高速公路数据通信系统课程课件
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任务一：高速公路通信系统认知
高速公路通信网的规划应符合我国通信技术、政策的规定，符合我国现行国标和交通部行业标准、规范的要求。 高速公路通信网应统一规划、实施和统一管理。根据高速公路建设和开通运营的进程，应实现全省统筹安排，分 路分期实施以及逐步全省联网的原则。省级高速公路网应充分考虑地区和各路段的业务要求，地区和全路段应服 从省网总体规划的要求，省网应为交通部全国通信联网和与相邻省际联网预留必要的光纤、电路和接口。 高速公路通信网建设规模应立足于公路专网业务需求。主要为高速公路收费系统、监控系统和道路运营管理服务。 网络系统容量应满足近期需求并预留一定余量，在主要干线和瓶径路由应适当扩大系统容量。充分考虑当今通信 技术迅速发展的趋势，网络系统设计应采用模块化结构，可以平滑升级，系统应具有可扩展性。 高速公路通信网建设标准应立足于高科技或高技术平台，主要采用光纤数字传输和数字程控交换机等先进技术。 省高速公路通信专网应建设为集话音、数据、图象和文本等综合业务和网络自动管理的综合通信网，根据现代通 信技术发展，再逐步建成宽带综合业务数字网。
任务一：高速公路通信系统认知
第6 页
（二）高速公路通信系统的特点
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的作用；并为以后高速公路的联网收费、联网管
体积小，重量轻，功耗低 能灵活的向用户提供众多的新服务功能 工作稳定可靠，维护方便
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系统还可方便地提供自动计费，话务量记录，服务 质量自动监视，超负荷控制等功能 便于采用新型共路信号方式 易于与数字终端，数字传输系统联接，实现数字终 端，传输与交换的综合与统一
高速公路数据通信系统课程课件
ITS
ITS的核心和基础是交通信息化，ITS系统是通信、收费 和监控系统在交通网络中的发展，而后者是前者的重要支撑
收费系统 通信系统 监控系统
2020年10月18日星期日
14
通信、收费和监控系统所涉及的技术领域
通信技术
其他技术
遥感遥测
计算机网 络技术
图像语音 压缩编码
所涉及的 技术领域
防雷接地 电源技术
信息源
发送设备
发送端
信道 噪声源
接收设备
受信者
接收端
图 2.1
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•信源是消息的产生地， 其作用是把各种消息转换成原始电信号，
称之为消息信号或基带信号。电话机、电视摄像机和电传机、计 算机等各种数字终端设备就是信源。前者属于模拟信源，输出的 是模拟信号；后者是数字信源，输出离散的数字信号。
消息、信息、何信号 之间的关系？
2020年10月18日星期日
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因此，通信的根本目的在于传输含有信息的消息。 “通信” 也就是“信息传输”或“消息传输”。目前的通信越来越依赖 利用“电”来传递消息的电通信方式。由于电通信迅速、准确、 可靠且不受时间、地点、距离的限制，因而得到了迅速的发展 和广泛的应用。如今，在自然科学领域涉及“通信”这一术语 时，一般是指“电通信”。
随着计算机技术，网络技术和通信技术的迅速发展，高速公路 通信技术也从简单的无线对讲系统发展到800MHz无线集群系统，
2020年10月18日星期日
9
从小容量微波通信发展到SDH系列数字光纤传输系统，从单纯的电话 业务发展到包括话音、数据和图像等多种信息的综合通信，并从模 拟通信向数字通信演变，开始组建先进的宽带综合业务数字(B-ISDN) 通信系统。
数据通信PPT课件
20
第20页/共38页
使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
14
第14页/共38页
调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
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使用这种不归零制NRZ信号的最大问题就是难以确定一位的结束和另
一位的开始，并且当出现一长串连续的1或连续的0时，在接收端无法从
收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码则可解决这一问题。它的
编码方法是将每个码元再分成两个相等的间隔，码元1是由高至低电平转 换，即其前半个码元的电平为高电平，后半个码元的电平为低电平。码元 0则正好相反，从低电平到高电平的变换，即其前半个码元的电平为低电 平，后半个码元的电平为高电平。这种编码的好处是可以保证在每一个码 元的正中间出现一次电平的转换，即这个位中间跳变提供了时钟定时，这 对接收端提取同步信号是非常有利的。但是从曼彻斯特编码的波形图不难 看出其缺点，就是它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。
2.4.2 同步和异步传输
同 步 字 符 数 据 1 数 据 2
一 帧
下 一 帧
…
数 据 n
校 验 字 符校 验 字 符
C R C 1
C R C 2
同 步 字 符
数 据 场
（a）单同步格式
一 帧
下 一 帧
同 步 字 符同 步 字 符数 据 1 数 据 2 …数 据 n 校 验 C R 字 C 1 符 校 验 C R 字 C 2 符 同 步 字 符
标准话路带宽）提供全双工的数字信道。
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调制解调器最基本的调制方法有以下几种（图中给出了这几种波形传输数
据的波形的示意图）： （1）调幅（AM） 即载波的振幅随基带数字信号而变化。例如，0对应于无 载波输出，而1对应于有载波输出。 （2）调频（FM） 即载波的频率随基带数字信号而变化。例如，0对应于频 率f1，而1对应于频率f2。 （3）调相（PM） 即载波的初始相位随基带数字信号而变化。例如，0对应 于相位0度，而1对应于180度。
高速公路通信系统维护(技术基础PPT培训课件
高速公路通信系统维护技术 基础培训课件
目录
• 高速公路通信系统概述 • 高速公路通信系统维护基础 • 高速公路通信系统故障诊断与处
理 • 高速公路通信系统维护技术
目录
• 高速公路通信系统维护安全保障 • 高速公路通信系统维护发展趋势
01
高速公路通信系统概述
通信系统的组成
传输系统
负责数据的传输，包括光纤传 输和微波传输等。
测试验证
对修复后的系统进行测 试验证，确保系统恢复
正常运行状态。
记录归档
将维护过程和结果记录 归档，为后续维护提供
参考和依据。
03
高速公路通信系统故障诊断 与处理
故障诊断的方法
观察法
通过观察通信设备的外观、指示灯状态等， 初步判断故障部位。
测量法
使用测试工具测量信号强度、电压等参数， 分析故障原因。
电缆线路维护
线路标记与记录
对所有通信线路进行标记，记录线路 的起点和终点，方便故障排查和日常 维护。
定期巡检电缆线路，检查是否有外力 损伤、老化等现象，及时修复或更换。
设备维护技术
设备清洁与除尘
定期对通信设备进行清洁，去除 灰尘和污垢，保持设备良好的散
热性能。
设备检查与测试
定期检查设备的运行状态，进行 必要的测试，确保设备性能正常。
设备维护
定期对高速公路通信设备进行维护保养，确保设备性能稳定、安全 可靠。
安全保障的制度
1 2
人员管理
建立完善的人员管理制度，对维护人员进行培训 和考核，确保他们具备相应的技能和素质。
设备管理
建立完善的设备管理制度，对通信设备进行分类 管理，确保设备的正常运行和使用寿命。
3
目录
• 高速公路通信系统概述 • 高速公路通信系统维护基础 • 高速公路通信系统故障诊断与处
理 • 高速公路通信系统维护技术
目录
• 高速公路通信系统维护安全保障 • 高速公路通信系统维护发展趋势
01
高速公路通信系统概述
通信系统的组成
传输系统
负责数据的传输，包括光纤传 输和微波传输等。
测试验证
对修复后的系统进行测 试验证，确保系统恢复
正常运行状态。
记录归档
将维护过程和结果记录 归档，为后续维护提供
参考和依据。
03
高速公路通信系统故障诊断 与处理
故障诊断的方法
观察法
通过观察通信设备的外观、指示灯状态等， 初步判断故障部位。
测量法
使用测试工具测量信号强度、电压等参数， 分析故障原因。
电缆线路维护
线路标记与记录
对所有通信线路进行标记，记录线路 的起点和终点，方便故障排查和日常 维护。
定期巡检电缆线路，检查是否有外力 损伤、老化等现象，及时修复或更换。
设备维护技术
设备清洁与除尘
定期对通信设备进行清洁，去除 灰尘和污垢，保持设备良好的散
热性能。
设备检查与测试
定期检查设备的运行状态，进行 必要的测试，确保设备性能正常。
设备维护
定期对高速公路通信设备进行维护保养，确保设备性能稳定、安全 可靠。
安全保障的制度
1 2
人员管理
建立完善的人员管理制度，对维护人员进行培训 和考核，确保他们具备相应的技能和素质。
设备管理
建立完善的设备管理制度，对通信设备进行分类 管理，确保设备的正常运行和使用寿命。
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新编第3章数据通信系统PPT课件
数据通信系统
公用电话网
源系统
传输系统
目的系统
输入 信息
源点
发送器
传输系统
接收器
输入 数据
发送的信号
接收的信号
输出 数据
终点
输出 信息
通信系统的模型
3.1.3 数据通信中的主要性能指标
• 在数据通信系统中，为了描述数据传输速率的大小和传输质量的 好坏，需要运用波特率和比特率等技术指标。波特率和比特率是 用不同的方式描述系统传输质量的参量。
• ① 比特率S 比特率又称为信息速率，它反映一个数据通信系 统每秒所传输的2进制数据位数（bit），单位是：比特/秒（ bits/s）或bps。
• ② 波特率B 波特率是一种调制速率，又称波形速率。它是指 数字信号经过调制后的速率，即经过调制后的模拟信号每秒钟变 化的次数，也就是数据通信系统中线路上每秒传送的波形个数， 其单位为波特。
3.3.1 电路交换
电路交换最典型的例子就是电话通信系统。一百多年来，经过 了多次改革和更新，已经从电话交换机的人工转接，发展到了现 代程控交换机的自动转接。
用户线 中继线 A
交换机 C
交换机
中继线 交换机
D
电路交换示意图
交换机 B
用户线
3.3.1 电路交换
• 特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通 路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。 对于猝发式的通信，电路交换效率不高。
3.1.1 信息、数据和信号
模拟信号与数字信号
模拟数据 模拟数据 数字数据 模拟数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
模拟数据、数字数据和模拟信号、数字信号
公用电话网
源系统
传输系统
目的系统
输入 信息
源点
发送器
传输系统
接收器
输入 数据
发送的信号
接收的信号
输出 数据
终点
输出 信息
通信系统的模型
3.1.3 数据通信中的主要性能指标
• 在数据通信系统中，为了描述数据传输速率的大小和传输质量的 好坏，需要运用波特率和比特率等技术指标。波特率和比特率是 用不同的方式描述系统传输质量的参量。
• ① 比特率S 比特率又称为信息速率，它反映一个数据通信系 统每秒所传输的2进制数据位数（bit），单位是：比特/秒（ bits/s）或bps。
• ② 波特率B 波特率是一种调制速率，又称波形速率。它是指 数字信号经过调制后的速率，即经过调制后的模拟信号每秒钟变 化的次数，也就是数据通信系统中线路上每秒传送的波形个数， 其单位为波特。
3.3.1 电路交换
电路交换最典型的例子就是电话通信系统。一百多年来，经过 了多次改革和更新，已经从电话交换机的人工转接，发展到了现 代程控交换机的自动转接。
用户线 中继线 A
交换机 C
交换机
中继线 交换机
D
电路交换示意图
交换机 B
用户线
3.3.1 电路交换
• 特点：在数据传送开始之前必须先设置一条专用的通 路。在线路释放之前，该通路由一对用户完全占用。 对于猝发式的通信，电路交换效率不高。
3.1.1 信息、数据和信号
模拟信号与数字信号
模拟数据 模拟数据 数字数据 模拟数据
放大器 调制器
PCM 编码器
调制器
数字 发送器
模拟信号 数字信号 模拟信号 数字信号
模拟数据、数字数据和模拟信号、数字信号
数据通信基础知识PPT课件
的信号传输。
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
12
3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
.
11
3 传输介质
有线介质
双绞线 同轴电缆 光纤
无线介质
无线电 微波（大地微波、卫星微波） 红外线（毫米波） 激光
.
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3.1 双绞线
双绞线(TP)--由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。
屏蔽双绞线STP（IBM）
Type 1或Type 2
非屏蔽双绞线UTP（ EIA/TIA）
电压范围
量化 编码
（ V） （十进制）（二进制）
0.5～0.7 t 0.3～0.5
3 011 2 010
t 0.1～0.3
1 001
110
101 -0.1～0.1
0
000
-0.3～-0.1 －1 111
t -0.5～-0.3 －2 110
-0.7～-0.5 －3 101
-0.9～-0.7 －4 100
∵ 10log10(S/N)=30 ∴S/N=10(30/10)=1000
∴Rmax=3k log2(1+1000)≈30kbps
.
8
Nyquist公式和Shannon公式的比较
C = 2B log2N 用于理想信道 数据传输率随信号抽样的离散值个数增加而增加。
C = B log2（1+S/N） 用于有噪声信道（实际的信道总是有噪声！） 无论信号抽样的离散值个数增加到多少，此公式给出了 有噪声信道可能达到的最大数据传输速率上限。 原因：噪声的存在将使抽样的离散值个数不可能无限增 加。
.
6
(1)无噪声下的信道容量（奈奎斯特定理）
Nyquist证明，无噪声下的信道的最大信号传输速率Rmax与
信道带宽B的关系，即奈奎斯特--无噪信道容量公式：
交通工程设施设计之通信系统PPT课件
作用
高速公路现代化管理的支撑系统： 1、实现监控系统和收费系统的数据、语音和图像等信息的 准确而及时的传输； 2、保持高速公路管理部门之间业务联络通讯的畅通； 3、为高速公路内部与外界建立必要的联系。
第1页/共31页
高速公路通信系统特点
1、不能任意选址 2、以内部通信为主，并入电信公用网 3、有线通信为主、多种通信方式综合
通信需求
第12页/共31页
一、概述
通 信 系 统 的 作 用 、 特 点 、 层 次 、 设 计 目 标 、 组 成 、 通 信 需 求 、 网 络 设 计
二、技术选择
➢常 用 通 信 方 式 ➢主 干 线 传 输 ➢接 入 方 式 ➢电 话 交 换 ➢移 动 通 信
第13页/共31页
技术选择—常用通信方式
技术标准。
第4页/共31页
高速公路通信系统的设计目标
2、路段通信系统的设计目标 (1)为本路段公路管理及收费、监控系统提供不间断的通信手段，保证实时的 话音、数据、文字和图像通信，并有足够的能力适应综合通信系统的扩展。 (2)数字程控交换系统具有话音、数据综合通信的能力，井能在今后适应综合 业务数字网标准。 (3)能满足远期扩容及与省高等级公路通信专用网(简称省专用网)、电信公用 网的联网要求。 (4)全线配置独立的应急电话系统，构成本路段专用安全电话网。
第21页/共31页
第22页/共31页
高速公路专用网络通信设备
网络通信控制室
第23页/共31页
第24页/共31页
现代通信的发展趋势
模拟 单一 话音业务 自动控制 窄带 固定 服务到家 电气通信 封闭式
数字 综合业务 非话音业务 智能控制 宽带 移动 服务到人 光通信 开放式
高速公路现代化管理的支撑系统： 1、实现监控系统和收费系统的数据、语音和图像等信息的 准确而及时的传输； 2、保持高速公路管理部门之间业务联络通讯的畅通； 3、为高速公路内部与外界建立必要的联系。
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高速公路通信系统特点
1、不能任意选址 2、以内部通信为主，并入电信公用网 3、有线通信为主、多种通信方式综合
通信需求
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一、概述
通 信 系 统 的 作 用 、 特 点 、 层 次 、 设 计 目 标 、 组 成 、 通 信 需 求 、 网 络 设 计
二、技术选择
➢常 用 通 信 方 式 ➢主 干 线 传 输 ➢接 入 方 式 ➢电 话 交 换 ➢移 动 通 信
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技术选择—常用通信方式
技术标准。
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高速公路通信系统的设计目标
2、路段通信系统的设计目标 (1)为本路段公路管理及收费、监控系统提供不间断的通信手段，保证实时的 话音、数据、文字和图像通信，并有足够的能力适应综合通信系统的扩展。 (2)数字程控交换系统具有话音、数据综合通信的能力，井能在今后适应综合 业务数字网标准。 (3)能满足远期扩容及与省高等级公路通信专用网(简称省专用网)、电信公用 网的联网要求。 (4)全线配置独立的应急电话系统，构成本路段专用安全电话网。
第21页/共31页
第22页/共31页
高速公路专用网络通信设备
网络通信控制室
第23页/共31页
第24页/共31页
现代通信的发展趋势
模拟 单一 话音业务 自动控制 窄带 固定 服务到家 电气通信 封闭式
数字 综合业务 非话音业务 智能控制 宽带 移动 服务到人 光通信 开放式
数据通信第PPT课件
模拟信号 电话交换网
模拟信号
Modem 调制器 带通滤波器 fol =1170Hz
解调器 带通滤波器 foh =2125Hz
应答端 呼叫端
第35页/共68页
2.6.3 调制解调器的分类与应用
外置Modem与计算机的连接
电话机
串行或 USB电缆
电话线 电话线
电话交换网
计算机
Modem
电话插座
第36页/共68页
系统两种。
第6页/共68页
模拟信号与数字信号波形
v(t)
t
v(t)
(a)模拟信号
t (b)数字信号
第7页/共68页
2.1.2 数据传输类型与通信方式
网络中两台计算机的通信过程
资源子网 通信子网
CCPE
CCPF
H
A
CCPA
CCPB
HB
CCPC
CCPD
第8页/共68页
网络通信系统设计中要解决的几个基本问题：
传输介质的特性：
• 物理特性：传输介质物理结构的描述； • 传输特性：传输介质允许传送数字或模拟信号，以及
调制技术、传输容量、传输的频率范围； • 连通特性：允许点-点或多点连接； • 地理范围：传输介质最大传输距离； • 抗干扰性：传输介质防止噪声与电磁干扰对传输数据
影响的能力； • 相对价格：器件、安装与维护费用。
• 数据传输类型 模拟通信 数字通信
• 数据通信方式 串行通信、并行通信 单工通信、半双工或全双工通信
• 同步方式 同步通信 异步通信
第9页/共68页
串行通信与并行通信
发送端
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 串行信道
高速公路监控通信管理课件
故障处理
及时发现并处理监控通信系统中的故障，确保系 统无障碍运行。
更新升级
根据技术发展对监控通信系统进行更新升级，提 高系统性能和稳定性。
系统安全与保障
网络安全
采取有效的网络安全措施，防止网络攻击和数据泄露。
物理安全
确保监控通信系统的设备和设施免受自然灾害和人为破坏。
应急预案
制定并实施应急预案，应对监控通信系统中出现的突发事件。
根据交通情况及时调度和指挥交通，调整交 通流，提高道路通行效率。
事件处置
及时发现和处理交通事故、车辆故障等异常 事件，保障道路安全和通行效率。
安全防范
通过监控系统发现和预防犯罪行为，保障道 路安全和公共安全。
监控系统的技术发展
高清化
智能化
随着技术的发展，监控系统的摄像头等设 备逐渐向高清化发展，提供更高质量的图 像和数据。
对监控通信系统中的设备进行登 记、分类、标识和维护，确保设
备正常运行。
数据管理
对监控通信系统产生的数据进行收 集、整理、存储和备份，确保数据 安全可靠。
用户管理
对使用监控通信系统的用户进行身 份认证、权限分配和操作记录，确 保系统安全。
系统维护
日常维护
定期对监控通信系统进行巡检、清洁、紧固等操 作，确保系统稳定运行。
通信传输系统
负责高速公路监控信息 的传输，包括光纤传输
和无线传输。
通信交换系统
实现高速公路监控信息 的交换和处理，包括程
控交换机和路由器。
通信终端系统
提供高速公路监控信息 的显示和交互，包括监 控中心大屏和监控终端
。
通信电源系统
为整个通信系统提供稳 定的电源，确保系统的
正常运行。
及时发现并处理监控通信系统中的故障，确保系 统无障碍运行。
更新升级
根据技术发展对监控通信系统进行更新升级，提 高系统性能和稳定性。
系统安全与保障
网络安全
采取有效的网络安全措施，防止网络攻击和数据泄露。
物理安全
确保监控通信系统的设备和设施免受自然灾害和人为破坏。
应急预案
制定并实施应急预案，应对监控通信系统中出现的突发事件。
根据交通情况及时调度和指挥交通，调整交 通流，提高道路通行效率。
事件处置
及时发现和处理交通事故、车辆故障等异常 事件，保障道路安全和通行效率。
安全防范
通过监控系统发现和预防犯罪行为，保障道 路安全和公共安全。
监控系统的技术发展
高清化
智能化
随着技术的发展，监控系统的摄像头等设 备逐渐向高清化发展，提供更高质量的图 像和数据。
对监控通信系统中的设备进行登 记、分类、标识和维护，确保设
备正常运行。
数据管理
对监控通信系统产生的数据进行收 集、整理、存储和备份，确保数据 安全可靠。
用户管理
对使用监控通信系统的用户进行身 份认证、权限分配和操作记录，确 保系统安全。
系统维护
日常维护
定期对监控通信系统进行巡检、清洁、紧固等操 作，确保系统稳定运行。
通信传输系统
负责高速公路监控信息 的传输，包括光纤传输
和无线传输。
通信交换系统
实现高速公路监控信息 的交换和处理，包括程
控交换机和路由器。
通信终端系统
提供高速公路监控信息 的显示和交互，包括监 控中心大屏和监控终端
。
通信电源系统
为整个通信系统提供稳 定的电源，确保系统的
正常运行。
《数据通信基本概述》PPT课件教学文案
传输控制器执行与通信网络之间的通信过 程控制，由软件实现，包括差错控制、流量控 制、接续和传输等通信协议的实现。
通信控通制信器控Co制m器mu管nic理at到ion主Co机nt或rol计ler算机网络的数据输入 输出。它可以是复杂的前台大型计算机接口或者简 单的设备如多路复用器、桥接器和路由器。这些设 备把计算机的并行数据转换为通信线上传输的串行 数据，并完成所有必要的控制功能、错误检测和同 步。现代设备还完成数据压缩、路由选择、安全性 功能，并收集管理信息。举例如下： 终端服务器用于将大量终端连接到主机系统。所 有终端连接进一个盒子里，这个盒子通过网络或远 程链路与主机相联。 前台处理器提供终端和网络到主机系统的连接。 多路复用器把来自多个设备的数据流合并到一条 线路，使用各种介质进行传输。 中继器、桥接器、路由器用来互连局域网。
1.6 数据通信网
数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备件） 的支持下，实现数据终端间的数据传输和交换。
习题
1-1 什么是数据通信？它与电话通信的区别是什么？ 1-2 说明数据通信系统的基本构成，及其每部分的功能。 1-3 什么是数据电路？它的主要功能是什么？ 1-4 设数据信号码元时间长度为833×10-6s，如采用八电平传输，
1.2.1 数据通信系统的组成
1．数据终端设备（DTE） 2．数据电路 3．中央计算机系统 4．数据链路
1.2 数据通信系统
1．数据终端设备（DTE）
数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE） 是产生数据的数据源或接收数据的数据宿。它把
1.2 数据通信系统
3．中央计算机系统
中央计算机系统处理从数据终端设备输入的数 据
信息，并将处理结果向相应数据终端设备输出。 中央计算机系统由主机、通信控制器（又称前
通信控通制信器控Co制m器mu管nic理at到ion主Co机nt或rol计ler算机网络的数据输入 输出。它可以是复杂的前台大型计算机接口或者简 单的设备如多路复用器、桥接器和路由器。这些设 备把计算机的并行数据转换为通信线上传输的串行 数据，并完成所有必要的控制功能、错误检测和同 步。现代设备还完成数据压缩、路由选择、安全性 功能，并收集管理信息。举例如下： 终端服务器用于将大量终端连接到主机系统。所 有终端连接进一个盒子里，这个盒子通过网络或远 程链路与主机相联。 前台处理器提供终端和网络到主机系统的连接。 多路复用器把来自多个设备的数据流合并到一条 线路，使用各种介质进行传输。 中继器、桥接器、路由器用来互连局域网。
1.6 数据通信网
数据通信网是一个由分布在各地的数据终端设备件） 的支持下，实现数据终端间的数据传输和交换。
习题
1-1 什么是数据通信？它与电话通信的区别是什么？ 1-2 说明数据通信系统的基本构成，及其每部分的功能。 1-3 什么是数据电路？它的主要功能是什么？ 1-4 设数据信号码元时间长度为833×10-6s，如采用八电平传输，
1.2.1 数据通信系统的组成
1．数据终端设备（DTE） 2．数据电路 3．中央计算机系统 4．数据链路
1.2 数据通信系统
1．数据终端设备（DTE）
数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE） 是产生数据的数据源或接收数据的数据宿。它把
1.2 数据通信系统
3．中央计算机系统
中央计算机系统处理从数据终端设备输入的数 据
信息，并将处理结果向相应数据终端设备输出。 中央计算机系统由主机、通信控制器（又称前
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《高《速高公速公路路通通信信系系统统概概论论》》
2020年10月18日星期日
1
教材
1. 教 材：《高速公路通信收费监控系统构成与进展》 作 者： 陈启美，金凌，王从侠 出版单位： 国防工业出版社
2. 参考教材： 《高速公路通信系统理论及应用》 作 者： 赵祥模，关可，靳引利 出版单位： 电子工业出版社
2020年10月18日星期日
7
高速公路的组成
照明系统
供配电系统 隧道安全保障
机电系统
收费系统
通信系统
监控系统
2020年10月18日星期日
8
1.2 高速公路中的通信系统
高速公路通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统，它 要准确及时的传输监控系统和收费系统的话音、数据和图像等信息， 保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的畅通，并要为高速公 路内部各部门和外界建立必要的联系；同时高速公路通信系统作为 交通专用通信网的重要组成部分，是交通信息的主要传输载体，为 各种网络服务及会议电视系统提供传输通道。
几个数字：
➢1929-1923年 德国 科隆-波恩高速公路第一条高速公路 ➢1937年 美国 第一条高速公路 加利福尼亚，目前 有9万公里 ➢1963年日本 第一条高速公路 名神高速公路 ➢1988年第一条高速公路 上海-嘉定高速公路 ➢1999年突破1万公里，跃居世界第四位； ➢2000年达到1.6万公里，跃居世界第三； ➢2001年达到1.9万公里，跃居世界第二； ➢2004年8月底突破了3万公里，比世界第三的加拿大多出近一倍。
近年来，我国的高速公路发展非常迅速，高速公路网正在逐步 形成。高速公路通信系统已开始从单条路的内部通信向路网环境的 广域通信转变，高速公路各现场监控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给收费中 心，这些传输任务都由通信系统承担。因此为了保证通信的高可靠 性，高速公路辟有专用的通信网络。
信息采集 子系统
监控中心
数据传输
交通标志、标线和 信号等，是交通监 控管理为汽车用户 服务的主要形式。
信息提 供子系统
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12
通信系统
收费系统
监控系统
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13
1.5 ITS框架及通信、收费和监控系统的地位
智能交通系统（ITS：Intelligent Transportation System）：是以 先进的交通信息系统为基础，将信息采集技术、数据通信技术、自动 控制技术以及计算机处理技术等有效的运用与整个运输管理体系，使 人、车、路密切地配合、和谐地统一，从而建立起一种在大范围内全 方位发挥作用的实时、准确和高效的运输综合管理系统。
3. 参考教材： 《高速公路机电系统新技术及应用》 作 者： 张智勇，朱立伟 出版单位： 人民交通出版社
4. 参考教材： 《高速公路通信》 作 者： 郭元术 出版单位： 人民教育出版社
2020年10月18日星期日
2
课程的主要内容
第一章 绪论 第二章 通信系统的基本理论 第三章 高速公路数据通信系统 第四章 信号的调制和解调 第五章 高速公路程控数字交换系统 第六章 高速公路数字光纤通信系统 第七章 高速公路特有的通信系统
ITS
ITS的核心和基础是交通信息化，ITS系统是通信、收费 和监控系统在交通网络中的发展，而后者是前者的重要支撑
收费系统 通信系统 监控系统
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14
通信、收费和监控系统所涉及的技术领域
通信技术
其他技术
遥感遥测
计算机网 络技术
图像语音 压缩编码所涉及的 Nhomakorabea术领域防雷接地 电源技术
2020年10月18日星期日
10
1.3高速公路中的收费系统
收费方式
开放式
封闭式
收费中心 管理系统
收费系统中心
收费站 管理系统
车道收 费系统
2020年10月18日星期日
11
1.4高速公路中的监控系统
车辆检测器、 气象检测器、 紧急电话和
巡逻车。
监控中心是高速公 路全线路监控系统 的最高层即控制中 心，主要负责全线 路范围内交通情况 的监视和控制。
数据加密 信息安全
数据采 集处理
网络管 理设计
信息显 示技术
交通控 制技术
图像处理 模式识别
计算机软 件设计技术
2020年10月18日星期日
15
第二章 通信系统的基本理论
2.1 通信系统概述 2.2 通信系统的模型 2.3 通信系统分类与通信方式
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2.1 通信系统概述
1. 行车速度快 2. 通行能力大 3. 运输效率高 4. 行车安全舒适
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高速公路的作用
鉴于以上特点，高速公路在各国国民经济发展中具有举足 轻重的地位和作用：
1. 支撑经济化发展 2. 推动社会进步，改善了人民生活质量，促进区域经济 协调发展 3. 改善公共服务，增强了运输可靠性和安全性。 4. 服务可持续发展，改善了运输效率和效益。降低了能 源消耗，加强了环境保护。
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5
高速公路的特点
高速公路是专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入、 全部采用立体交叉的公路的干线公路。它是国家经济和社会发 展的产物，是衡量一个国家公路交通运输和汽车工业现代化水 准的重要标志。公路交通运输是国民经济的基础性、服务性产 业，是合理配置资源、提高经济运行质量和效率的重要基础。 它具有“高速、高效、安全、舒适”等特点，主要表现在：
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3
第一章 绪论
1.1 简介 1.2 高速公路中的通信系统 1.3 高速公路中的收费系统 1.4 高速公路中的监控系统 1.5 ITS框架及通信、收费和监控系统的地位
2020年10月18日星期日
4
1.1 简介
几条标语：
➢要致富、先修路！ ➢经济要腾飞，公路是先行！ ➢爱护村村致富路促进户户奔小康！
随着计算机技术，网络技术和通信技术的迅速发展，高速公路 通信技术也从简单的无线对讲系统发展到800MHz无线集群系统，
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9
从小容量微波通信发展到SDH系列数字光纤传输系统，从单纯的电话 业务发展到包括话音、数据和图像等多种信息的综合通信，并从模 拟通信向数字通信演变，开始组建先进的宽带综合业务数字(B-ISDN) 通信系统。
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教材
1. 教 材：《高速公路通信收费监控系统构成与进展》 作 者： 陈启美，金凌，王从侠 出版单位： 国防工业出版社
2. 参考教材： 《高速公路通信系统理论及应用》 作 者： 赵祥模，关可，靳引利 出版单位： 电子工业出版社
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高速公路的组成
照明系统
供配电系统 隧道安全保障
机电系统
收费系统
通信系统
监控系统
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8
1.2 高速公路中的通信系统
高速公路通信系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统，它 要准确及时的传输监控系统和收费系统的话音、数据和图像等信息， 保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的畅通，并要为高速公 路内部各部门和外界建立必要的联系；同时高速公路通信系统作为 交通专用通信网的重要组成部分，是交通信息的主要传输载体，为 各种网络服务及会议电视系统提供传输通道。
几个数字：
➢1929-1923年 德国 科隆-波恩高速公路第一条高速公路 ➢1937年 美国 第一条高速公路 加利福尼亚，目前 有9万公里 ➢1963年日本 第一条高速公路 名神高速公路 ➢1988年第一条高速公路 上海-嘉定高速公路 ➢1999年突破1万公里，跃居世界第四位； ➢2000年达到1.6万公里，跃居世界第三； ➢2001年达到1.9万公里，跃居世界第二； ➢2004年8月底突破了3万公里，比世界第三的加拿大多出近一倍。
近年来，我国的高速公路发展非常迅速，高速公路网正在逐步 形成。高速公路通信系统已开始从单条路的内部通信向路网环境的 广域通信转变，高速公路各现场监控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给收费中 心，这些传输任务都由通信系统承担。因此为了保证通信的高可靠 性，高速公路辟有专用的通信网络。
信息采集 子系统
监控中心
数据传输
交通标志、标线和 信号等，是交通监 控管理为汽车用户 服务的主要形式。
信息提 供子系统
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通信系统
收费系统
监控系统
2020年10月18日星期日
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1.5 ITS框架及通信、收费和监控系统的地位
智能交通系统（ITS：Intelligent Transportation System）：是以 先进的交通信息系统为基础，将信息采集技术、数据通信技术、自动 控制技术以及计算机处理技术等有效的运用与整个运输管理体系，使 人、车、路密切地配合、和谐地统一，从而建立起一种在大范围内全 方位发挥作用的实时、准确和高效的运输综合管理系统。
3. 参考教材： 《高速公路机电系统新技术及应用》 作 者： 张智勇，朱立伟 出版单位： 人民交通出版社
4. 参考教材： 《高速公路通信》 作 者： 郭元术 出版单位： 人民教育出版社
2020年10月18日星期日
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课程的主要内容
第一章 绪论 第二章 通信系统的基本理论 第三章 高速公路数据通信系统 第四章 信号的调制和解调 第五章 高速公路程控数字交换系统 第六章 高速公路数字光纤通信系统 第七章 高速公路特有的通信系统
ITS
ITS的核心和基础是交通信息化，ITS系统是通信、收费 和监控系统在交通网络中的发展，而后者是前者的重要支撑
收费系统 通信系统 监控系统
2020年10月18日星期日
14
通信、收费和监控系统所涉及的技术领域
通信技术
其他技术
遥感遥测
计算机网 络技术
图像语音 压缩编码所涉及的 Nhomakorabea术领域防雷接地 电源技术
2020年10月18日星期日
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1.3高速公路中的收费系统
收费方式
开放式
封闭式
收费中心 管理系统
收费系统中心
收费站 管理系统
车道收 费系统
2020年10月18日星期日
11
1.4高速公路中的监控系统
车辆检测器、 气象检测器、 紧急电话和
巡逻车。
监控中心是高速公 路全线路监控系统 的最高层即控制中 心，主要负责全线 路范围内交通情况 的监视和控制。
数据加密 信息安全
数据采 集处理
网络管 理设计
信息显 示技术
交通控 制技术
图像处理 模式识别
计算机软 件设计技术
2020年10月18日星期日
15
第二章 通信系统的基本理论
2.1 通信系统概述 2.2 通信系统的模型 2.3 通信系统分类与通信方式
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2.1 通信系统概述
1. 行车速度快 2. 通行能力大 3. 运输效率高 4. 行车安全舒适
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6
高速公路的作用
鉴于以上特点，高速公路在各国国民经济发展中具有举足 轻重的地位和作用：
1. 支撑经济化发展 2. 推动社会进步，改善了人民生活质量，促进区域经济 协调发展 3. 改善公共服务，增强了运输可靠性和安全性。 4. 服务可持续发展，改善了运输效率和效益。降低了能 源消耗，加强了环境保护。
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5
高速公路的特点
高速公路是专供汽车分向、分车道行驶并全部控制出入、 全部采用立体交叉的公路的干线公路。它是国家经济和社会发 展的产物，是衡量一个国家公路交通运输和汽车工业现代化水 准的重要标志。公路交通运输是国民经济的基础性、服务性产 业，是合理配置资源、提高经济运行质量和效率的重要基础。 它具有“高速、高效、安全、舒适”等特点，主要表现在：
2020年10月18日星期日
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第一章 绪论
1.1 简介 1.2 高速公路中的通信系统 1.3 高速公路中的收费系统 1.4 高速公路中的监控系统 1.5 ITS框架及通信、收费和监控系统的地位
2020年10月18日星期日
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1.1 简介
几条标语：
➢要致富、先修路！ ➢经济要腾飞，公路是先行！ ➢爱护村村致富路促进户户奔小康！
随着计算机技术，网络技术和通信技术的迅速发展，高速公路 通信技术也从简单的无线对讲系统发展到800MHz无线集群系统，
2020年10月18日星期日
9
从小容量微波通信发展到SDH系列数字光纤传输系统，从单纯的电话 业务发展到包括话音、数据和图像等多种信息的综合通信，并从模 拟通信向数字通信演变，开始组建先进的宽带综合业务数字(B-ISDN) 通信系统。