OTN傳輸技術在地鐵中的應用

張小飛

摘 要：目前OTN在地鐵、鐵路、港口等多個行業的專用通信網中已進行了大量的應用，文章對OTN的特點、系統組成、幀結構、網絡結構以及在地鐵行業中應用情況進行了介紹。

關鍵詞：OTN；開放式傳輸網絡；傳輸系統；地鐵；通信

1 地鐵通信系統對傳輸系統的要求

地鐵擁有非常復雜的設備系統，包含通信、SACDA、AFC、FAS、BAS等，通信系統內部一般又包括傳輸、專用調度電話、公務電話、無線通信、廣播、閉路電視、時鐘等多個子系統。且各設備系統對傳輸通道的傳輸速率、帶寬、延時等要求都不一樣。傳輸系統應能為地鐵其他設備系統提供豐富的接口，迅速、準確、可靠地傳送信息，構成傳送語音、數據和圖像等各種信息的綜合業務傳輸網。OTN能夠在廣闊的地域上快速、可靠地傳輸不同類型的信息，并對這些信息傳輸過程進行有效管理，適合在業務種類齊全而數量不多的地鐵專用網中使用。

2 OTN系統概述

OTN即Open Transport Network（開放式傳輸網絡），是由德國西門子公司開發的基于光纖技術的一種開放式傳輸系統，具有豐富的用戶接口，可傳輸語音、數據、視頻等多種信息。OTN是一種企業內部規范，沒有一個相關的國際標準存在，與其他傳輸技術體制的網絡的連接能力較差，但其特別適于廣闊地域范圍專用網的應用，特別是地鐵這樣的一個封閉網絡。在國內廣州地鐵1、2號線、上海地鐵2號線、深圳地鐵1、4號線、大連地鐵1、2號線等眾多的地鐵線路都采用該技術。

3 OTN系統組成

OTN系統主要由OMS（網絡管理系統）、節點機箱、公用邏輯模塊、接口模塊以及光纖等五部分組成，典型組網結構如圖1。

圖1 OTN傳輸網的典型組網

OTN節點機箱采用模塊化結構，采用19"組合式機架，公用邏輯模塊、接口模塊均安裝在機箱上。

公用邏輯模塊，即BORA（寬帶光纖環適配器）采用時分多路復用（TDM）技術，將接收到的信息發送到相應接口模塊，或將信息從接口模塊發送到光纖收發器模塊。

所有用戶設備均通過相應的接口模塊連接到OTN系統，接口模塊將信號轉換成數字信號，并插入和取出發送到環中的TDM幀。不同的接口模塊可用于語音（模擬和數字2線和4線語音鏈路）、 數據（如RS232、RS422、RS485、E1、T1）、LAN（10Base Ethernet、100Base-T，1000Base-T）、廣播、視頻等。

OMS（OTN管理系統）提供了一個友好的用戶管理方式來對整個OTN網絡進行管理，其還能管理由數個OTN環組成的網絡，這些OTN環可通過OTN鏈接模塊（OLM）結合在一起。網絡管理包括了硬件模塊的配置（硬件管理），網絡上各種不同服務的建立（連接管理），以及對網絡中可能出現的故障進行監視和記錄。

OTN傳輸網絡采用兩芯光纖相連接，形成了兩個相反傳輸方向的環，（如圖1中的光纖環，主環以順時針表示，次環以逆時針表示），具有很高的可靠性。正常工作時，主環處于激活狀態并傳輸數據，而次環則處于備用狀態，一旦出現故障，次環就變為主環進行數據傳輸，其自動恢復時間小于50ms，確保系統的可靠性。

4 OTN幀結構

OTN對業務采用一步復用，即一次業務流復用到OTN幀結構中。其采用時分多路復用技術（TDM），允許多個用戶共享環的傳輸媒介。TDM將時間域分成重復的周期（幀），幀可進一步細分為時隙。這些OTN時隙長1位，幀長31.25μs，根據OTN節點機的型號不同，節點機TDM幀長度（位）、位組、總傳輸速率等都不一樣，其數據如表1所示。

表1 OTN傳輸特性

5 網絡拓撲結構

網絡拓撲結構對于傳輸的網絡配置具有重要的作用，網絡拓撲結構可分為邏輯拓撲和物理拓撲。其中邏輯拓撲結構描述的是信息在網絡上的流經路徑，而物理拓撲結構描述的是節點和媒介的配置和相互連接情況。

OTN的邏輯拓撲是雙環結構，這種結構提供了對故障的最佳彈性恢復能力，系統將會自動地修正網絡中的各種類型的故障。OTN可通過不同的物理拓撲結構來實現，如：點對點，環形，星形和總線結構。一般來說，地鐵的車站物理上呈鏈型結構分布，控制中心、每個車站及車輛段都有傳輸節點。一般將每站之間及首尾車站之間通過光纖連接起來，形成環形的拓撲結構。

6 OTN在地鐵中的應用

OTN在地鐵行業中有著極其廣泛的應用，下面以大連地鐵1、2號線為例，簡述OTN在地鐵中的應用。

地鐵各設備系統的業務需求對傳輸通道的速率、帶寬、延時的要求都不一樣，需要的接口也不一樣（如表2），但主要以E1（2Mb/s中繼業務）和以太網業務為主。且以太網業務增長迅猛，對傳輸系統的帶寬提出了越來越高的要求。

表2 大連地鐵各設備系統與傳輸系統的接口

各個系統的設備通過光跳線、同軸電纜、網線等接入OTN的相應接口，通過OTN的傳輸通道，與各個車站、車輛段、控制中心連接起來，滿足各系統的業務需求，系統結構見圖2：

7 結束語

OTN傳輸系統在地鐵行業中進行了大量的應用，是一種很成熟的技術，但在工程實踐當中要根據地鐵運營特點，結合實際發展，對OTN進行靈活的配置，確保建設一個可靠、高效、性價比高的傳輸系統。

參考文獻

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