淺談OTN技術在鐵路傳輸網中的應用

楊煥芝

太原鐵路局太原通信段

淺談OTN技術在鐵路傳輸網中的應用

楊煥芝

太原鐵路局太原通信段

鐵路通信是鐵路的大動脈，鐵路通信網絡為鐵路行車安全、運輸組織提供了強有力的保障。隨著鐵路的飛速發展，通信技術的日新月異，鐵路對通信傳送網絡技術也提出了更高的要求。近年來，鐵路大量引進了OTN技術，OTN技術已被各鐵路局廣泛采用，并逐漸成為鐵路骨干層傳輸所采用的主要技術。本文主要從OTN技術優勢、網絡結構以及組網應用等方面進行分析，探討OTN技術在鐵路通信傳輸系統中的應用。

鐵路通信；傳輸系統；OTN；組網；應用

1、 OTN技術概述

1.1 OTN技術本質及優勢

OTN技術是在目前全光組網的一些關鍵技術(如光緩存、光定時再生、光數字性能監視、波長變換等)不成熟的背景下基于現有光電技術折中提出的傳送網組網技術。OTN在子網內部進行全光處理而在子網邊界進行光電混合處理，但目標依然是全光組網，也可認為現在的OTN階段是全光網絡的過渡階段。

按照OTN技術的網絡分層，可分為光通道層、光復用段層和光傳送段層三個層面。另外，為了解決客戶信號的數字監視問題，光通道層又分為光通道傳送單元(OTUk)和光通道數據單元(ODUk)兩個子層，類似于SDH技術的段層和通道層。因此，從技術本質上而言，OTN技術是對已有的SDH和WDM的傳統優勢進行了更為有效的繼承和組合，同時擴展了與業務傳送需求相適應的組網功能，而從設備類型上來看，OTN設備相當于SDH和WDM設備融合為一種設備，同時拓展了原有設備類型的優勢功能。即OTN集成了SDH和WDM的所有優勢，既可以實現WDM的超容量帶寬，也能像SDH網絡一樣進行運營管理。OTN技術還可以利用靈活多變的組網形式，實現業務的保護和恢復，對業務顆粒的升級和調整帶來極大便捷。

1.2 OTN特征

跟傳統的SDH傳送網技術相比，OTN具有以下幾個主要特點：①OTN在處理信號時是根據信號的波長進行處理的，所以使用和調制數字信號傳輸的效率以及格式都呈現出透明化的態勢，直至傳送到使用的新的數字業務信號上。②能夠有效傳輸超大容量的信息傳輸，確保光傳送網的可擴充性較強，按照業務的實際發展需求，對網絡的容量進行擴充。③OTN能夠有效的對光交叉技術進行運用，所以，光傳送網重新配置的能力以及保護能力較強，受到外界的干擾后能夠迅速恢復原狀。④在OTN中使用到了較多的光無源器件，因而對網絡層次以及結構進行了有效的簡化，使得網絡的可靠性大大增加，減少了網絡建設以及運行維護的成本。⑤由于OTN傳送以及處理信號主要是在光域內進行傳送，所以有效的將電子瓶頸進行了消除。

2、 OTN網絡拓撲結構及實際應用

網絡的效能、可靠性和經濟性在很大程度上與物理拓撲結構有關，OTN網絡的基本物理拓撲結構主要有鏈型拓撲、環形拓撲、網型拓撲3種類型。其中鏈形網絡結構，結構簡單，不需要復雜的新路系統，而且后期的維護成本較低，但是無法對全過程實時保護，體現不出OTN技術的優勢；環形連接則借助SDH保護機制和復用映射機制對全網實時有效保護，而且保護形勢多樣化，有效地提升了網絡傳輸的安全性。但是為了提高系統的利用率，需要在前期設計過程中根據業務流量和流向進行環網設計，避免業務跨環，因此具有一定的設計難度；網型安全可靠性高，但結構復雜，成本大，一般應用于核心層。

以太原鐵路局為例，近兩年太原局已基本建成了局干OTN通信傳輸網。太原局局干OTN通信傳輸網則是由太原樞紐環、晉南環、晉北環、晉西環、大秦線OTN等環形網及相關支鏈OTN(如晉南環侯月、侯西支鏈……)等構成，已基本覆蓋太原局重要線路。為了保證可靠性及業務分流，在太原樞紐環節點配置雙套設備，組成雙平面雙網結構，可使南、北片區至局中心的業務分攤到不同的兩個平面上。

3、 鐵路OTN網絡架構及組網應用

3.1 鐵路OTN網絡架構

鐵路光傳送網網絡結構分為骨干層、匯聚層(局內干線)和接入層。骨干層傳輸網主要解決各路局至鐵路總公司、路局之間業務的傳送、跨路局的業務調度等問題，并為鐵路局組網提供迂回保護通道。匯聚層(局內干線)傳輸網主要解決局內骨干節點之間業務傳送，實現業務從接入層到骨干節點匯聚。接入層傳輸網則提供豐富的業務接口，實現多種業務的接入，解決局內各種接入業務需求通道。目前鐵路的OTN網絡建設主要有鐵路骨干層OTN網絡建設和鐵路匯聚層(局內干線)OTN網絡建設。

3.2 OTN組網的具體應用

從匯聚層到骨干層都可以應用OTN組網。對于骨干層光傳送網而言，主要是應用OTN技術構建雙核心節點的環網結構，對于匯聚層(局內干線)光傳送網而言，主要是應用OTN技術建立網狀網、環網或鏈狀網絡。骨干層光傳送網具有很大的覆蓋地理范圍，甚至能夠達到幾千公里量級，80/40×10/40Gbit/s的WDM網絡是骨干網的典型網絡結構，并向著80×100Gbit/s的方向繼續發展。通過引入OTN技術，能夠使原有的WDM網絡與OTN并存，對于需要新建或擴容的部分則可以使用OTN接口。

OTN技術在城域網層面的應用，主要是業務匯聚和業務調度兩個方面，隨著業務的發展，城域網承載的容量將會越來越大，并且出現越來越多的IP化的分組業務，當前的SDH/MSTP技術顯然不能滿足這一需求，因此以IP分組交換為內核成為了網絡發展的一個重要方向。與此同時，出于安全、管理、保護、增強OAM方面的需求，在城域網中引入OTN組網技術也能夠達到良好的效果，從而降低組網的成本。

結語

OTN是一種新型的網絡傳送技術，能夠很好的解決大顆粒化和業務IP化帶來的問題，并對已有傳送網絡的優勢進行充分的利用，發揮自身的功能，搭建更加高效和經濟的網絡平臺。OTN技術的應用極大地提升了鐵路通信質量以及功能的完善，是現階段鐵路建設過程中的最佳選擇。

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[2]劉國輝.光傳送網原理與技術[J].北京：北京郵電大學出版社，2015，(04).