CN102238557A - 一种构建高速公路无线走廊的组网方法 - Google Patents

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张一衡
何培舟
张昊
盛刚
施强
邢燕颖
邹杰
徐东彬
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Research Institute of Highway Ministry of Transport
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Abstract

本发明公开了一种在高速公路带状区域内构建无线接走廊的组网方法，主要特征包括：无线走廊必须以高速公路通信系统为基础；高速公路无线走廊的组网元素包括天线单元、无线接入点(AP)、网络控制单元、移动终端(MT)、高速公路施工时预留预埋的光缆、供配电系统；AP以及网络控制单元分别通过电接口或者光接口与高速公路通信系统互连；天线单元如果设置在高速公路服务区、停车区、收费站、通信监控中心，则天线单元直接通过电接口或者光接口与AP互连；天线单元如果设置在高速公路沿线外场，则天线单元通过高速公路施工时预留预埋的光缆与AP互连；使用高速公路供配电系统，或者专用的太阳能/风能电池电源为无线走廊供电。

Description

一种构建高速公路无线走廊的组网方法
技术领域
本发明涉及高速公路机电系统和宽带无线接入系统，尤其涉及一种构建高速公路无线走廊的组网方法，旨在构建覆盖高速公路沿线带状区域的无线宽带接入网。
背景技术
随着我国高速公路的快速扩张和服务能力的不断提高，高速公路专用通信系统发挥着越来越重要的作用，它不仅为高速公路监控系统和收费系统提供数据、视频传输通道，还为管理部门的办公自动化、视频会议等业务提供传输通道。通信系统已成为高速公路设计与建设中一项必不可少的内容，被明确写入高速公路行业设计规范。
目前，高速公路专用通信网可分为干线传输网和路段接入网，均主要以数字光纤通信系统为主。干线光纤数字传输系统广泛采用SDH、WDM、ASON、OTN等技术，具体传输设备包括插分复用设备ADM、中继设备REG等。高速公路路段接入网负责接入沿线的数据、语音、图像等业务，路段接入网采用多业务混合传输设备和灵活接入设备配套组网的方式。路段接入网的主要设备包括光网络单元(Optical Network Unit，ONU)和光链路终端(Optical Line Terminal，OLT)。一般来说，ONU设备放置在高速公路沿线的通信站内，而OLT设备一般放置在高速公路路段通信中心。针对SDH技术，路段接入网一般采用隔站相连的自愈环型组网方案。
近年来，宽带无线通信技术得到了飞速的发展，无线通信技术已经实现了从过去窄带语音通信到目前宽带数据通信、多媒体通信的飞跃。但是，目前还没有一个可以满足高速公路管理需求的宽带无线接入系统。
发明内容
本发明提供一种构建高速公路无线走廊的组网方法，旨在构建覆盖高速公路沿线带状区域的无线宽带接入网。所谓高速公路无线走廊，就是在高速公路沿线带状区域内，利用高速公路现有的机电系统基础设施，建立一个满足高速公路管理需求的宽带无线接入系统。
本发明采用如下技术方案：
一种构建高速公路无线走廊的组网方法，无线走廊所包含的具体设备包括：无线接入点(Access Point，AP)、天线单元、移动终端(Mobile Terminal，MT)、网络控制单元、供配电单元、防雷设施、高速公路施工时预留预埋的光缆等。为了节约房建开支和方便管理，无线AP设备可以和路段接入网中的ONU设备放置在同一通信站机房。AP也可以放置在高速公路沿线的收费站、监控中心、服务区，以及高速公路外场沿线任何地点。AP与路段接入网通过电缆或者光纤相连接。高速公路无线走廊是对高速公路有线通信网的延伸，即在原有高速公路干线传输网和路段接入网的基础上增加无线设备，以实现宽带无线接入。
高速公路无线走廊具备以下组网特征：
(1)AP之间既可以通过高速公路路段接入网相互通信，也可以通过高速公路干线传输网相互通信，还可以通过高速公路施工时预留预埋的光纤直接连接而相互通信。
(2)AP与ONU之间的连接，既可以通过电接口相连，也可以通过光接口相连。
(3)连接在同一路段接入网上的AP之间的通信通过该接入网实现，路段接入网为AP之间的通信提供通道。
(4)连接在不同路段接入网上的AP之间的通信，首先通过接入网进入干线传输网，然后再由干线传输网进入其他路段接入网，路段接入网与干线传输网都要为AP之间的通信提供通道。
(5)AP设备具备无线接入能力，实现基带数字信号处理功能，即AP具备传统移动蜂窝系统的Node-B功能。
(6)网络控制单元具备无线资源管理能力，包括接入控制能力、切换控制能力、无线发射功率控制能力、资源调度能力等。
(7)AP既可以连接单个天线单元，也可以连接多个天线单元，即一个AP既可以只为一个天线单元服务，也可以同时为多个天线单元服务。
(8)高速公路沿线布设有供配电设施，为高速公路外场监控设备供电，利用现有的这些供配电设施为天线单元供电；还可以采用太阳能电源系统为天线单元供电。
(9)天线既可以安装在专用的塔柱上面，也可以安装在高速公路沿线外场监控设施附近，如安装在现有的龙门架、灯柱、摄像机柱等上面，或者利用有利地形安装在较高的建筑物或者山岭之上。
本发明提供的构建高速公路无线走廊的组网方法，可以为高速公路管理提供一个宽带无线接入系统，为高速公路数据传输提供了一个很好的平台，弥补了现有通信系统的不足，提高了高速公路服务水平。
附图说明
图1是无线走廊组网方式1的示意图
图2是无线走廊组网方式2和方式3的示意图
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例一
如图1所示，如果高速公路沿线带状区域的视距(Line-of-Sight，LOS)传播环境较好，无线电波的路径损耗较小，天线单元只安装在高速公路沿线的服务区、收费站、监控通信中心等地，在高速公路沿线外场则不再放置天线。每一个AP对应唯一天线单元，天线单元与AP通过电接口或者光接口相连接。AP通过电接口或者光接口与路段接入网上的ONU设备相连接。网络控制单元通过电接口或者光接口与路段接入网上的OLT设备相连接。如果路段接入网采用SDH传输技术，则需要为AP与网络控制单元之间建立通信，即连接AP的ONU需要预留传输通道至OLT。
天线单元负责射频信号的发送和接收。AP负责无线信号接入，包括数字基带信号的处理。网络控制单元控制各个AP，实现接入控制、功率控制、切换控制、资源调度等功能。
每个天线单元与AP通过同轴电缆、双绞线、光缆连接。
利用天线单元所在的通信站、收费站、监控中心、通信中心或者服务区的供配电设施为天线单元供电。
图1所示的组网方式适合于收费站之间的间距较小，如5～30KM，并且无线传播环境较好，如有LOS传播路径的场景。
实施例二
如图2所示，如果高速公路沿线带状区域的视距(Line-of-Sight，LOS)传播环境较好，无线电波的路径损耗较小，天线单元只安装在通信站、收费站、监控中心、通信中心或者服务区附近，在高速公路沿线则不再放置天线。
每一个AP对应一个或者多个天线单元。天线单元如果在服务区、收费站、监控通信中心等地，则天线单元通过电接口或者光接口与站内的AP之间相连；天线单元如果在高速公路沿线外场，则天线单元通过高速公路施工时预留预埋的光缆与站内AP互联。AP通过电接口或者光接口与路段接入网上的ONU设备相连接。网络控制单元通过电接口或者光接口与路段接入网上的OLT设备相连接。如果路段接入网采用SDH传输技术，则需要为AP与网络控制单元之间建立通信，即连接AP的ONU需要预留传输通道至OLT。
每个天线单元通过同轴电缆、双绞线，或者光缆与AP连接。
利用天线单元所在的通信站、收费站、监控中心、通信中心或者服务区的供配电设施为天线单元供电。
图2所示的组网方式适合于收费站之间的间距较大、无线传播环境较为恶劣、无线信号衰减较严重的场景。
实施例三
如图2所示，如果高速公路沿线带状区域为非视距(Non-Line-of-Sight，NLOS)传播环境，并且无线电波的路径损耗较大，需要在高速公路沿线放置天线。在这种情况下，根据实际需要在通信站、收费站、监控中心、通信中心或者服务区安装天线单元，同时也在高速公路沿线安装天线单元。
每一个AP对应一个或者多个天线单元。天线单元如果在服务区、收费站、监控通信中心等地，则天线单元通过电接口或者光接口与站内的AP之间相连；天线单元如果在高速公路沿线外场，则天线单元通过高速公路施工时预留预埋的光缆与站内AP互联。AP通过电接口或者光接口与路段接入网上的ONU设备相连接。网络控制单元通过电接口或者光接口与路段接入网上的OLT设备相连接。如果路段接入网采用SDH传输技术，则需要为AP与网络控制单元之间建立通信，即连接AP的ONU需要预留传输通道至OLT。
如果天线单元位于高速公路沿线的通信站、收费站、监控中心、通信中心或者服务区附近，利用天线单元所在的通信站、收费站、监控中心、通信中心或者服务区的供配电设施为天线单元供电。
如果天线单元位于高速公路沿线外场，则利用外场监控设备的供配电设备设施为天线单元供电。位于高速公路沿线外场的天线单元与AP之间采用光载无线通信Radio-over-Fiber(ROF)技术，利用高速公路施工时预留预埋的光缆传输信号。
特别的，如果天线位于高速公路沿线外场，本发明提出利用太阳能发电、储电设备，或者风能发电、储电设备为天线功放单元供电。

Claims (16)

1.一种构建高速公路无线走廊的组网方法，即在高速公路带状区域内构建无线接入网的方法，其特征在于：该高速公路无线走廊的构建需要以高速公路机电系统基础设施为依托，特别是以高速公路通信系统为基础，在此基础上构建高速公路无线走廊。
2.根据权利要求1所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征还在于：高速公路无线走廊包括：天线单元，无线接入点(AP)，网络控制单元，移动终端(MT)，高速公路施工时预留预埋的光缆，供配电系统。
3.根据权利要求1所述的高速公路通信系统，其特征在于：高速公路通信系统是指利用高速公路施工时所预留预埋的光缆、高速公路沿线放置的通信设备，以及相关的电源设备，共同所构建的高速公路专用通信系统。
4.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：天线单元负责射频信号的发送和接收，天线单元包含天线、馈线、功放等子单元。
5.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：AP具备基带信号处理功能。
6.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：网络控制单元起到无线资源管理的作用，具备无线信号发射功率控制、切换控制、接入控制等功能。
7.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：AP可与高速公路通信系统通过电接口或者光接口连接。
8.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：网络控制单元可以与高速公路通信系统通过电接口或者光接口连接。
9.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：天线可以安装在高速公路沿线的通信站、收费站、收费广场、通信中心、监控中心、服务区、停车区等高速公路沿线的附属建筑物附近。
10.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：天线可以安装在高速公路沿线外场任何地点。
11.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：当天线安装在高速公路沿线外场时，天线与AP之间可以通过高速公路施工时所预留预埋的备用光缆进行通信。
12.根据权利要求2所述的高速公路无线走廊的组网方法，其特征在于：当天线安装在高速公路沿线外场时，天线与AP之间可以通过高速公路紧急电话系统所预留的光缆进行通信。
13.根据权利要求2所述的AP，其特征在于：所述的AP可以同时具备基带信号处理能力和无线资源管理能力。其中，无线资源管理能力包括无线信号发射功率控制、切换控制、接入控制等能力。
14.根据权利要求2所述的AP，其特征在于：所述的AP既可以连接一个天线单元，又可以连接多个天线单元。即一个AP既可以只为一个天线单元服务，又可以同时为多个天线单元服务。
15.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于：所述的天线单元可以利用高速公路供电系统为其供电。
16.根据权利要求2所述的天线单元，其特征在于：所述的天线单元可以利用太阳能发电、储电设备，或者风能发电、储电设备为天线单元供电。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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