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摘要：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。本文中作者结合工作实践经验，重点对高速公路通信系统工程的设计进行探讨。
关键词：高速公路；通信系统工程；传输技术；管道工程
1、通信传输技术的选择
目前适用于高速公路通信系统的技术主要有：同步传输系列 SDH、异步转移模式 ATM等。
1.1 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）。
1.2 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和VCI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，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。
2、干线传输系统
基于SDH 技术的高速公路通信传输系统一般采用干线光传输系统和综合业务接入网系统相结合的方式，把高速公路通信传输系统中的多业务融入到一个传输平台。SDH 干线传输系统是在省级通信中心和各路段分中心之间构建起来的基于SDH 传输设备的网络平台。鉴于网络的拓扑结构对网络的有效性和可靠性起着至關重要的作用，因此本地网、局间中继网的设计多采用具有较强自愈功能的环形结构，这种结构对因线缆断裂而造成的系统故障具有良好的保护作用。考虑到将来业务发展的需要，为便于各路段系统间的互联互通和系统升级，在工程设计中应采用满足标准的最新代的 SDH 传输产品，并且必须能够支持多种业务类型的接入。另外，对于干线传输系统采用的光纤类型，建议选用符合 ITU-TG.652 标准的单模光纤，局内或短距离通信一般情况下选用 1310nm 的工作波长，局间中继距离较长或工作速率较高时可选用 1550nm的工作波长。
3、中继段长度计算
通信工程的中继段长度应根据具体工程路段距离来确定。对于 SDH 光缆传输工程的中继段长度的计算，比较常用的是利用衰减受限式和色限受限式分别计算中继段的长度后，取两者结果的最小值。这种方法能够保证设备的横向兼容，并且系统在允许的最恶劣环境条件下仍可以满足相关指标要求，同时也能够为工程设计人员提供简单的设计指导和相关元器件指标。
4、程控交换工程
程控交换系统是在干线通信传输网络的基础上组建的语音交换平台，它为高速公路全段提供一个四通八达的专用电话交换网，通过交通专用电话网间的互连及与上级交通部门进行互连，可实现交通专网内的长途话务呼叫。根据高速公路通信系统业务的内容和特点，在设计实施中一般按照两级程控交换中心进行设置。第一级交换中心设在高速公路通信中心，其主要职能是负责本局终端话务接续和省内局间（路段间）汇接接续，以及省间专网的长途话务接续。第二级交换中心分别设在各路段通信分中心，主要负责本局所辖范围内的终端话务交换和局间话务交换，以及出入市话交换。为了提高系统的可靠性、灵活性并且满足话务流向的需要，各级交换中心之间均可进行互连，以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。交换机装机容量的设计应充分考虑到用户数量（用户线）和局间中继线容量。
5、管道工程
高速公路通信管道工程主要由主线的纵向管道、横向管道、主线手井、边坡手井等设施组成。作为高速公路重要的传输通道，通信管道的规划应根据路网要求做到精心设计、精心施工，各路段的通信管道应与相邻路段的管道互联互通。机电工程的实施要求尽量减少开挖路面施工，因此对于改建路段的管道，在管道需要横穿路面的地方，如通信管道进站区等，应首先利用附近的桥梁、立交和天桥等条件进行绕行横穿，其次采用分车道开挖及埋管横穿的方式。在通信管道人手井的设计方面，考虑到维修成本，应采用钢筋混凝土结构或砖混结构。对于新建路段，通信管道及人手井应设计在高速公路中央绿化隔离带内或路肩斜坡处。管材选择的对于通信管道施工质量有非常重要的影响，为了减少人井数量和挖方量，并可以反复抽取光、电缆，且对线缆无损害，建议采用具有穿缆距离长特点的硅芯管作为干线管道的主要材料，过路管应采用镀锌钢管。
6、结语
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；通信系统是高速公路机电项目建设的基础，因此安全可靠、完善高效的通信系统是高速公路运营的可靠保证。
关键词：高速公路；通信系统工程；传输技术；管道工程
1、通信传输技术的选择
目前适用于高速公路通信系统的技术主要有：同步传输系列 SDH、异步转移模式 ATM等。
1.1 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）。
1.2 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和VCI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，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。
2、干线传输系统
基于SDH 技术的高速公路通信传输系统一般采用干线光传输系统和综合业务接入网系统相结合的方式，把高速公路通信传输系统中的多业务融入到一个传输平台。SDH 干线传输系统是在省级通信中心和各路段分中心之间构建起来的基于SDH 传输设备的网络平台。鉴于网络的拓扑结构对网络的有效性和可靠性起着至關重要的作用，因此本地网、局间中继网的设计多采用具有较强自愈功能的环形结构，这种结构对因线缆断裂而造成的系统故障具有良好的保护作用。考虑到将来业务发展的需要，为便于各路段系统间的互联互通和系统升级，在工程设计中应采用满足标准的最新代的 SDH 传输产品，并且必须能够支持多种业务类型的接入。另外，对于干线传输系统采用的光纤类型，建议选用符合 ITU-TG.652 标准的单模光纤，局内或短距离通信一般情况下选用 1310nm 的工作波长，局间中继距离较长或工作速率较高时可选用 1550nm的工作波长。
3、中继段长度计算
通信工程的中继段长度应根据具体工程路段距离来确定。对于 SDH 光缆传输工程的中继段长度的计算，比较常用的是利用衰减受限式和色限受限式分别计算中继段的长度后，取两者结果的最小值。这种方法能够保证设备的横向兼容，并且系统在允许的最恶劣环境条件下仍可以满足相关指标要求，同时也能够为工程设计人员提供简单的设计指导和相关元器件指标。
4、程控交换工程
程控交换系统是在干线通信传输网络的基础上组建的语音交换平台，它为高速公路全段提供一个四通八达的专用电话交换网，通过交通专用电话网间的互连及与上级交通部门进行互连，可实现交通专网内的长途话务呼叫。根据高速公路通信系统业务的内容和特点，在设计实施中一般按照两级程控交换中心进行设置。第一级交换中心设在高速公路通信中心，其主要职能是负责本局终端话务接续和省内局间（路段间）汇接接续，以及省间专网的长途话务接续。第二级交换中心分别设在各路段通信分中心，主要负责本局所辖范围内的终端话务交换和局间话务交换，以及出入市话交换。为了提高系统的可靠性、灵活性并且满足话务流向的需要，各级交换中心之间均可进行互连，以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。交换机装机容量的设计应充分考虑到用户数量（用户线）和局间中继线容量。
5、管道工程
高速公路通信管道工程主要由主线的纵向管道、横向管道、主线手井、边坡手井等设施组成。作为高速公路重要的传输通道，通信管道的规划应根据路网要求做到精心设计、精心施工，各路段的通信管道应与相邻路段的管道互联互通。机电工程的实施要求尽量减少开挖路面施工，因此对于改建路段的管道，在管道需要横穿路面的地方，如通信管道进站区等，应首先利用附近的桥梁、立交和天桥等条件进行绕行横穿，其次采用分车道开挖及埋管横穿的方式。在通信管道人手井的设计方面，考虑到维修成本，应采用钢筋混凝土结构或砖混结构。对于新建路段，通信管道及人手井应设计在高速公路中央绿化隔离带内或路肩斜坡处。管材选择的对于通信管道施工质量有非常重要的影响，为了减少人井数量和挖方量，并可以反复抽取光、电缆，且对线缆无损害，建议采用具有穿缆距离长特点的硅芯管作为干线管道的主要材料，过路管应采用镀锌钢管。
6、结语
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；通信系统是高速公路机电项目建设的基础，因此安全可靠、完善高效的通信系统是高速公路运营的可靠保证。