OTN技术在城市轨道交通通信系统中的应用

孙万滨

摘 要：随着计算机技术、网络技术和通信技术的迅速发展，轨道交通通信技术也经历了从简单到复杂、从模拟到数字的演变，出现了许多新技术和新产品，开放式网络传输平台（OTN）就是其中之一。为此，本文详细论述了OTN技术在城市轨道交通通信系统中的应用，以供大家交流探讨。

Key：城市轨道交通；通信；传输；OTN

引 言：轨道交通在现代城市公共交通中的地位日益显著。因此，为了确保列车高效、安全地运营和可靠地传递语音、文字、数据以及图像等各种信息，必须建立一个高可靠性、易扩充、组网灵活的轨道交通通信系统。

1 OTN技术的含义及其特点

OTN即开放式传输网络（Open Transport Network），是以先进的光纤通信技术为基础的传输系统。它以双环结构为特征， 具有较高的网络可靠性， 能将不同类型的通信服务综合于一个网络，它几乎可以满足所有的如语音、数据、LAN（局域网）、视频的传输需求和任何专门需求的服务。

OTN，正如其名字的含义一样，具有以下特点：

1.1 开放

OTN能通过使用不同类型的模块适用于现有绝大多数物理接口 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ， 也适用于特定环境中特殊的通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。

1.2 传输

OTN能携带不同类型的信息， 如语音、数据、数字视频和Lan等， 在高可靠性下完全透明地通过网络。

2 OTN的结构

2.1 OTN的版本

OTN有三种带宽制式，分别为：36.864Mb/s（OTN-36），147.456Mb/s（OTN-150）和589.824Mb/s（OTN-600），在OTN版本之间可以平滑的升级。

2.2 OTN的组成

OTN网络体系结构由4个主要系统部件组成，包括光纤主干网、OTN节点、接口卡和网络控制中心（NCC）。OTN节点采用点对点链接方式互连并形成2个方向相反的环，分别称为主环和次环。正常运作时，与OTN相连设备的数据被发送到主环上，次环处于备用状态并与主环保持同步。在紧急情况下，次环能部分或完全承担数据传输的任务

2.3 公用模块

包括光环形适配卡ORA、电源PSU、和光-电模块OTR1、OTR2。这些模块是OTN中最重要的模块，下面简要介绍。

（1）光环形适配卡ORA

在OTN-10型节点中， 光-电模块OTR1、OTR2插在ORA卡上，合称为公用邏辑卡，OTR1模块位于OTR2模块的下方。

ORA卡完成与两个OTR模块及所有接口卡之间的输入/输出， 将从光-电模块上收到的信息传送给适当的接口卡以及将接口卡的信息传送回光电模块上。

（2）电源模块

插在第8个接口卡的右面，共有两种：一种是每个节点都有的、产生公用逻辑卡和所有接口卡所需电压（+5V，+12V，-12V）的电源模块， 另一种是-48V电源模块，它带有或不带有铃流发生器（RG）。

2.4 影响节点配置的因素

在OTN网络结构体系中最重要的要素是光纤主干网基础结构。OTN节点的最终配置受以下因素的影响：

（1）传输介质的影响

OTN可用不同类型的光纤，有多模光纤50/125、多模光纤62.5/125、单模光纤9/125等。在选择光缆类型时要在光缆成本、光缆特性方面进行权衡。多模光纤衰减系数一般高于单模光纤，多模光纤熔接时只要求包层对准，比单模光纤要求芯-芯对准相对容易，对熔接机的要求也比单模光纤低。

（2）节点间距离的影响

节点间有许多连接器连的是短光纤，如0.3m、3m长，多模光纤的有效带宽足以满足这么短的距离，而使用多模光纤连接器（ST）更便宜，同时设备也可使用更便宜的光源如LED光源。选择的光纤类型受所选带宽版本的影响。

3 OTN的传输

3.1 访问方式和传输编码

（1）访问方式

在光纤环上，OTN 节点间的通信以时分复用为基础，访问 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 允许环上众多用户共享传输介质。时分复用时，时间被分成重复的被称作" 帧" 的时间段， 这些帧再被分成时隙。在OTN中，所有时隙长度都是1bit，设备可通过分配给它们的时隙进行通信。

为提高效率和使延迟最小，OTN分配给某一特定连接的比特在帧上不必是连续的，在大多数情况下，是均匀地展开在帧上。

（2）传输编码

OTN不同版本采用不同的编码，这种线路编码方案可导致更高的线传输速度。表7列出了使用的编码和对应的线速度。

3.2 系统额外开销带宽

许多帧比特用于维护系统同步的系统功能、节点与NCC之间通信和节点间的通信。OTN允许NCC与节点通信时交换监控和状态信息，也可下载和存储网络设置，其中网络设置包括连接的带宽分配、所期望的接口类型和接口状态（即不激活或激活），这些内容都已在数据库中准备好。节点与NCC的通信为NCC软件提供节点及其接口状态信息，例如，设备老化（属预防性的）、环回、节点中的卡类型等等。节点间通信用于光纤切换、环回功能以及用于光收发器OTR发送端的内置眼保护安全装置。

3.3 连接类型

今天的网络采用了许多种典型的连接， 而OTN通过采用适当的接口能够支持任何一种典型连接，如点对点、多点、多站。

（1）点对点

在点对点连接中，设备成对进行通信，例如电话与交换机（PBX）或终端设备与主机的连接。在OTN中，只要这些接口卡不放在同一节点中， 就可在相同接口模块的任何一对端口之间随意地建立连接。

（2）对点

在多点连接中，许多设备以总线拓扑（如以太网）或环拓扑（如令牌环网）连到同一条"线"上，到介质的访问由访问协议控制，LAN是这种多点连接典型的例子。可在位于不同节点任意接口槽处任意数目的相同接口模块间建立这种类型的连接。

（3）多站

在多站连接中，送到介质上的数据被分散到许多特定区域。在公共广播系统中仅仅是单工的，在一些数据采集系统是双工的，返回的数据例如由一个轮询方案来控制。这种连接可以一个主卡与其他节点的许多子卡间建立，每个节点只能有一个这种类型的（主卡或子卡）， 并且在同一个节点中的相同类型的两块卡间不能建立连接。

4 OTN技术在城市轨道交通通信中的应用

4.1 地铁对通信传输网络的要求

地铁作为一个大容量、快捷的城市轨道交通系统，需确保旅客的旅行安全，为此各类监控、广播、防灾报警功能均需齐备，运营管理的调度系统需十分的可靠，其通信传输网络应有以下功能：

（1）能传输车站实时监控图像，为控制中心人员提供直观的车站情况信息。

（2）能传输广播信号，向车站播音。

（3）能为运营调度系统提供专用通道。

4.2 OTN 网络对地铁通信传输的适应性及其应用

OTN网络对地铁通信传输的适应性如下：

（1）其图像传输卡将车站摄像机摄取的可视信号压缩成数字信号传送至控制中心，其传输带宽可在帧结构中直接确定，不必专门设置图像光端机及专用光纤系统。

（2）广播传输卡可传输控制中心至各车站的低失真广播信号，不必专门设置宽带的具有屏蔽性能的音频四芯组电缆传输广播信号。

（3）其它各种音频、数据接口卡能广泛适用于地铁不同业务信号的传输要求。

5 结束语

总之，OTN技术因其具有节点的通用性、扩展的灵活性、用户接口的多样性，在国内以及世界各地正得到广泛使用，日益显示其强大的生命力。

Reference：

[1]王焱林. 城市轨道交通广播通信系统设计[J]. 软件导刊. 2009（08）.

[2]李苏雯. 城市轨道交通通信系统主备用中心切换功能分析[J]. 铁路计算机应用. 2009（05）.

[3]陈康. 无线通信技术在城市轨道交通中的应用[J]. 电气化铁道. 2009（02）.

-全文完-