道路通信系统设计培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,（,3,）线路网络组织：,线路网络以控制台为中心，采用联接器建立以若干条支线为主干的星形网。,（,4,）信号传输,一般采用模拟信号基带传输。,道路通信系统设计培训课件,1,二紧急电话亭,（,1,）话亭使用功能：接受客户的呼叫，与控制台话务员进行通话；接收和管理控制台的呼叫，响应控制台启动的测试；测试和远控功能的呼叫管理；向控制台呼叫时，对信号碰撞现象的安全保证；亭前,40cm,处测得的额定声能级为,90dBA,；安装事故告警闪光灯或粘贴,反光膜，以利夜间辨识。,二紧急电话亭,2,（,2,）主要结构见图，由下列部分组成：,上装配门；扬声器；按键；,话筒；蓄电池；下装配门；,亭基；接线盒；连接线；,集成电路模块,（,3,）话亭电源：专线直流电压远距,供电或蓄电池独立供电，定期更,换充电,。,道路通信系统设计培训课件,3,二系统控制台,（,1,）控制台基本功能：,识别、定位,和,显示话亭呼叫,；建立控制台和电话亭的接续，并进行通话；对系统进行人工和自动测试；储存和显示同时发生的呼叫；呼叫保持，即中断与该电话亭的接续，并将保持中的话亭号存储和在屏幕上显示；呼叫恢复，即与保持中的话亭再建立接续。,（,2,）控制台设备配置,如图所示。,二系统控制台,4,高速公路设置,专用程控数字交换系统,是获取,高可靠性,、,高可用性,通信工具的物质保证；同时，利用已建管道安装程控电话可以节省投资费用。,目前公路光缆通信系统采用多芯光缆，,语音,、,数据,、,视频图像,都各有专用光纤，是几种不同通信系统并存于光缆内。,第二节 程控数字交换系统,高速公路设置专用程控数字交换系统是获取高可靠性、高可用性通,5,1,程控数字交换系统功能要求,（,1,）完成管理部门各单位,点对点,的,语音,、,传真,、,图像,和,数据,的传输；,（,2,）实现管理中心和下属各单位,一点对多点,的同时通信,(,如指令电话、电话会议,等,),；,（,3,）与,上级,业务管理部门和,外界,社会的通信；,（,4,）具有对系统状态,自动测试,的功能。,1程控数字交换系统功能要求,6,2,程控数字交换系统,程控数字交换系统为实现,多个用户,能在,同一时间,成对地可靠通话，需将语音信号变换为数字信号，编辑成,二进制代码,；用,时分多路复用技术,，将多路话音按序,以一定规格编排,，沿一条线路顺序传送给交换机，交换机根据用户的通话要求，分别接续各自的线路，让顺序排列的各路话音,对号进入,，并将,数字代码恢复为原有的模拟语音信号,，让接收端能正确理解。,2程控数字交换系统,7,理终端，值班员通过终端对,逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。,接地系统有交流接地、直流接地、保护接地和防雷接地、联合接地等方式。,进入通信状态后，根据实际情况或按照业务交换中心的指令自动切换到所需要的信道。,信道配置一台转发器和天馈,集成电路模块,按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。,当市电中断(例如停电)时,UPS 立即将内置电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件系统不受损坏。,网管及辅助设备对通信网的运行性能、配置、故障和安全进行管理；,（3）与上级业务管理部门和外界社会的通信；,第二节 程控数字交换系统,继器是在光接收机和光发,公路光纤数字通信网大都采用环形自愈网。,（4）具有对系统状态自动测试的功能。,其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。,程控数字交换系统为实现多个用户能在同一时间成对地可靠通话，需将语音信号变换为数字信号，编辑成二进制代码；,可发出过压、欠压告警信号和熔断器告警功能。,1程控数字交换系统功能要求,变电站内的市电应从两路高压电源引入，经高压柜、降压变压器把高压电（一般为10KV）变为低压电源（三相380V）后，送到低压交流配电屏。,基地台将此信号转发给MSC；,公路专用电话网,一般采用一个汇接局和若干个端局组成,复合星形,或,环形,数字通信网。各局数字交换机通过用户线接口电路，进行数模转换后用双绞线,(,模拟信号,),连接话机。,理终端，值班员通过终端对公路专用电话网一般采用一个汇接局,8,高速公路各,现场监测站,有大量监测数据需要及时传送给监控中心；各个,收费站,也有大批数据文件要定时传送收费中心。为此，光缆中辟有专门,传输数据信号,的光纤，将沿公路线的各个,站点,和各级,管理中心,连接成一个庞大的,数据通信网,。,第三节 数据通信系统,高速公路各现场监测站有大量监测数据需要及时传送给监控中心；,9,1,数据通信特点,数据通信是,人和计算机,、,计算机和计算机,的通信，,计算机直接参与,通信是数据通信的主要特征。,“,机,机,”,间的通信过程，缺乏人的智能识别，需要制订严格的通信协议；,要求高可靠性,。数据字符信息含义由规定的七位码元表示，只要有一位码元在传输过程发生差错,(1,和,0,调换,),，接收端的理解就会与发端完全不符，导致严重后果；,数据通信传输速率高。,数据呼叫,和,数据通信持续时间,都很短，据统计，,90,的数据呼叫持续时间都在,50s,以内。,1数据通信特点,10,2,光纤数字通信系统基本组成,目前的光纤通信是将,信源信息,先转换成,电信号,，再将电信号变换为,光脉冲,输入光纤，以极高的速度传送至接收端进行,光电,逆变换，最后将电信号转换为信宿可以理解的信息。,2光纤数字通信系统基本组成,11,系统的基本组成,:,DTE,数据终端设备；,电发射端机,将,DTE,发来的各种信号转换成二进制电脉冲；,输入接口,变换输入码型；,光发射端机,将电信号转换为光信号，即,E,O,变换；,光接收端机,将光信号转换为电信号，即,O,E,变换；,输出接口,码型变换；,电接收端机,将数字信号还原为,DTE,可以理解的信息；,光中继器,当光信号幅度衰减和波形失真时，恢复信号原有脉冲形状；,光缆线路；,网管及辅助设备,对通信网的运行性能、配置、故障和安全进行管理；保证电源供给等。,系统的基本组成:,12,3,光纤通信主要设备,1,）光发射端机,其主要任务是将,电,信号转,换为,光,信号。,2,）光接收端机,光在传输途中，幅度衰减，波形被展宽、变形，接收,端机,接收这些微弱信号,，,放大,并,转换,为电脉冲信号。,3,）光中继器,光中继器先作,光,/,电,转换，再作,电信号均衡放大,，时,钟提取和判决再生，最后作,电光,转换。因此，光中,继器是在光接收机和光发,射机中间插入一个电信号,中继器组成。,3光纤通信主要设备,13,4,光同步数字通信网,光同步数字通信网,(,简称,SDH,网,),是一个将,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的综合信息网。,1,）,SDH,网的基本网络单元组成：,它有统一的,网络节点接口,(NNI),和,信息结构模块,(STM),，见图。,4光同步数字通信网,14,2,）关键设备,(1),分插复用器,ADM,：,它是一种光电设备，其上半部为接口区，包括与外界连接、测试和电源等接口；下半部为设备各种模块的安装区，各种模块对号插入。其结构方框见图。,(2),数字交叉连接设备,DXC,DXC,具有,ADM,的基本功能，并扩展了配线、保护,/,恢复、监控和网络管理等多种功能的智能化传输节点设备。,(3),光接口,2）关键设备,15,5,网络保护与自愈网,通信网络,出现差错,或,线路中断,，首先是失去对交通流的监控，公路管理将产生混乱，造成极大的损失。,在设计通信网络时，首要问题是进行,网络保护,，确保网络的生存力。目前，主要是利用网络节点间预先分配的冗余线路实施保护，如,1+1,保护等。,5网络保护与自愈网,16,5,网络保护与自愈网,自愈网是一种无需人为干预，,可在极短的时间内,从失效状,态自动恢复通信功能,的网络，,而且，使用户感觉不到网络,出现过故障。,目前，多采用线路保护倒换和,环形网保护等措施。,5网络保护与自愈网,17,6,网络管理系统,公路专用通信,SDH,网大都实行两级管理，以,基层通信站,(,包括收费和现场监控站的通信设施,),作为网元，,通信中心,作为网元管理层实施分层管理。管理功能为：,故障管理：,连续监视和及时报警不同网络层的传输缺陷,，如信号丢失、编码器故障和局部电源故障等，或进行测试操作。,性能管理：,对,网元,和,设备的状态,和,性能参数,进行,监测,、,分析和控制,；收集、存储和评价各层次的性能参数，对参数作门限管理，发出越限报告，统计系统的特殊事件,(,如指针调整事件等,),。,6网络管理系统,18,配置管理：,开销字节设置和检索；自动保护倒换状态设置和管理；设备参数的设定、检索和对网元端口连接进行管理。,安全管理：,通过设置口令，对使用权限实施网管系统的接入安全管理，网络资源管理。,综合管理：,人机界面管理、报表生成、打印管理、管理软件的下载和重载管理。,配置管理：开销字节设置和检索；自动保护倒换状态设置和管理；,19,7,网同步,同步传输网的各级,时钟,应该同步，公路专用通信系统常采用,主从同步方式,。,通常由,通信中心,的时钟作,为主时钟,，是基准参考时钟，精度约为,110,-8,，,其它所有时钟都与它锁相同步,，网元时钟精度约为,4.610,-6,。正常情况下，低级时钟总是从它的同级或高一级时钟处接受定时信号。,为了提高时钟网络的可靠性，应采用多重备份方式。,此时同阶帧不仅字节时隙相等，组成字节的比特传输率相同，脉冲的相位也完全一致。,7网同步,20,8,公路光纤数字通信网络,公路光纤数字通信网大都采用,环形自愈网,。网络主要由,多芯光缆,、,分插复用,和,交叉连接复用,等器件组成，在光路的排布和交换应用方面起到更为重要的作用。通信系统一般设有,总站,，,有人管理站,和,无人站,三种，,8公路光纤数字通信网络,21,油机发电机是保证不间断供电必不可少的设备。,每一个基地站分配一个控制信道，其余信道用来传送话音和数据,三相五线制绝缘电缆的黄、绿、红三色分别表示交流电压的A、B、C三相，零线（即中型线）用蓝色表示，保护接地用黄绿相间表示。,1）集群通信系统特点：集群通信采用单工和半双工；,输出接口码型变换；,用时分多路复用技术，将多路话音按序以一定规格编排，沿一条线路顺序传送给交换机，交换机根据用户的通话要求，分别接续各自的线路，让顺序排列的各路话音对号进入，并将数字代码恢复为原有的模拟语音信号，让接收端能正确理解。,公路光纤数字通信网大都采用环形自愈网。,在线互动式UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。,(2)数字交叉连接设备DXC,铝导线的安全载流量为3A。,各部分的主要功能如下：,在收到振铃确认信号(ST)后，即向MSC送回铃音，无线通信信道接续完成。,通常由通信中心的时钟作为主时钟，是基准参考时钟，精度约为110-8，其它所有时钟都与它锁相同步，网元时钟精度约为4.,在设计通信网络时，首要问题是进行网络保护，确保网络的生存力。,第二节 程控数字交换系统,光在传输途中，幅度衰减，波形被展宽、变形，接收,2）蜂房移动通信的信道结构,光中继器当光信号幅度衰减和波形失真时，恢复信号原有脉冲形状；,移动台只有一个发射机和一个接收机，它的中心频率是可变的。,各局数字交换机通过用户线接口电路，进行数模转换后用双绞线(模拟信号)连接话机。,（1）运营部门需要与公路作业车辆和人员进行通信联系，如对路政巡逻车辆、消防急救车、拖曳车和维修车辆的调度指挥等；,1,需要传输的视频图像与相关信息,(1),重要路段,、,立交,和,隧道,摄像机拍摄的交通流图像信息需要实时传送给监控中心，与此同时，监控中心需要将对镜头和云台的控制信号分别反向传送给摄像机；,(2),收费车道,摄制图像需实时传送,监控楼,，反向控制信号由监控楼传送给摄像机；,第五节 视频图像传输系统,油机发电机是保证不间断供电必不可少的设备。1需要传输的视频,22,(3),收费亭收费工作图像,实时传送给收费站监控楼；,(4),异常收费图像,需传送给收费中心；,(5),传送电视会议图像。,(3)收费亭收费工作图像实时传送给收费站监控楼；,23,2,视频图像的同轴电缆传输,同轴电缆适用于,基带传输,，将摄制图像信息不经调制直接送入同轴电缆传输，简单易行且成本低廉，广泛用于,2km,以内的图像传送。,2视频图像的同轴电缆传输,24,3,视频图像的光缆传输,(1),基带传输：,工作方式与同轴电缆相同，但传输距离更长,(,可大于,10 km),，干扰也更少，控制信号经过调制后，可从同一光纤反向传输。,(2),副载波复用传输：,将各需要传输的图像基带模拟信号用频率调制法调制在各自的副载波上，然后经过频分复用,(,合路,),，用合路的已调信号去调制半导体激光器的输出光强，经光纤将多路图像信号复用传送给监控中心。,(3),数字传输：,利用,图像压缩编码技术,将图像数据压缩编码以实现图像传输的技术。,3视频图像的光缆传输,25,道路通信系统设计培训课件,26,舰载卫星通讯系统,车载数字新闻通讯车,舰载卫星通讯系统车载数字新闻通讯车,27,彩塔接收天线,电报大楼上的接收天线,彩塔接收天线电报大楼上的接收天线,28,通信局（站）电源组成方框图（如下）,通信局（站）电源组成方框图（如下）,根据经验可得1平方毫米的铜导线安全载流量为5A；,同步传输网的各级时钟应该同步，公路专用通信系统常采用主从同步方式。,每一信道的带宽为25KHz，总共可安排800条双向信道。,“机机”间的通信过程，缺乏人的智能识别，需要制订严格的通信协议；,高速公路各现场监测站有大量监测数据需要及时传送给监控中心；,钟提取和判决再生，最后作,后备式UPS：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。,(2)小区制：将通信服务区划分为若干个相连的无线小区，每个小区分别设置一个基台，为进入本区的移动台提供无线和有线信道，进行通信服务。,专用短程移动通信主要是用来控制车辆运动和征收通行费。,切换期通信中断时间应在400800ms内，以免影响通话质量。,第六节 其它辅助系统,用时分多路复用技术，将多路话音按序以一定规格编排，沿一条线路顺序传送给交换机，交换机根据用户的通话要求，分别接续各自的线路，让顺序排列的各路话音对号进入，并将数字代码恢复为原有的模拟语音信号，让接收端能正确理解。,单相交流电功率P=U相*I相*cos,在设计通信网络时，首要问题是进行网络保护，确保网络的生存力。,通信网络出现差错或线路中断，首先是失去对交通流的监控，公路管理将产生混乱，造成极大的损失。,（4）收费图象传输,第二节 程控数字交换系统,数据呼叫和数据通信持续时间都很短，据统计，90的数据呼叫持续时间都在50s以内。,1,公路交通对移动通信的需求,（,1,）,运营部门需要与公路作业车辆和人员进行通信联系,，如对路政巡逻车辆、消防急救车、拖曳车和维修车辆的调度指挥等；,（,2,）,公路管理部门与用户,驾驶员的通信联系,，如：向用户提供比较详细的交通信息；路侧通信站与车辆进行实时信息交换,(,如电子收费,),和对车辆实施行驶控制等；,（,3,）,车辆定位、探测和电子收费,要求使用全球定位系统，卫星通信将进入公路通信范畴,第五节 移动通信,通信局（站）电源组成方框图（如下）1公路交通对移动通信的需,29,2,移动通信概述,（,1,）移功通信特点：无线信道；传播条件恶劣；干扰严重；跟踪交换；多普勒效应。,（,2,）移动通信使用的频段：我国划定的移动通信频率从,29.7MHz,4999MHz,，共分,15,个频段。,（,3,）移动通信工作方式：单频单工制；半双工制；双工制。,2移动通信概述,30,（,4,）移动通信系统组成：由,基台,(BS),、,移动台,(MS),、,移动业务交换中心,(MSC),和与,市话网,(PSTN),相连接的中继线等组成，如图所示。,（,5,）信号调制方式：,模拟信号调制；,数字信号调制。,（4）移动通信系统组成：由基台(BS)、移动台(MS)、,31,道路通信系统设计培训课件,32,3,公用移动通信网,1,）移动通信体制,(1),大区制：在一个服务区域内，只设立一个基站，并由此站负责通信链路的连接和控制,;,(2),小区制：将通信服务区划分为若干个相连的无线小区，每个小区分别设置一个基台，为进入本区的移动台提供无线和有线信道，进行通信服务。并在移动业务交换中心,(MSC),的统,控制下，实现小区间移功用户通信的转接，以及移动用户与有钱用户的连接。小区主要有两种形式：带状小区；面状小区。,3公用移动通信网,33,2,）蜂房移动通信的信道结构,基地站与移动台之间的无线信道是一条双向传输通道，它使用两个分隔的载波频率。以我国分配的频段和信道为例，上行频率为,879,899MHz,，下行频率为,924,944MHz,，通频段宽度为,20MHz,，上下信道频率间隔为,45MHz,。每一信道的带宽为,25KHz,，总共可安排,800,条双向信道。基站有多少个无线信道，就有相对应的设备信道单元,(,固定频率的发射机和接收机数目,),。移动台只有一个发射机和一个接收机，它的中心频率是可变的。开机后，移动台对它周围的信道进行扫描，自动将本身频率调节并锁定在信号最强的信道上，准备接收呼叫。进入通信状态后，根据实际情况或按照业务交换中心的指令自动切换到所需要的信道。和有线程控电活一样，必须具有某些控制信号和传输指令才能高效率、有秩序地通信。为此将话音以外的信号和指令统称为信令，因而信道有话音信道和控制信道之分。每一个基地站分配一个控制信道，其余信道用来传送话音和数据,2）蜂房移动通信的信道结构,34,专用短程移动通信主要是用来控制车辆运动和征收通行费。,在设计通信网络时，首要问题是进行网络保护，确保网络的生存力。,建立控制台和电话亭的接续，并进行通话；,防雷接地可防止因雷电过电压而损坏电源设备。,电子收费需要在车辆运动过程中查明车辆类型、进出高速公路的站号，并将计算出的应缴通行费额通知用户。,（2）公路管理部门与用户驾驶员的通信联系，如：向用户提供比较详细的交通信息；,（4）具有对系统状态自动测试的功能。,5）蜂房通信系统的工作过程,网络主要由多芯光缆、分插复用和交叉连接复用等器件组成，在光路的排布和交换应用方面起到更为重要的作用。,其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。,导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。,（2）移动通信使用的频段：我国划定的移动通信频率从29.,程控数字交换系统为实现多个用户能在同一时间成对地可靠通话，需将语音信号变换为数字信号，编辑成二进制代码；,高速公路各现场监测站有大量监测数据需要及时传送给监控中心；,理终端，值班员通过终端对,(2)数字交叉连接设备DXC,防雷接地可防止因雷电过电压而损坏电源设备。,在市电中断时，蓄电池通过通信逆变器（DC/AC变换器）给通信设备供电。,直流接地可保证通信系统的电压为负值，还可满足测量装置的要求。,移动台只有一个发射机和一个接收机，它的中心频率是可变的。,4,）过界信道切换,移动台在通信过程中，从,小区驶入另一小区时，信道应自动切换到相邻小区的基台上，通信将从,个频道转至另一个频道上进行，此功能由,MSC,通过监测控制自动执行。,每个无线小区都装有信号强度接收机，专门用来检测移动台发出信号的强弱。当移动台在某一小区内运动时，与此小区相邻的各小区均能检测到该台发出的信号，但信号强度各有不同，强度大的表示移动台与此基站距离较近。可以设置一个切换门限值，当邻近基台与原基台的信号强度差大于门限值，即由,MSC,向移动台和基地台发出切换指令，将频道变换到信号强的基地台。切换期通信中断时间应在,400,800ms,内，以免影响通话质量。,专用短程移动通信主要是用来控制车辆运动和征收通行费。4,35,5,）蜂房通信系统的工作过程,(1),移动台被呼,MSC,验证识别码是否有权使用移动通信系统，并查找所呼移动台的位置；,通知被呼叫移动台所在的家区基站，在控制信道上呼叫被呼台识别码；,出现寻呼响应后，,MSC,选择空闲无线信道，对基地站指定话音信道；,基地站启动指定信道发射机，使移动台调频到此频率，并经话音信道发出监测音（,SAT,）；,当基地站收到移动台的,SAT,回音，即发出振铃信号。在收到振铃确认信号,(ST),后，即向,MSC,送回铃音，无线通信信道接续完成。,(2),移动台主呼,移动台发射机在控制信道上发出移动台系列号、识别码和被叫用户号码；,基地台将此信号转发给,MSC,；,MSC,验证系列号是否为禁用号，识别码是否有权使用移动通信系统；,MSC,或是通过中继线接入市话用户，或是寻呼被呼叫的移动用户，其余过程同前,5）蜂房通信系统的工作过程,36,4,集群移动通信系统,集群通信系统是多个用户共用一组无线信道，并动态使用这些信道进行业务指挥调度的移动通信系统。,1,）集群通信系统特点：集群通信采用单工和半双工；主要用于调度指挥；用户具有私人保密性和不同的优先等级；阻塞概率低，所需时间短，信道利用率和服务质量高等优点。,2,）集群通信系统组成见图：,系统控制中心，用来管理控,制整个系统的运行；系统管,理终端，值班员通过终端对,系统进行管理控制；基站，,通常配置,5,20,个信道，每个,信道配置一台转发器和天馈,线；调度台，分有线和无线,调度台两种；移动台，有车,载机和手持机等。,4集群移动通信系统,37,5,专用短程移动通信,专用短程移动通信主要是用来,控制车辆运动,和,征收通行费,。,控制车辆运动包括对,运行车辆位置,和,方向,的测定，对车辆纵向和横向运动速度的控制等。电子收费需要在车辆运动过程中查明车辆类型、进出高速公路的站号，并将计算出的应缴通行费额通知用户。,完成这些工作都需要在,路侧固定通信站,与运动车辆间多次交流数据，只有高可靠性的移动通信才能满足这些要求。,5专用短程移动通信,38,专用短程移动通信是将数字数据信号调制在高频副载波上，再以此搭载有信号的副载波调制到频率、幅值固定的厘米波上，由天馈线在路面通信站和运动车辆之间来回传播，车辆至地面站的信号传送称为,“上行”,，地面站至车辆的信号传送为,“下行”,。,道路通信系统设计培训课件,39,全部信号的,编制,、,发射,、,接收,、,处理,、,存储,和,转送,均由双方的微处理器按专用软件控制并操作硬件执行。,为了在全球推行这些技术，必须制订与此相关的通信协议。最近各国认同,5.8GHz,为专用频带。,全部信号的编制、发射、接收、处理、存储和转送均由双方的微处,40,第六节,其它辅助系统,一,.,交流供电系统,二,.,直流供电系统,三,.,接地系统,四,.,通信管道工程,第六节 其它辅助系统一.交流供电系统,41,通信电源系统的定义,为各种通信设备及有关通信建筑负荷供电的多种电源设备组成的系统，主要包括交流供电系统、直流供电系统和接地系统。,通信局（站）电源组成方框图（如下）,通信电源系统的定义 为各种通信设备及有关通信建筑,42,交流供电系统的组成,交流供电系统包括变电站（高压市电供电时）、油机发电机、低压交流配电屏（,UPS,）、通信逆变器、交流不停电电源（,UPS,）和连接的电力电缆等部分组成。各部分的主要功能如下：,变电站内的市电应从两路高压电源引入，经高压柜、降压变压器把高压电（一般为,10KV,）变为低压电源（三相,380V,）后，送到低压交流配电屏。,油机发电机是保证不间断供电必不可少的设备。当市电中断后，油机发电机自动启动，供给整流设备和照明设备的交流用电。,低压交流配电屏可完成市电和油机发电机的人工或自动转换；可将低压交流电分别送到整流器、照明设备和空调装置等用电设施；可监测交流电压和电流的变化，当市电中断或电压发生较大变化时，能够自动发出告警信号。,在市电正常时，市电经整流和逆变器逆变后给通信设备供电，此时蓄电池处于浮冲状态。在市电中断时，蓄电池通过通信逆变器（,DC/AC,变换器）给通信设备供电。逆变器和市电的转换由交流静态开关完成。,在市电中断时，交流不间断电源（,UPS,）可保证通信系统的交流供电电源不中断。,交流供电系统的组成 交流供电系统包括变电站（高压市,43,直流供电系统的组成,直流供电系统由整流器、蓄电池、直流变换器（,DC/DC,）、直流配电屏以及电力连接电缆等部分组成。各部分的功能如下：,整流器的交流电源由交流配电屏引入，输出端通过直流配电屏与蓄电池和负载连接，并向它们提供直流电源。,在市电正常情况下，蓄电池接受整流器供给的充电电流，以补充因局部自放电而消耗的电量。蓄电池通常处于并联浮充充电和充足电的状态。在市电中断时，蓄电池可以保证不间断供电。,直流变换器（,DC/DC,）可将基础电源的电压变换成各种设备所需的电压，从而向通信设备提供多种不同数值的电源。,直流配电屏可保证与其相连的两组蓄电池中的一组不能正常工作时，另一组能正常供电；可分别监测总电流、电池浮充充电电流和负载回路电流；可发出过压、欠压告警信号和熔断器告警功能。,直流供电系统的组成 直流供电系统由整流器,44,1公路交通对移动通信的需求,2）蜂房移动通信的信道结构,220V市电相线就是火线，一般用红色或棕色，零线用蓝色或绿色、黑色，接地线用黄绿相间。,第五节 视频图像传输系统,目前公路光缆通信系统采用多芯光缆，语音、数据、视频图像都各有专用光纤，是几种不同通信系统并存于光缆内。,专用短程移动通信主要是用来控制车辆运动和征收通行费。,进入通信状态后，根据实际情况或按照业务交换中心的指令自动切换到所需要的信道。,此时同阶帧不仅字节时隙相等，组成字节的比特传输率相同，脉冲的相位也完全一致。,(1)重要路段、立交和隧道摄像机拍摄的交通流图像信息需要实时传送给监控中心，与此同时，监控中心需要将对镜头和云台的控制信号分别反向传送给摄像机；,而且，使用户感觉不到网络,各部分的主要功能如下：,和有线程控电活一样，必须具有某些控制信号和传输指令才能高效率、有秩序地通信。,可发出过压、欠压告警信号和熔断器告警功能。,每一信道的带宽为25KHz，总共可安排800条双向信道。,每一信道的带宽为25KHz，总共可安排800条双向信道。,变电站内的市电应从两路高压电源引入，经高压柜、降压变压器把高压电（一般为10KV）变为低压电源（三相380V）后，送到低压交流配电屏。,路侧通信站与车辆进行实时信息交换(如电子收费)和对车辆实施行驶控制等；,各局数字交换机通过用户线接口电路，进行数模转换后用双绞线(模拟信号)连接话机。,和有线程控电活一样，必须具有某些控制信号和传输指令才能高效率、有秩序地通信。,其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。,接地系统的组成,接地系统有交流接地、直流接地、保护接地和防雷接地、联合接地等方式。各种接地方式的功能如下：,交流接地可避免因三相负载不平衡而使各相电压差别过大现象发生。,直流接地可保证通信系统的电压为负值，还可满足测量装置的要求。,保护接地可避免电源设备的金属外壳因绝缘损坏而带电。,防雷接地可防止因雷电过电压而损坏电源设备。,联合接地由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线四部分组成，它是将各类通信设备的交流工作接地、直流工作接地、保护接地及防雷接地共用一组接地体。,1公路交通对移动通信的需求接地系统的组成,45,交、直流电缆颜色表示及,导线安全载流量,/,功率计算,三相五线制绝缘电缆的黄、绿、红三色分别表示交流电压的,A,、,B,、,C,三相，零线（即中型线）用蓝色表示，保护接地用黄绿相间表示。,220V,市电相线就是火线，一般用红色或棕色,，,零线用蓝色或绿色、黑色，接地线用黄绿相间,。,-48V,直流电，红色表示正极,，,黑色或蓝色表示负极,。,导线的安全载流量是根据所允许的线芯最高温度、冷却条件、敷设条件来确定的。,根据经验可得,1,平方毫米的铜导线安全载流量为,5A,；铝导线的安全载流量为,3A,。（具体可以查表）,电缆截面积,S=1.5,2.5,4,6,10,16,25,35,50,70,95,120,150,185,240,300,mm,2,三相交流电功率,P=,根号,3*U,线*,I,线*,cos,（功率因素,cos,，一般取,0.8,）,单相交流电功率,P=U,相*,I,相*,cos,交、直流电缆颜色表示及导线安全载流量/功率计算三相五线制绝缘,46,UPS,不间断电源的作用及工作方式,UPS,是英文,Uninterruptible Power Supply,的缩写，意为,“,不间断供电电源,”,，是一种含有储能装置（常见的是蓄电池），以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源，它可以解决现有电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象，使计算机系统运行更加安全可靠。现在已经被广泛应用计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业。,当市电输入正常时，,UPS,将市电稳压后供应给终端设备,(,相对于,UPS,而言，我们将这些终端设备称为负载,),使用，此时的,UPS,就是一台交流市电稳压器，同时它还向自己的内置电池充电；当市电中断,(,例如停电,),时,UPS,立即将内置电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应,220V,交流电，使负载维持正常工作并保护负载的软、硬件系统不受损坏。,UPS不间断电源的作用及工作方式,47,UPS,不间断电源的作用及工作方式,按其工作方式分类可分为后备式、在线互动式及在线式三大类。,1.,后备式,UPS,：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。,2.,在线互动式,UPS,：在市电正常时直接由市电向负载供电，当市电偏低或偏高时，通过,UPS,内部稳压线路稳压后输出，当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。,3.,在线式,UPS,在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电，在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是，有极宽的输入电压范围，无切换时间且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求较高的场合，但是成本较高。功率大于,3KVA,的,UPS,几乎都是在线式,UPS,。,UPS,按照输出容量大小划分为小容量,3KVA,以下，中小容量,3KVA10KVA,，中大容量,10KVA,以上,，,50KVA,为超,大容量。,UPS,按输入,/,输出方式可分为三类：单相输入,/,单相输出（简称单进单出）、三相输入,/,单相输出（简称三进单出）、三相输入,/,三相输出（简称三进三出）。,UPS不间断电源的作用及工作方式按其工作方式分类可分为后备式,48,通信管道是通信网络中布放光（电）缆的通道。,通信管道具有容量大，布放光（电）缆方便，线路施工工期短、效率高，隐蔽安全，扩容方便，便于维护，不影响市容等优点，其缺点是初次投资比较大。,中继线路目前已基本实现管道化，用户线路地下化的进程也在不断加快。,四,.,通信管道工程,通信管道是通信网络中布放光（电）缆的通道。四.通,49,管道系统的组成,通信管道是由,人孔、手孔和管路,3,部分构成的，如图,2-1,所示。,按照使用性质和分布段落，通信管道可分为,用户管道,和,局间中继管道,。,管道系统的组成,50,常见的管道,根据使用材料的不同，管道可分为混凝土管、塑料管、钢管、铸铁管、石棉水泥管、陶管等，一般根据工程造价和现场环境来选用。,常见的管道,51,钢管、铸铁管,钢管,铸铁管,钢管、铸铁管钢管铸铁管,52,陶管,陶管,53,比较常见的管道有混凝土管、塑料管、钢管。,其中混凝土管容易制作、造价较低，以往采用较为普遍。,但近年随着光缆的不断普及，塑料管得到了广泛应用。,比较常见的管道有混凝土管、塑料管、钢管。,54,各种管道的优缺点对比,管道,优点,缺点,混凝土管,隔热性能好、成本低,重量大、管壁粗超、段长端、水密性差,塑料管,轻、管壁光滑、水密性好、绝缘性能好、耐腐蚀、运输方便,耐寒性差、热稳定性差、价格高,钢管和铸铁管,管壁光滑、水密性好、接续方便、抗压、抗冲击、耐振动,重量重、价格高,各种管道的优缺点对比管道优点缺点重量大、管壁粗超、段长端、水,Page,55,双壁波纹管,双壁波纹管,56,栅格管,栅格管,57,梅花管,梅花管,58,蜂窝管,蜂窝管,59,共,29,页 第,3,页,案例介绍,京沪高速公路通信系统,京沪高速公路全路铺设,20,芯光缆，采用同步光纤数字传输系统（,SDHSTM-1,）、光纤接入网系统会同程控数字交换系统形成一套综合业务通信系统。,通信系统为收费、监控提供的传输功能如下：,（,1,）监控数据传输,（,2,）监控图象传输,（,3,）收费数据传输,（,4,）收费图象传输,共29页 第3页 案例介绍京沪高速公路通信系统京沪高,60,（,3,）线路网络组织：,线路网络以控制台为中心，采用联接器建立以若干条支线为主干的星形网。,（,4,）信号传输,一般采用模拟信号基带传输。,道路通信系统设计培训课件,61,2,程控数字交换系统,程控数字交换系统为实现,多个用户,能在,同一时间,成对地可靠通话，需将语音信号变换为数字信号，编辑成,二进制代码,；用,时分多路复用技术,，将多路话音按序,以一定规格编排,，沿一条线路顺序传送给交换机，交换机根据用户的通话要求，分别接续各自的线路，让顺序排列的各路话音,对号进入,，并将,数字代码恢复为原有的模拟语音信号,，让接收端能正确理解。,2程控数字交换系统,62,DTE数据终端设备；,各部分的主要功能如下：,和有线程控电活一样，必须具有某些控制信号和传输指令才能高效率、有秩序地通信。,各局数字交换机通过用户线接口电路，进行数模转换后用双绞线(模拟信号)连接话机。,（1）控制台基本功能：识别、定位和显示话亭呼叫；,集群通信系统是多个用户共用一组无线信道，并动态使用这些信道进行业务指挥调度的移动通信系统。,(2)小区制：将通信服务区划分为若干个相连的无线小区，每个小区分别设置一个基台，为进入本区的移动台提供无线和有线信道，进行通信服务。,（4）收费图象传输,(1)重要路段、立交和隧道摄像机拍摄的交通流图像信息需要实时传送给监控中心，与此同时，监控中心需要将对镜头和云台的控制信号分别反向传送给摄像机；,在设计通信网络时，首要问题是进行网络保护，确保网络的生存力。,根据经验可得1平方毫米的铜导线安全载流量为5A；,用时分多路复用技术，将多路话音按序以一定规格编排，沿一条线路顺序传送给交换机，交换机根据用户的通话要求，分别接续各自的线路，让顺序排列的各路话音对号进入，并将数字代码恢复为原有的模拟语音信号，让接收端能正确理解。,（1）监控数据传输,移动台发射机在控制信道上发出移动台系列号、识别码和被叫用户号码；,和有线程控电活一样，必须具有某些控制信号和传输指令才能高效率、有秩序地通信。,1程控数字交换系统功能要求,理终端，值班员通过终端对,2视频图像的同轴电缆传输,综合管理：人机界面管理、报表生成、打印管理、管理软件的下载和重载管理。,全部信号的编制、发射、接收、处理、存储和转送均由双方的微处理器按专用软件控制并操作硬件执行。,在设计通信网络时，首要问题是进行网络保护，确保网络的生存力。,公路专用电话网,一般采用一个汇接局和若干个端局组成,复合星形,或,环形,数字通信网。各局数字交换机通过用户线接口电路，进行数模转换后用双绞线,(,模拟信号,),连接话机。,DTE数据终端设备；公路专用电话网一般采用一个汇接局和,63,5,网络保护与自愈网,通信网络,出现差错,或,线路中断,，首先是失去对交通流的监控，公路管理将产生混乱，造成极大的损失。,在设计通信网络时，首要问题是进行,网络保护,，确保网络的生存力。目前，主要是利用网络节点间预先分配的冗余线路实施保护，如,1+1,保护等。,5网络保护与自愈网,64,道路通信系统设计培训课件,65,道路通信系统设计培训课件,66,2,）蜂房移动通信的信道结构,基地站与移动台之间的无线信道是一条双向传输通道，它使用两个分隔的载波频率。以我国分配的频段和信道为例，上行频率为,879,899MHz,，下行频率为,924,944MHz,，通频段宽度为,20MHz,，上下信道频率间隔为,45MHz,。每一信道的带宽为,25KHz,，总共可安排,800,条双向信道。基站有多少个无线信道，就有相对应的设备信道单元,(,固定频率的发射机和接收机数目,),。移动台只有一个发射机和一个接收机，它的中心频率是可变的。开机后，移动台对它周围的信道进行扫描，自动将本身频率调节并锁定在信号最强的信道上，准备接收呼叫。进入通信状态后，根据实际情况或按照业务交换中心的指令自动切换到所需要的信道。和有线程控电活一样，必须具有某些控制信号和传输指令才能高效率、有秩序地通信。为此将话音以外的信号和指令统称为信令，因而信道有话音信道和控制信道之分。每一个基地站分配一个控制信道，其余信道用来传送话音和数据,2）蜂房移动通信的信道结构,67,5,专用短程移动通信,专用短程移动通信主要是用来,控制车辆运动,和,征收通行费,。,控制车辆运动包括对,运行车辆位置,和,方向,的测定，对车辆纵向和横向运动速度的控制等。电子收费需要在车辆运动过程中查明车辆类型、进出高速公路的站号，并将计算出的应缴通行费额通知用户。,完成这些工作都需要在,路侧固定通信站,与运动车辆间多次交流数据，只有高可靠性的移动通信才能满足这些要求。,5专用短程移动通信,68,