数字光纤通信技术在智能交通中的应用

zjol

2002-08-29　中国公路·交通信息产业　深圳市诺龙实业有限公司
　　光纤通信技术、移动通信技术和卫星通信技术构成了现代通信技术的主流，而其中光纤通信则占据了世界通信总量的80％以上。

　　ITS的建设，离不开光纤通信网络的支持，这已是不争的事实。只是，光纤通信方式和网络结构选择得不同，可能会造成ITS系统效率和投资的不同，有时甚至会是巨大的不同。本文重点就是要论述如何来选择最佳的光纤网络系统方案，从而使系统设计最合理，性价比最高。

　　下面以美国OT Systems光通信公司的数字光端机产品在城市智能交通监控和高速公路综合通信上的应用来论述这个问题。

　　OT Systems数字光端机在城市智能交通监控中的应用

　　城市智能交通是ITS的重要组成部分，它们一般由信号灯控制系统、视频监控系统、电子警察系统、视频检测和可变情报板等系统组成，如图一所示，其主要完成如下功能：

　　1、能实时监视和存储路口画面。

　　2、红绿灯信号能进行点、线、面控制、相位控制、自适应控制。

　　3、能进行车流量、交通状况的检测。

　　4、交通指挥中心能对每个路口周期及绿信比实时调节。

　　5、可根据需要 ,在某些路口设置电子警察 ,并与其它系统联网。

　　6、设置可变情报板 ,并与其它系统联网。

　　7、可设置１２２报警系统并与其它系统协调

　　从图一可以看出，要完成上述功能，路口所有的信息都要通过光端机传到交警支队指挥中心，而指挥中心的各种控制命令则要传到路口的各种设备上。这些信息主要有：

　　1、监控摄像机的视频信号

　　2、控制摄像机的控制信号

　　3、信号机联网的数据信号

　　4、电子警察联网的数据信号

　　5、视频检测系统联网的数据信号

　　6、可变情报板的联网数据信号

　　这些信号除视频是模拟信号外，其余都是数据信号。这些数据信号也是各种各样的，有可能是低速的串行数据，也有可能是高速的以太网数据。

　　为了传输这些信号，传统的解决方案是用模拟视频光端机传输视频信号和低速控制信号，用数据光端机或电话线、ISDN、DDN等另外的通信信道传输信号机、电子警察、视频检测等系统的数据，如果路口还有计算机等设备，则还需用以太网光纤收发器把它们与支队的计算机网络进行联接。此种解决方案，我们看到，监控视频网与数据网是分开的，不但增加了系统的设备投资和系统的复杂性，而且可能还需要更多的光纤数或电信通信信道。这就造成如下缺点：

　　1、系统投资成本高

　　2、系统维护复杂、困难

　　3、系统运行费用高

　　造成此种缺点的根本原因是由于传统的模拟视频光端机几乎都采用调频方式，因此很难同时在一芯光纤中传输多路视频/音频和多路高速/低速数据信号，或者即使可以实现，也由于其实现成本很高，投资难以降低。而OT Systems光通信的数字视频/音频/数据光端机的应用，则使这些问题迎刃而解。图二是采用OT Systems数字光端机实现智能交通监控系统的构成图。从图中可看出，实现所有信号的联网，仅仅采用了一芯光纤。这就简化了通信系统的组成，不但降低了系统的投资成本和维护成本，而且由于租用光纤数的减少，使得系统运行的通信费用也大幅度降低。这一切都得益于我们采用了全数字的光纤通信技术，使得系统的综合通信能力得到的较强。OT Systems数字光端机通过一芯光纤可以同时传输如下信号：

　　1、1－N路视频

　　2、1－N路单向/双向音频

　　3、1－N双向串行数据

　　4、1－N路开关量信号

　　5、1路全双工100M计算机网络数据

　　6、1－N路电话

　　这使得OT Systems数字光端机非常适合在智能交通监控系统中进行联网应用。

　　图二 采用OT Systems数字光端机城市智能交通监控系统解决方案下表列出了OT Systems数字光端机与传统模拟光端机的比较：

　　OT Systems光通信的VSDH在高速公路综合通信上的应用

　　通信是高速公路工程的重要组成部分，它为高速公路营运管理与收费，监控系统的话音、传真、数据、图像等信息的传递提供专用通道；它是保障高速公路安全、高速、畅通、舒适、高效运营及实现现代化交通管理必不可少的手段；它在高速公路管理系统中起着中枢神经系统的作用；并为以后高速公路的联网收费、联网管理提供技术支持。显然，高速公路通信网应该是一个符合高速公路业务特点的多媒体专用通信网。

　　一个理想的现代专用多媒体信息传输平台应该具备如下特点 :

　　1、支持多媒体、多协议 ;

　　2、在平台之外需要最少的外部接口设备 ;

　　3、能根据具体的信息传输容量动态分配带宽 ,以最有效地利用专用网的有限带宽资源 ;

　　4、只需单一的网络管理系统;

　　5、易于升级 ;

　　6、具备开放式结构 ,可与公用网互联等等。

　　传统技术要在专用网上提供多媒体信息传输 ,有二种解决方案。一种是每种信息单独组网 ,即分别形成数据网、电话网和视频网 ,三网相对独立 ,各自进行管理；另一种是提供宽带传输平台 ,给信息分配固定的带宽 ,通过外接大量的接口辅助设备来完成多媒体信息传输 ,如图三所示,由SDH网组成一个多媒体传输平台 ,平台支持电话、计算机网络、视频及低速数据等 ,但是每种业务均需外接辅助设备。电话需外接ＰＣＭ复接设备 ,视频需外接切换器、编解码器等 ,计算机网络需外接网桥… ,而且每种业务需有自己独立的网络管理系统。这二种方案显然不能满足专用通信网上内容日益丰富、功能日趋复杂的多媒体信息传输的要求。

　　OT Systems光通信公司的VSDH则完全针对专用通信网多媒体信息传输而设计 ,它提供了一个完备的多媒体信息传输平台 ,VSDH具备如下特点：

　　1、支持多媒体 ,多协议 ;

　　2、模块化设计 ,平台之外无需辅助设备，或最少辅助设备 ;

　　3、带宽动态调整设计 ,使带宽资源得到最充分利用 ;

　　4、单一网络管理系统 ,提供对网络全面管理和维护 ;

　　5、采用SDH协议，与我国的公用SDH传输网相符，并可直接与之互联

　　图四是其传输连接图，与图三比较，可以看出其明显的优越性，它省去了大量的如下辅助设备：

　　1、视频编/解码设备

　　2、PCM复接设备

　　3、网桥设备

　　4、调制解调器

　　5、视频矩阵设备

　　6、……

　　这使整个网络变得简洁、明了，宜于管理，而且，也使系统投资降低。

　　VSDH主要应用于需要进行大量的视频、音频、各种相差悬殊的高/低速数据、计算机网络数据、电话等综合多媒体数信息传输的场合。高速公路则是其最佳的应用场合。其实，该系统正是为ITS的高速公路智能通信而设计的。

　　小结

　　21世纪是信息化的时代，数字光纤通信技术作为信息化时代的主要信息传输技术已广泛的应用于现代通信的各个领域。智能交通系统可以说是交通领域的信息化，它以信息传输和处理为核心，综合应用了先进的信息技术、通信技术、自动控制技术和计算机处理技术，来达到建立起一种实时、准确、高效的综合运输管理体系的目的。

　　毫无疑问，光纤数字通信技术将在智能交通系统中发挥重要作用。