OTN技术在城市轨道交通中的应用
保障轨道交通的安全、可靠运行是一个复杂的信息运用和管理过程。轨道交通运输是一个完整的大系统, 它的各个部分都离不开通信, 通信主要是完成各种信息的传输。
通信传输网络所传输的内容已不仅仅是语音和文字, 更多的将传输图像、视频等多媒体数据业务, 同时随着需求的提高, 对传输系统稳定性、实时性要求也越来越高, 这就要求现代化的城市轨道的通信传输系统首先必须是可靠的、冗余的, 即系统必须能够适应长时间不间断运行, 当发生故障时, 系统必须有自我保护的能力。OTN (Open Transport Network) 是基于光纤技术建立的一种传输系统, 它能够在广阔的地域上快速、可靠地传输不同类型的信息 (如语音、数据和视频等) , 并对这些信息的传输过程进行有效管理。它根据语音、数据以及视频等业务的相关标准设计接口卡, 符合这些标准的设备都可毫无限制地互连, 是一种灵活的、支持多协议的开放式传输网络。因此OTN技术现在广泛的应用于城市轨道交通通信系统中。
1 OTN与传统技术方案
除OTN之外, 主流技术还有传统SDH、改进SDH+ATM、基于SDH技术的MSTP, 但是上述方案都有着不完善之处, 以下分别从网络结构、运营基础及功能实现三方面加以分析对比如下。
(1) 传统SDH。
网络结构:SDH同步数字传输系统的基本接口有155M光接口、2M点接口, 因此在业务系统接入时不得借助接入设备, 例如:PCM复用器将2M接口转换成2线模拟语音或低速RS232/422接口;以太网数据业务要经由以太网交换机或ATM接入SDH;视频业务的传输则要借助外置编解码器及其它接入设备。
运营基础:从SDH的网络结构可知, 利用SDH作为传输系统, 在实现业务传输时网络结构复杂, 外围设备较多, 故障点也相应较多。地铁的通信系统要求传输多种业务, 包括:语音、数据、图像, 因此这样的网络结构不得不有多个网管进行管理, 配置多层维护人员, 故障判断复杂, 需要投入较大的运营成本。
网络结构:ATM异步系统, 提供的是基于数据交换的通信系统, 其基本接口为以太网接口和用于联网的155光接口。因此在业务系统接入时为适应以太网以外的业务协议, 不得借助接入或转换设备, 例如:PCM复用器;接入SDH获得多个2M的接口通道等;视频业务的传输则要借助外置编解码器及其它接入设备。
(2) SDH+ATM。
ATM的信元交换原理, SVC通信通道的建立方式使得有效利用数据交换的资源, 而地铁领域需要可靠的、稳定的、不间断的实时固定传输通信通道的需求使得这一应用不能有效发挥。
功能实现:ATM以实现IP数据传输为见长, 且能够实现对语音、数据的高质量传输 (虽然网络结构复杂) 。在实现视频传输的需求方面, 需要外置设备或基于ATM的视频系统完成。
(3) 基于SDH的MSTP。
它既可通过多业务汇聚方式实现城域网业务的综合传送, 又可通过自身对多类型业务的适配性实现业务的接入和处理, 非常适应城域网多种技术相融合的发展趋势。
MSTP技术的优点:SDH传输网络附加了Eth网二层功能, 对Eth层、ATM层的处理都与SDH处理相分离, 但都可以映射到SDH的VC时隙进行重组或交叉到群路接口。
MSTP技术的缺点:业务层环网上的每个MSTP设备的以太网处理卡板需对每个业务进行MAC地址查询, 随着环路节点的增加, 查询MAC地址表的速度下降, 处理性能明显下降。
(4) OTN。
网络结构:OTN系统是为地铁专网和其它企业网研发的通信传输系统。其传输层至业务应用层之间为一步复用, 丰富的接口适应包括视频传输在内的各类通信业务的需求。
运营基础:可靠、简单的网络结构大大降低了运营维护成本。
功能实现:集语音、数据、视频接入传输于一体, 完全适应地铁通信业务的复杂需求。
OTN作为地铁的专用传输系统, 它能提供丰富的标准业务接口, 网络结构简单, 统一网管, 运营成本低, 使其在国内外的轨道通信行业得以广泛应用。无疑OTN是为地铁通信系统量身定制的通信基础平台。OTN特有的内置视频矩阵及其视频接口软件能够提供与多方视频系统的集成, 为视频监控提供可靠的传输通道以及灵活的组网控制管理通道。
1.1 OTN的工程应用
OTN目前已成功地用在中国的广州地铁1、2、4号线、上海地铁2号线、上海磁悬浮、天津轻轨、重庆轻轨、南京地铁、深圳地铁等, 其网络结构简单、易于操作、易于维护和高可靠性的的特点得到了用户的广泛赞扬。采用新产品OTN2500的网络, 在网络带宽、传输可靠性和有效性等方面较前一代网络有了较大的提升。OTN容许全双工地建立计算机和其外围设备之间、电话机和交换机之间、交换机和交换机之间、局域网间、视频信号源和监视器之间的连接。OTN突破了地理空间的限制, 能将各种接口的覆盖范围从一般是几百米扩展到2000公里。同时OTN提供了广泛的标准的系列接口模块, 能处理几乎所有现有的物理接口, 适应各类通信业务需求, 满足各子系统的通信协议, 组成三网 (语音、数据、以太网) 合一的通信平台。
2 结语
综上所述, 随着城市轨道交通的发展, OTN技术将拥有更加广阔的市场空间。但是由于OTN是西门子公司的专有通信平台, 也不可避免地存在着传输标准不开放, 互连互通性差等缺点。可以预计, 未来的城市轨道交通通信市场上将会出现各个厂商、各种产品、各种技术激烈竞争的局面。各地铁和轻轨公司应根据投资预算资金、已有线路采用的技术方案情况、技术发展的前瞻性等多方面综合考虑, 从而选择适合自身需要的技术和产品。
摘要：本文介绍了OTN技术在城市轨道交通系统中的应用, 对比了与传统SDH、ATM、MSTP等通信传输方式相比的优点, 简述了其在工程中应用的模块信息。
关键词：OTN,城市轨道交通,ATM
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