光传输系统在交通专用通信网上的应用

　　本文主要叙述了交通专用通信网络的发展，从早期简单的通信网到准同步传输系统网络以及目前应用的同步传输系统网络，比较了各种交通通信网络的优缺点及应用领域，最后预测了交通专用通信网的发展方向。

　　随着现代交通的发展，交通专用通信网也在不断发展提高。所谓交通专用通信网就是采用以光纤数字传输为主体，由光纤数字传输设备和程控数字用户交换机、紧急电话系统和无线通信等组成的应用于高速公路或隧道等交通领域的专用综合通信系统，其作用是传输或交换高速公路、隧道的收费信息、交通监控信息及话音信号。传输速率从早期的34Mbit/s、140Mbit/s的准同步传输系统到目前的155 Mbit/s同步传输系统。

　　1  PDH在高速公路交通专用网上的应用

　　高速公路的交通专用通信网由光传输系统、程控交换机系统、紧急电话系统和无线通信系统组成。

　　程控交换机分别安装于管理中心和各分中心，负责各管段内的通信业务，每个电话指定业务等级，任何两个分中心或分中心与中心之间均经2Mbit/s的数字中继连接，并进入地区公用网。紧急电话系统装于高速公路两旁，每公里有一对，在公路发生事故或车辆抛锚时能提供紧急通信业务。紧急电话直接用电缆与分中心紧急电话控制台相连，考虑到它的特殊性，紧急电话不进程控交换机系统，而是以热线方式与控制台相连。无线通信系统采用集群通信方式，组成专用无线通信网，根据实际情况每隔一定距离设一个基地台，移动用户为手持机和车载台。

　　准同步传输系统网简称PDH( plesiochronouSDIgital hierarchy)，它通过异步复接方式把上述的2Mbit/s的一次群信号一步步地复接为高次群信号，在光纤上进行远距离传输；在接收端再把高次群信号一步步地分解成所需的低次群信号。一次群信号复用到三次群后传输速率达34Mbit/s，其复用设备相对简单。四次群的PDH传输速率为140Mbit/s，其复用设备较复杂，但传输距离较远，更适合长距离的高速公路。济南一青岛高速公路专用通信网曾打算采用140Mbit/s的PDH光传输系统。

　　2  SDH在高速公路交通专用网上的应用

　　随着现代光-通信技术和数字技术的发展，交通专用通信网也在不断发展，由准同步传输系统发展到同步传输系统(SDH，synchronous digital hierar-chy)。

　　同步传·输网信号由基本模块STM-1(速率为155Mbit/s)组成，该系统能将低速数字信号复用成高速数字信号，通过光缆实现大容量传输，并且有交叉连接系统的灵活结构和综合网络管理；同步数字网采用STM-1分插复用器(ADM)和4芯光纤组成自愈环状网，当网络出现故障时，数字信息被切换到备用光缆，从而保证了数字传输系统的可靠性，同步传输网框图由下图表示。

　　SDH网是由网络单元组成，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接。它有全世界统一的网络节点接口( NNI)，从而简化了信号的传输、复用、交叉连接和交换过程；它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分）用于网络的运行、管理和维护；它的基本网元有终端复用器(TM)、再生中继器(RFG)、分插复用器(ADM)和同步数字交叉连接设备( SDXC)等等，其功能各异，但都有统一的标准光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容性，即允许不同厂家设备在光路上互通；它有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。它把信息与控制信号合为一帧，在一个通道的同一时隙内传输，因其规定了码速、帧结构和复用方式，故能方便地分出个别的业务信号流，它可以直接从低速信号的一次群复合到155Mbit/s的4次群，也可以直接从高次群信号分出低速信号，上下路比较方便，设备也较简单。它大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加很灵活，适于将来的不断发展，其基本传输框图如下图。

　　在图2中，SDH网采用上下路复用器ADM(add and drop multiplexer)，利用软件来分插复用低速信号。ADM可组成点一点传输、线型网、枢纽网、环型网等。ADM具有光、电接口，可与光信号和电信号连接，并具有传输功能和段开销信息处理功能，它具有2Mbit/s、34Mbit/s、45Mbit/s和155Mbit/s的信号接口，低次群信号可直接复合到高次群信号，反之亦然，而且还具有直通功能，很适合在较先进的交通专用通信网使用，如沪宁高速公路（江苏段）的交通专用通信网就是采用了SDH传输系统和FDDI的自愈环状通信网。

上图是沪宁高速公路（江苏段）综合通信系统的网络单元图。图中，各分中心把收费信息、交通监控信息和程控交换机产生的数字信号经PCM复合成2Mbit/s，然后与程控交换机的数字中继信号一起经ADM复合成155Mbit/s的高次群信号送到管理中心，在管理中心经ADM把155Mbit/s的信号分解成2Mbit/s的一次群收费信息、交通监控信息和业务电话信息，再经总配线架(MDF)把相应信号送到对应的控制中心。

　　SDH实现了数字传输体制上的世界标准，有全世界统一的网络节点接口和标准化的信息结构等级，称为同步传输模块STM-1、STM-4和STM-16，有统一的光接口，实现了光路上的横向兼容。它采用同步复用方式和灵活复用映射结构，因此只需软件控制就可使高速信号一次直接分出低速信号，上下路方便，还可实现自愈环形网，改进网络的可靠性和安全性。在SDH帧结构中安排了丰富的开销比特使网络管理能力大大加强，如故障检测、区段定位、端一端性能监视、电路调度等，此外通过嵌入在段开销信息中的控制通路可使部分网络管理能力分配到网元，实现分布式管理，使新功能的开发变得较容易。SDH还具有完全的向前和向后的兼容。

　　3  隧道通信网

　　隧道通信网是由通信、交通监控和收费系统组成。通信系统可分为光传输、程控交换机、紧急电话、有线广播和无线通信。由于隧道总长较短，一般隧道都只有几公里，所以只设一个管理中心即中控室，无分中心，有线广播和紧急电话是直接通过电缆与中控室控制中心相连，收费系统只有～个收费站，收费信息和CCTV信息通过光缆传到中控室。

　　CCTV系统摄像机信号是通过光端机把电信号转换成光信号，再经CCTV专用光缆送到中控室，因隧道长度较短，因此CCTV光信号由光缆传送时不需加中继器。隧道通信网传输速率较低，通常不超过9. 6kbit/s。由于隧道是一条地下通道，空间位置与高速公路有很大差别，也正是由于它的特殊地理位置，使得其无线通信系统可以依靠漏泄电缆来发射和接收移动台的信号，即通过在隧道内放置漏泄电缆以代替高速公路上的基地台。隧道的专用通信系统虽与高速公路的专用通信系统有一些区别，但更多方面是类似的，前者相当于高速公路的一个分中心的专用通信系统。

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