OTN传输技术在地铁中的应用

摘 要：目前OTN在地铁、铁路、港口等多个行业的专用通信网中已进行了大量的应用，文章对OTN的特点、系统组成、帧结构、网络结构以及在地铁行业中应用情况进行了介绍。

关键词：OTN；开放式传输网络；传输系统；地铁；通信

1 地铁通信系统对传输系统的要求

地铁拥有非常复杂的设备系统，包含通信、SACDA、AFC、FAS、BAS等，通信系统内部一般又包括传输、专用调度电话、公务电话、无线通信、广播、闭路电视、时钟等多个子系统。且各设备系统对传输通道的传输速率、带宽、延时等要求都不一样。传输系统应能为地铁其他设备系统提供丰富的接口，迅速、准确、可靠地传送信息，构成传送语音、数据和图像等各种信息的综合业务传输网。OTN能够在广阔的地域上快速、可靠地传输不同类型的信息，并对这些信息传输过程进行有效管理，适合在业务种类齐全而数量不多的地铁专用网中使用。

2 OTN系统概述

OTN即Open Transport Network（开放式传输网络），是由德国西门子公司开发的基于光纤技术的一种开放式传输系统，具有丰富的用户接口，可传输语音、数据、视频等多种信息。OTN是一种企业内部规范，没有一个相关的国际标准存在，与其他传输技术体制的网络的连接能力较差，但其特别适于广阔地域范围专用网的应用，特别是地铁这样的一个封闭网络。在国内广州地铁1、2号线、上海地铁2号线、深圳地铁1、4号线、大连地铁1、2号线等众多的地铁线路都采用该技术。

3 OTN系统组成

OTN系统主要由OMS（网络管理系统）、节点机箱、公用逻辑模块、接口模块以及光纤等五部分组成，典型组网结构如图1。

图1 OTN传输网的典型组网

OTN节点机箱采用模块化结构，采用19"组合式机架，公用逻辑模块、接口模块均安装在机箱上。

公用逻辑模块，即BORA（宽带光纤环适配器）采用时分多路复用（TDM）技术，将接收到的信息发送到相应接口模块，或将信息从接口模块发送到光纤收发器模块。

所有用户设备均通过相应的接口模块连接到OTN系统，接口模块将信号转换成数字信号，并插入和取出发送到环中的TDM帧。不同的接口模块可用于语音（模拟和数字2线和4线语音链路）、 数据（如RS232、RS422、RS485、E1、T1）、LAN（10Base Ethernet、100Base-T，1000Base-T）、广播、视频等。

OMS（OTN管理系统）提供了一个友好的用户管理方式来对整个OTN网络进行管理，其还能管理由数个OTN环组成的网络，这些OTN环可通过OTN链接模块（OLM）结合在一起。网络管理包括了硬件模块的配置（硬件管理），网络上各种不同服务的建立（连接管理），以及对网络中可能出现的故障进行监视和记录。

OTN传输网络采用两芯光纤相连接，形成了两个相反传输方向的环，（如图1中的光纤环，主环以顺时针表示，次环以逆时针表示），具有很高的可靠性。正常工作时，主环处于激活状态并传输数据，而次环则处于备用状态，一旦出现故障，次环就变为主环进行数据传输，其自动恢复时间小于50ms，确保系统的可靠性。

4 OTN帧结构

OTN对业务采用一步复用，即一次业务流复用到OTN帧结构中。其采用时分多路复用技术（TDM），允许多个用户共享环的传输媒介。TDM将时间域分成重复的周期（帧），帧可进一步细分为时隙。这些OTN时隙长1位，帧长31.25μs，根据OTN节点机的型号不同，节点机TDM帧长度（位）、位组、总传输速率等都不一样，其数据如表1所示。

表1 OTN传输特性

5 网络拓扑结构

网络拓扑结构对于传输的网络配置具有重要的作用，网络拓扑结构可分为逻辑拓扑和物理拓扑。其中逻辑拓扑结构描述的是信息在网络上的流经路径，而物理拓扑结构描述的是节点和媒介的配置和相互连接情况。

OTN的逻辑拓扑是双环结构，这种结构提供了对故障的最佳弹性恢复能力，系统将会自动地修正网络中的各种类型的故障。OTN可通过不同的物理拓扑结构来实现，如：点对点，环形，星形和总线结构。一般来说，地铁的车站物理上呈链型结构分布，控制中心、每个车站及车辆段都有传输节点。一般将每站之间及首尾车站之间通过光纤连接起来，形成环形的拓扑结构。

6 OTN在地铁中的应用

OTN在地铁行业中有着极其广泛的应用，下面以大连地铁1、2号线为例，简述OTN在地铁中的应用。

地铁各设备系统的业务需求对传输通道的速率、带宽、延时的要求都不一样，需要的接口也不一样（如表2），但主要以E1（2Mb/s中继业务）和以太网业务为主。且以太网业务增长迅猛，对传输系统的带宽提出了越来越高的要求。

表2 大连地铁各设备系统与传输系统的接口

各个系统的设备通过光跳线、同轴电缆、网线等接入OTN的相应接口，通过OTN的传输通道，与各个车站、车辆段、控制中心连接起来，满足各系统的业务需求，系统结构见图2：

7 结束语

OTN传输系统在地铁行业中进行了大量的应用，是一种很成熟的技术，但在工程实践当中要根据地铁运营特点，结合实际发展，对OTN进行灵活的配置，确保建设一个可靠、高效、性价比高的传输系统。

参考文献

[1]王 .开放式传输网络在地铁专用通信中的应用[J].光通信研究，2009（6）.

[2]孔文龙.地铁通信传输系统方案分析[J].科技资讯，2008（11）.

[3]王 .开放式传输网在地铁电视监控系统中的应用[J].光通信研究，2009（6）.