通信系统及其联网的技术。

3.网络融合的IP over X技术。随着Internet的迅猛发展，IP技术应用越加广泛。因此，我们在建设高速公路通信网络时，除要满足高速公路本身语音、数据、图像的传输外，还应考虑提供足够的网络带宽向社会提供网络服务。

高速公路通信系统是集语音、图像和数据为一体的多媒体数字通信系统。SDH作为成熟、稳定的光纤传输技术，在今后一段时间内仍将广泛的应用于单条高速公路的通信系统中，但随着高速公路联网收费和路网集中监控的发展，ATM技术将广泛应用于高速公路通信系统及其联网中，而网络融合的IP over X技术（IP Over ATM、IP Over SDH等）技术将是未来交通专用通信网的发展趋势。