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淺談OTN 傳輸技術在地鐵中的應用論文

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1 地鐵通信系統對傳輸系統的要求

淺談OTN 傳輸技術在地鐵中的應用論文

地鐵擁有非常複雜的設備系統,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。傳輸系統應能爲地鐵其他設備系統提供豐富的接口,迅速、準確、可靠地傳送資訊,構成傳送語音、數據和圖像等各種資訊的綜合業務傳輸網。OTN 能夠在廣闊的地域上快速、可靠地傳輸不同類型的資訊,並對這些資訊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於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、視頻等多種資訊。OTN 是一種企業內部規範,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,但其特別適於廣闊地域範圍專用網的應用,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 號線等衆多的地鐵線路都採用該技術。

3 OTN 系統組成

OTN 系統主要由OMS(網絡管理系統)、節點機箱、公用邏輯模組、接口模組以及光纖等五部分組成。

OTN 節點機箱採用模組化結構,採用19"組合式機架,公用邏輯模組、接口模組均安裝在機箱上。

公用邏輯模組,即BORA(寬帶光纖環適配器)採用時分多路複用(TDM)技術,將接收到的資訊發送到相應接口模組,或將資訊從接口模組發送到光纖收發器模組。

所有用戶設備均透過相應的接口模組連接到OTN 系統,接口模組將信號轉換成數字信號,並插入和取出發送到環中的TDM 幀。不同的接口模組可用於語音(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 環可透過OTN 連結模組(OLM)結合在一起。網絡管理包括了硬件模組的配置(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 傳輸網絡採用兩芯光纖相連接,形成了兩個相反傳輸方向的環,具有很高的可靠性。正常工作時,主環處於激活狀態並傳輸數據,而次環則處於備用狀態,一旦出現故障,次環就變爲主環進行數據傳輸,其自動恢復時間小於50ms,確保系統的可靠性。

4 OTN 幀結構

OTN 對業務採用一步複用,即一次業務流複用到OTN 幀結構中。其採用時分多路複用技術(TDM),允許多個用戶共享環的傳輸媒介。TDM 將時間域分成重複的週期(幀),幀可進一步細分爲時隙。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。

5 網絡拓撲結構

網絡拓撲結構對於傳輸的網絡配置具有重要的作用,網絡拓撲結構可分爲邏輯拓撲和物理拓撲。其中邏輯拓撲結構描述的是資訊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可透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佈,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透過光纖連接起來,形成環形的拓撲結構。

6 OTN 在地鐵中的應用

OTN 在地鐵行業中有着極其廣泛的應用,下面以大連地鐵1、2號線爲例,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,但主要以E1(2Mb/s中繼業務)和以太網業務爲主。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。

各個系統的設備透過光跳線、同軸電纜、網線等接入OTN 的相應接口,透過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。

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。