初探高速公路机电工程程控数字交换技术.doc

1、1初探高速公路机电工程程控数字交换技术摘要：随着我国信息技术的飞速发展，通信技术的作用越来越大，其中程控数字交换技术就是其中最典型的方式，本文论述模拟信号数字化、程控数字交换机等问题，对高速公路机电工程程控数字交换技术做出了分析。 关键词：程控数字交换，高速公路，机电工程 中图分类号： TH-39 文献标识码： A 引言：近年来，程控数字交换技术有了长足进展，技术逐渐成熟、设备性能逐渐完善。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，几种不同通信系统并存于光缆内。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，编辑成二进制代码将多路话

2、音接序以一定规格编排，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。以下就程控数字交换体系作一简要说明 1、程控数字交换系统概述 1.1 功能要求 高速公路能否高效、安全的运行意义重大，不仅与高速公路良好的道路施工有关，还与高速公路机电工程的建设息息相关。公路运营公司2各级管理机构沿道路分布，相距颇远，为了满足日常管理需要的信息交流，设置专用电话网。除内部通信外，还须与公路行业国家管理部门交通运输部一级卫星通信网、地区路网管理部门通信网以及与公用邮电网联接，以实现大范围的信息交流

3、。专用话网的规模（门数）与道路里程和进出口数目有关。在话网进入综合业务数字网的时代，系统功能为：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；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） ；与上级业务管理部门和外界社会的通信；具有对系统状态自动测试的功能。 1.2 程控数字交换系统 程控数字交换技术以程控数字交换机为核心，在技术上实现通信网络业务节点数字化。可向用户提供 Internet 业务和智能网业务。并成为Internet 公共拨号接入平台程控数字交换机由硬件系统和软件系统两大部分组成。程控数字交换系统是以程控数字交换机为核心的通信网，在技术上实现传输

4、和交换的数字化，从发展看它应该将话音与非话音(电报、传真、数据、图像等)业务综合进网。根据公路专用通信的现有业务，程控交换类型基本上为集中控制和分级控制两种。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。各局交换机间中继线使用数字光缆，话机则以模拟机为主。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。对于某些远端用户，也可用数字线或数字环路载渡设备延伸其传输距离。数字通信网传输的是离散脉冲，为了减少误码率，网中各单元应该使用共3同的基准时钟频率。 2、程控数字交换技术发展 网络交换技术共经历了四个发展阶段，电路交换技术、报文交换技术、

5、分组交换技术和 ATM 技术。电路交换技术。在电路交换技术中，应用的较为广泛的是公众电话网和移动网，这两个网络的基本特点是面向连接。电路交换技术的优势是在通信系统运行的过程中，可以提供的宽带比较充足，具有很好的实时性，时延也不长，并且设备的成本不高，但是这种技术还存在一个缺点，那就是在带宽的利用率上比较低。分组交换技术。分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络，具有实时通信能力，适用于传送和话音相关的业务，主要用于数据通信报文交换技术。报文交换技术和分组交换技术类似.也是采用存储转发机制。ATM 技术。ATM 异步传输模式具有同时提供电路交换和分组交换的优点，保证了 QoS 的

6、完备机制，传输时延小。非常适合传送高速数据业务。电路交换技术和分组交换技术的融合。综合交换机技术。综合交换机技术可同时支持电路交换和宽带交换(包括 ATM 交换和 IP 交换)。IP电话技术。IP 电话，是在 IP 网上通过 TCP/IP 协议实时传送语音信息的应用，是来信息网络的支柱技术。 3、程控数字交换机基本原理 在程控数字交换机中发挥主要功能的就是控制设备，那么构成控制设备的主要结构是处理器和存储器。处理器的主要功能就是对交换机的软件执行操作，然后对软硬件之间进行协调控制。存储器就是对软件程序进行存放，还有一些永久性和中间的数据进行保存。在控制设备中，4有单机和多机之分，在控制的方式上

7、，也可以分为集中和分散两种。那么集中控制就是将所有的控制系统的功能都通过一个处理器来进行处理，各个功能之间的接口都是软接口，这样在对其进行控制的时候只需要通过对软件进行更改即可，实现起来比较方便。但是这种方式还有一个缺点就是，由于全部的功能实现都是通过一个处理器来完成的，那么一旦处理器出现了故障，整个系统将会陷入瘫痪的状态，使设备的运行受到威胁，所以说一般情况下，在控制设备中都是采用双处理器或者是更多的处理器的做法，以便对突发事件的有效控制。对于分散控制而言，就是在系统中对于任务的处理是由多个处理器来完成的，每个处理器负责不同的部分，这样的话就将控制功能进行模块化了。分散控制可以有效的提高工作

8、效率，在风险承担上会有所减小，一个处理器出现故障不会影响到其他功能的运行，并且在对系统的编写和修改上将更加的容易，结构上也比较清晰。分散控制对于未来的通信系统发展将会更加的有利，在业务拓展上也会比较容易实现，所以说分散控制是未来交换系统的发展方向。在分散控制中，对于每个处理器可以完成的工作量可以按照容量和所要行使的功能来进行划分。 交换网络是交换机实现用户线接续的关键部件，交换网络的基本功能是根据用户的呼叫请求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户之间的连接通路。根据交换网络结构和工作方式的不同，可分为空分接续网络、时分接续网络和时分、空分组合接续网络等型式，公路电话大量使用的小容量数字

9、交换机大都采用前两种。 外围接口是交换系统中的交换网络与用户设备、其他交换机或通信5网络之间的接口。根据所连设备及其信号方式的不同，外围接口电路有多种形式包括：模拟用户电路、模拟中继电路、数字用户电路、数字中继电路。 4、模拟信号数字化 模拟信号的数字化包括数字信号的量化和数字信号的解码及编码。数字信号的量化是将一定区间连续多个数值用一个固定值近似代替它，以减少数字的取值范围和简化编码。量化区间大小相等，称为均匀量化，如用统一的四舍五入取整。此方法的量化误差为 0.5s 通信中此种误差表现为量化噪声，噪声将降低信号信噪比。这种固定量化误差对大信号样值可以接受。为实现此目标，采用压缩扩张法，先对

10、样值中的小信号放大，对大信号压缩，然后作均匀量化;接收端对解码后的信号作反变换，即对小信号压缩，对大信号扩张。如此一来，减少了小信号的量化误差，量化值更接近于原有样值。编码是将抽样后的量化值转换为组二进制码元，称为模数变换；解码是编码的逆变换，它将一组二进码元还原成相应幅度的量化值，也称数模转换。脉冲编码技术(PCM)使任何模拟信号都可由一组时间数字序列近似表示，序列的时间间隔由信号本身确定，序列的每一个值由 8 位一进码元(脉冲)表示，每个脉冲占用的时间长度希望越小越好。但是，脉冲周期受芯片编码速度(硬件技术)限制。 结语 在当今社会不断发展进步的形式之下，任何业务的发展都是伴随着一定的技术改革，在不断的革新中讨求一种对自己的发展最为有利的途径。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6信工具的物质保证，同时，利用已建管道安装程控电话可节省投资费用。参考文献 1高冯旭宇，刘晓东，卢士庆.高速公路机电系统过电压保护与防雷接地设计J,工业安全与环保,2011.(2):35-36. 2张希亮，燕宇，倪西超.高速公路机电系统维护信息化管理模式J.中国交通信息化,2011. 3吴连明.高速公路机电设备安装注意事项J.中国交通信息化,2011,(2):42-44.