6 1道路通信系统设计解析

1、第六章第六章 道路通信系统概述道路通信系统概述 ?古代通讯古代通讯 ?中国：飞鸽传书，烽火传信中国：飞鸽传书，烽火传信 利用驿站的邮驿系统利用驿站的邮驿系统 ?国外：灯塔、通信塔、旗语国外：灯塔、通信塔、旗语 现代通信网中的传输手段现代通信网中的传输手段 同轴电缆同轴电缆 光纤通信光纤通信 微微 复用设备复用设备 波波 微波通信微波通信 端端 站站 卫星通信卫星通信 微微 复用设备复用设备 波波 端端 站站 通讯发展简述通讯发展简述 ? 电通信阶段电通信阶段 ? 18761876年贝尔发明电话机，年贝尔发明电话机， 1937 1937年莫尔斯发明电报机，年莫尔斯发明电报机， 及无线电通讯的发展

2、及无线电通讯的发展 ? 现代通讯现代通讯 ? 模拟通信系统模拟通信系统 ? ( (传统的传统的) )有线载波电话，无线电广播，电视（卫星电有线载波电话，无线电广播，电视（卫星电 视、数字有线电视除外）视、数字有线电视除外） ? 数字通信系统数字通信系统 ? 卫星通信、光纤通信、移动通信、微波通信卫星通信、光纤通信、移动通信、微波通信 通信系统是各等级公路现代化管理的支撑系通信系统是各等级公路现代化管理的支撑系 统，完成数据、语音、图象等大量信息的传输。统，完成数据、语音、图象等大量信息的传输。 收费系统信息传送收费系统信息传送 高速公路管理的基础，有偿使用是高等级公路高速公路管理的基础，有偿使

3、用是高等级公路 可持续发展的基本条件可持续发展的基本条件 内部各系统业务联系内部各系统业务联系 常规交通信息、救援、维修等的及时传送。常规交通信息、救援、维修等的及时传送。 内部各系统与外界联系内部各系统与外界联系 上级管理、公安、消防、医院、工程、媒体上级管理、公安、消防、医院、工程、媒体 等部门及时互通。等部门及时互通。 道路通信系统的作用道路通信系统的作用 先进的高速公路综合通信系统能迅速、准确地先进的高速公路综合通信系统能迅速、准确地 实现上述三方面的功能，是确保道路畅通的基础实现上述三方面的功能，是确保道路畅通的基础 设施之一。设施之一。 就道路通信技术本身而言，与常规通信无本质就道

4、路通信技术本身而言，与常规通信无本质 的区别。的区别。 但高速公路作为现代公路网的主骨架，高速公但高速公路作为现代公路网的主骨架，高速公 路通讯系统设计应满足其建设、使用、管理等方路通讯系统设计应满足其建设、使用、管理等方 面的需求，因此也具有其特殊性。面的需求，因此也具有其特殊性。 高速公路高速公路交通流量大、车速快交通流量大、车速快，因此它需要高水平，因此它需要高水平 的服务。为了迅速了解高速公路运行情况，及时处理事的服务。为了迅速了解高速公路运行情况，及时处理事 故，要求报警及时、指挥得力，随时交换路网各节点的故，要求报警及时、指挥得力，随时交换路网各节点的 信息，进行分析处理，并把路网

5、内各段的运行状态及时信息，进行分析处理，并把路网内各段的运行状态及时 提供给汽车驾驶员，以利于提供给汽车驾驶员，以利于控制、诱导交通、避免道路控制、诱导交通、避免道路 阻塞和交通事故，保证交通畅通阻塞和交通事故，保证交通畅通，所有这一切要求采用，所有这一切要求采用 现代化的交通管理手段，和现代化的通信设施才能得能现代化的交通管理手段，和现代化的通信设施才能得能 实现。实现。 一、高速公路通信系统的特殊性一、高速公路通信系统的特殊性 1 1、地域的特殊性、地域的特殊性 管理站、通讯设施必须沿道路线性分布，在地管理站、通讯设施必须沿道路线性分布，在地 理位置上可选择的机会较小。理位置上可选择的机会

6、较小。 2 2、专用性、专用性 道路通信以内部通信系统为主，大部分时间用道路通信以内部通信系统为主，大部分时间用 于处理交通内部业务；并入公用通信网为辅，用于于处理交通内部业务；并入公用通信网为辅，用于 特殊情况与外界的联系。特殊情况与外界的联系。 3 3、有线通信为主，其他形式为辅、有线通信为主，其他形式为辅 数字、音频、视频信息量庞大，必须依赖有线数字、音频、视频信息量庞大，必须依赖有线 网络传输；地域狭长，需保持灵活的通讯方式。网络传输；地域狭长，需保持灵活的通讯方式。 以往高速公路的建设是以往高速公路的建设是分段建设、分段投资分段建设、分段投资， 通信系统设备的采购没有整体规划，设备仅

7、考虑满通信系统设备的采购没有整体规划，设备仅考虑满 足本路段的通信需求，很少考虑区域网乃至省网的足本路段的通信需求，很少考虑区域网乃至省网的 联网需求，致使通信网络不畅通，设备维护工作量联网需求，致使通信网络不畅通，设备维护工作量 大，不能实现统一的网络管理。大，不能实现统一的网络管理。 所以应该在道路建设规划的同时进行通信系统所以应该在道路建设规划的同时进行通信系统 的规划，并根据道路建设进度分期实施通信工程，的规划，并根据道路建设进度分期实施通信工程， 全网统一技术规范、设备采购，实现互联、互通。全网统一技术规范、设备采购，实现互联、互通。 二、通信系统设计与建设二、通信系统设计与建设 高

8、速公路通讯体系的设计与建设是一项关系地区众高速公路通讯体系的设计与建设是一项关系地区众 多行业、部门，且符合全国交通专用通讯网规划、国家多行业、部门，且符合全国交通专用通讯网规划、国家 相关技术标准等。相关技术标准等。 1 1、设计准则、设计准则 符合交通专用网规划，遵循国家技术标准；符合交通专用网规划，遵循国家技术标准； 保证系统联网需求保证系统联网需求 保证各路段、道路、区域之间。信道优于终段设备。保证各路段、道路、区域之间。信道优于终段设备。 专业化建设；专业化建设；（人、财、装备的职业化需求）（人、财、装备的职业化需求） 稳定、先进、可发展。稳定、先进、可发展。 通信技术的日新月异；交

9、通领域不断提升的交流通信技术的日新月异；交通领域不断提升的交流 需求需求 2 2、设计目标、设计目标 高速公路通信体系分高速公路通信体系分长途网、地区网、用户网长途网、地区网、用户网三个三个 通讯层次，用于不同的传输距离。由于道路狭长分布的通讯层次，用于不同的传输距离。由于道路狭长分布的 特点，其通讯主干线以特点，其通讯主干线以长途网、地区网长途网、地区网构成。构成。 省际专用网（长途网）设计目标省际专用网（长途网）设计目标 内部综合通信功能（整体管理）内部综合通信功能（整体管理） 建全内部子系统：建全内部子系统：电话交换网、数据传输系统、电话交换网、数据传输系统、 图像传输系统、移动通信网等

10、图像传输系统、移动通信网等 有线有线（光纤）（光纤）为主，无线为主，无线（微波、卫星）（微波、卫星）为辅为辅 数字交换体系数字交换体系 保留增容、升级余地保留增容、升级余地（高配置、信技术、严规范）（高配置、信技术、严规范） 路段专用网（地区网）设计目标路段专用网（地区网）设计目标 语音、数据与文字、图像实时传递系统语音、数据与文字、图像实时传递系统 数字程控交换系统数字程控交换系统 （地区网的建设原则上要考虑对综合通信系统（地区网的建设原则上要考虑对综合通信系统 ISDNISDN的适应性与扩展）的适应性与扩展） 远期增容、联网的余地远期增容、联网的余地 本路段专用紧急（安全）电话网本路段专用

11、紧急（安全）电话网 综合通信系统：综合通信系统： 集数据（含文字）、语音、图像等信息实时传递功集数据（含文字）、语音、图像等信息实时传递功 能于一体，且能满足计算机管理、数据交换、现场指挥能于一体，且能满足计算机管理、数据交换、现场指挥 调度、电话会议等需求的现代通信体系。调度、电话会议等需求的现代通信体系。 三、数字通信系统三、数字通信系统 近二十年数字通信系统具有更能适应人近二十年数字通信系统具有更能适应人 们越来越高需求的特点，而得以迅速发展并们越来越高需求的特点，而得以迅速发展并 取代模拟通信系统成为现代通讯的主流。取代模拟通信系统成为现代通讯的主流。 1 1、数字通讯网、数字通讯网

12、运用运用数字传输设备数字传输设备和和数字交换设备数字交换设备，在，在 指定的两点或多点之间进行数字链接，用数指定的两点或多点之间进行数字链接，用数 字信号来传输和交换各类信息。字信号来传输和交换各类信息。 2 2、数字通信系统主要优点、数字通信系统主要优点 不受传输距离影响，质量高，抗干扰能力强不受传输距离影响，质量高，抗干扰能力强； 加密性能好，便于保密通讯；加密性能好，便于保密通讯； 集成性能好，设备通用性强，体积小，功耗低；集成性能好，设备通用性强，体积小，功耗低； 数字信号便于处理、交换、存储、计算机管理。数字信号便于处理、交换、存储、计算机管理。 数字通讯系统的主要缺点是所需频带较宽

13、，通常是数字通讯系统的主要缺点是所需频带较宽，通常是 模拟通讯系统的模拟通讯系统的5 51515倍。倍。 随着计算机技术、光纤通讯技术、接口技术的发随着计算机技术、光纤通讯技术、接口技术的发 展，数字信息载体频带仍有很大的余地，因此为数字通展，数字信息载体频带仍有很大的余地，因此为数字通 信的发展创造了条件。信的发展创造了条件。 目前，在我国已建成的高速公路通信系统中还有相当目前，在我国已建成的高速公路通信系统中还有相当 部分模拟通信设备。在建设准同步数字通讯系统部分模拟通信设备。在建设准同步数字通讯系统（PDHPDH） 的过程涉及大量数字交换设施建设的问题，并要为国际的过程涉及大量数字交换设

14、施建设的问题，并要为国际 化同步数字通讯系统化同步数字通讯系统（SDHSDH）建设做好必要的基础作。建设做好必要的基础作。 2 2、衡量数字通信质量的指标：、衡量数字通信质量的指标： 评价数字通信质量的两个重要指标评价数字通信质量的两个重要指标 数字通信的传输速率（数字通信的传输速率（bit/s bit/s 比特率）比特率） 传输单位信息量所消耗的信道资源（带宽和间传输单位信息量所消耗的信道资源（带宽和间 隙）称为有效性，一般用传输速率的比特率来衡量。隙）称为有效性，一般用传输速率的比特率来衡量。 数字通信的差错率数字通信的差错率 传输与接收信息的准确程度称为传输与接收信息的准确程度称为可靠性

15、可靠性。用差。用差 错率来评定；错率来评定； 此两项评定指标在实用中是相互矛盾的一对参此两项评定指标在实用中是相互矛盾的一对参 数，应根据经济、技术的实际状况取得适当的统一。数，应根据经济、技术的实际状况取得适当的统一。 信道（侠义）：信道（侠义）：发送与接收设备之间传输信号的传发送与接收设备之间传输信号的传 输媒体如明线、各类缆线、自由空间、电离层、对流输媒体如明线、各类缆线、自由空间、电离层、对流 层等。层等。广义的信道概念还包括有关设备广义的信道概念还包括有关设备部件、电路部件、电路等。等。 四、高速公路通信系统的通信层次四、高速公路通信系统的通信层次 高速公路通信系统可分为以下三个通信

16、层高速公路通信系统可分为以下三个通信层 次：长途网，地区网和用户网。次：长途网，地区网和用户网。 第一通信层：长途网第一通信层：长途网 包括各路段管理处与省管理局及各管包括各路段管理处与省管理局及各管 理处之间的通信，属理处之间的通信，属主干线通信主干线通信。网内主。网内主 要是省局与各管理处之间的纵向业务，包要是省局与各管理处之间的纵向业务，包 括电话、数据报表、电视会议等。括电话、数据报表、电视会议等。 其特点是通信业务量小，通信距离长。其特点是通信业务量小，通信距离长。 第二通信层：地区网第二通信层：地区网 包括各路段管理处与所辖管段内的包括各路段管理处与所辖管段内的管理所、管理所、 收

17、费站、服务区收费站、服务区等部门之间的通信，属区间通等部门之间的通信，属区间通 信。由于我国高速公路的管理体制基本上是以信。由于我国高速公路的管理体制基本上是以 路段为路段为单位单位，由各路段管理处具体负责该路段，由各路段管理处具体负责该路段 的的运营管理运营管理，实施收费实施收费、交通监控和调度交通监控和调度，所，所 以通信业务主要为路段内部通信。以通信业务主要为路段内部通信。 其特点是通信业务量大，业务种类多，通其特点是通信业务量大，业务种类多，通 信距离中等。信距离中等。 第三通信层：用户网第三通信层：用户网 它是路段内它是路段内各通信站各通信站与与该站服务范围该站服务范围内各类内各类

18、用户之间的通信，属站内通信。其特点是通信业用户之间的通信，属站内通信。其特点是通信业 务量大，通信距离短，实时性强。务量大，通信距离短，实时性强。 由于高速公路各站、所处的地理位置是沿公由于高速公路各站、所处的地理位置是沿公 路呈线状分布，因此由路呈线状分布，因此由长途网长途网和和地区网地区网共同组成共同组成 了主干线传输系统。了主干线传输系统。 五、高速公路信息类型与传输方式五、高速公路信息类型与传输方式 1 1 高速公路需要传输的信息，按用途可划分为下述高速公路需要传输的信息，按用途可划分为下述 种类种类： 监控、收费、隧道消防等机电子系统的控制指令，监控、收费、隧道消防等机电子系统的控制

19、指令， 监测和收费数据等数字信号；监测和收费数据等数字信号； 闭路电视的视频信号；闭路电视的视频信号； 程控数字交换电话和紧急电话的语音信息；程控数字交换电话和紧急电话的语音信息； 管理部门与车辆用户的多媒体管理部门与车辆用户的多媒体( (语音、数据、图像语音、数据、图像) ) 信息传输；信息传输； 车辆用户与卫星的通迅信息车辆用户与卫星的通迅信息( (从卫星获取从卫星获取GPSGPS信息信息) )。 2.2.传输方式传输方式 固定端到固定端的通信采用固定端到固定端的通信采用有线传输有线传输 ; ; 固定端到运动端固定端到运动端( (如监控中心与车辆如监控中心与车辆) )和运动和运动 端之间的

20、通信为端之间的通信为无线传输无线传输。 高速公路通信系统的基本组成及功能高速公路通信系统的基本组成及功能 主干线传输：主干线传输： 通信主干线，高速公路沿途不同距离、通信主干线，高速公路沿途不同距离、 不同部门、不同区域、不同方式的通信不同部门、不同区域、不同方式的通信 连接方式连接方式 指令电话 紧急电话 业务电话 传 输 媒 介 无线信道 有线信道 广播及电台 微波通信 图像传输 数据传输 视频采集 紧急电话 GPS 车载系统 交通信息 车辆监测 高速公路的通信业务大致可以分为语音、数据和图高速公路的通信业务大致可以分为语音、数据和图 像三大部分像三大部分。 语音业务包括业务电话语音业务包

21、括业务电话(BT Business Telephone)(BT Business Telephone)、 指令电话指令电话(CT (CT Command Telphone ) )、紧急电话、紧急电话(ET (ET Emergency Telphone)Emergency Telphone)、无线集群、广播等。、无线集群、广播等。 业务电话业务电话BTBT是通信系统基本的通信业务，包括网内是通信系统基本的通信业务，包括网内 各级管理机构的业务电话和个人电话，它能实现高速公各级管理机构的业务电话和个人电话，它能实现高速公 路专用网内用户和公用网用户间的通话；路专用网内用户和公用网用户间的通话； 指

22、令电话指令电话CTCT为在高速公路内部进行交通管理和调度为在高速公路内部进行交通管理和调度 指挥服务，指令电话调度台对分机具有选呼、组呼、令指挥服务，指令电话调度台对分机具有选呼、组呼、令 呼等功能，它包括有线指令电话和无线指令电话；呼等功能，它包括有线指令电话和无线指令电话； 紧急电话紧急电话ETET是高速公路内部专用的安全报警电话，是高速公路内部专用的安全报警电话， 为高速公路使用者提供紧急呼救求援的通信手段；为高速公路使用者提供紧急呼救求援的通信手段； 广播广播包括路侧道路情报广播及交通信息电台广播。包括路侧道路情报广播及交通信息电台广播。 数据业务包括数据业务包括高速数据业务高速数据业

23、务和和低速数据业务低速数据业务。 高速数据业务高速数据业务主要是指高速公路主要是指高速公路收费系统收费系统和和 综合管理信息系统综合管理信息系统（包括办公自动化系统、路政（包括办公自动化系统、路政 和养护管理信息系统等）计算机通信网络的数据和养护管理信息系统等）计算机通信网络的数据 业务，通信系统为其提供传输信道。其中收费系业务，通信系统为其提供传输信道。其中收费系 统计算机网络要实现收费站、收费（分）中心、统计算机网络要实现收费站、收费（分）中心、 收费总中心的三级收费网络互连，计算机收费局收费总中心的三级收费网络互连，计算机收费局 域网的速率一般为域网的速率一般为10Mbps/100MMb

24、ps10Mbps/100MMbps。 低速数据业务低速数据业务主要是指外场交通监控数据业主要是指外场交通监控数据业 务，包括可变情报板、限速标志、车辆检测、气务，包括可变情报板、限速标志、车辆检测、气 象检测、图像切换和控制等。象检测、图像切换和控制等。 图像业务图像业务主要是主要是( (CCTV Closed Circuit Television)交通监控图像交通监控图像及及会议电视图像会议电视图像。CCTVCCTV交交 通监控图像包括收费站中通监控图像包括收费站中收费车道、收费亭、广场收费车道、收费亭、广场 图像以及重要路段和立交桥图像以及重要路段和立交桥的外场监控图像。的外场监控图像。

25、从以上分析可以看出高速公路通信网是从以上分析可以看出高速公路通信网是一个多一个多 业务业务、传输距离长传输距离长的专用多媒体传输系统，同时伴随的专用多媒体传输系统，同时伴随 着交通信息产业的兴起，高速公路通信网作为交通信着交通信息产业的兴起，高速公路通信网作为交通信 息网的重要组成部分，其用户的可用带宽需求在逐步息网的重要组成部分，其用户的可用带宽需求在逐步 增加，对业务的要求也逐步向宽带化、实时化发展。增加，对业务的要求也逐步向宽带化、实时化发展。 因此，高速公路通信系统必须把因此，高速公路通信系统必须把语音、数据和图像语音、数据和图像三三 种业务集成在同一网路平台上实现真正的种业务集成在同

26、一网路平台上实现真正的综合业务数综合业务数 字网（字网（ISDNISDN），并且向宽带化（），并且向宽带化（B-ISDNB-ISDN）方向发展。）方向发展。 六、高速公路通信特点和要求六、高速公路通信特点和要求 专用性强，通信对象主要是公路管理部门内部各个专用性强，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；单位和沿线行驶的客户； 要传输的信号种类繁多，有语音、活动图像、数据要传输的信号种类繁多，有语音、活动图像、数据 和和GPSGPS定位信号等定位信号等 ； 通信方式繁多，几乎包含当前的所有通信方式通信方式繁多，几乎包含当前的所有通信方式 ； 数据、图像和语音的传输和处理直接相

27、联，计算机数据、图像和语音的传输和处理直接相联，计算机 直接参与通信是公路通信的特点之一；直接参与通信是公路通信的特点之一； 要求可靠性高要求可靠性高； 公路通信里程约为公路通信里程约为5050400km400km，终端通常不超，终端通常不超 过过10001000个，可归属小型通信系统范畴；个，可归属小型通信系统范畴； 高速公路通信系统建立分级管理体制，在各高速公路通信系统建立分级管理体制，在各 管理分中心建有通信分中心管理分中心建有通信分中心 。 七、高速公路通信系统的设计目标七、高速公路通信系统的设计目标 1 1、省专用网的设计目标、省专用网的设计目标 （1 1）实现省高等级公路管理局与省内高速公路各）实现省高等级公路管理局与省内高速公路各 路段管理处的通信联网，建立交通管理部门路段管理处的通信联网，建立交通管理部门内部内部 综合通信专用网综合通信专用网。 （2 2）根据交通行业管理的要求，专用网应确保）根据交通行