浅谈城市轨道交通OTN系统的相关技术特点

浅谈城市轨道交通OTN系统的相关技术特点

邹吉龙

邹吉龙

南京地铁运营有限责任公司江苏南京210012

[摘要]OTN系统是地铁通信系统的关键技术，本文结合了作者多年来的工作经验主要探讨了地铁通信传输中OTN系统的相关技术特点，仅供参考。

[关键词]城市轨道交通；OTN系统；技术特点；

一、OTN网络的应用特点

（一）帧结构

除了通信网络内部的开销，OTN网络的每帧各比特位，有效负荷的比特位，在应用中将会直接面向地铁用户层信号，按照连接通道建立的类型和传输用户层信号的速率，利用NCC进行比特位和比特数的确定。

（二）网络容量恒定

在OTN网络中，帧结构有三种传输速率，分别是OTN-600、OTN-150和OTN-36。具体情况见下表：

OTN帧结构相关数据表

（三）OTN网络管理

第一，定位和通道宽度比较灵活，只需要增加新的接口卡就可以建立新连接，在帧结构中确定占用的比特位数，NCC对定位进行自动确定。第二，网络调整比较简单。进行节点数量扩充的时候，在网络中连接新节点，环路会短暂中断，网络对于数据会自动保存，并且会自愈。用户接口扩充的时候，增加接口卡就可以，不需要中断节点和环路。第三，网控中心。网络结构和网络设备布置，NCC能够进行完整的现实，对于任何节点的再生和扩充，以及插拔接口卡，系统都会自动测试。

（四）OTN系统

网络利用率较高，具备网络自愈功能。如果环路中断，那么另一个环路将会全部承担通信功能。如果两条环路都中断，将会出现分离网络。潜在主节点可以使任何一个节点，如果主节点退出，那么其余节点将会承担功能。恢复掉电后，能够自动启动网络。发生插件故障，可以自动报告。

（五）节点设备

运用开放式模块化来设计节点设备，节点由用户接口卡、收发模块和网卡构成。如果用户接口卡槽数量不够，可以增加节点设备。

（六）节点连接方式

主要有两种，分别是链接和环接。在物理结构上光缆具备环路条件，可以采用环接，形成自愈功能强大的双环网络。如果连接距离在十米以内，使用点传送端口。

二、地铁传输通信系统中OTN网络的具体应用

（一）图像传输应用

在地铁的传输通信系统中，应用OTN网络，具有重要的作用，能够利用OTN网络中的图像传输卡，对地铁站摄像机所拍摄的可是信号进行压缩，从而形成数字信号，然后将其传送到指挥控制中心。同时，可以在帧结构中对传输带宽进行直接确定，而不需要专门设置专用光纤系统和图像光端机。

（二）广播传输应用

在地铁通信系统中，利用OTN网络中的广播传输卡，可以将从控制指挥中心，一直到地铁站的各种广播低失真信号进行有效地传输，这就不需要为了广播信号传输而进行专门设置的具有屏蔽功能的宽带音频四芯组的传输电缆。

（三）其他应用

针对业务信号不同的传输要求，可以在地铁系统中应用其他的数据和音频接口卡。OTN网络中的双环网络，具备非常强大的应用网络自愈功能，能够最大限度的提升网络运行的安全性与可靠性。

（四）地铁站中具体应用

OTN网络具有开放传输的性能，能够针对不同带宽和不同种类的业务信号进行同时传输，因此在地铁传输通信中适应性极强。

在南京地铁站，可以应用OTN-600进行设备组网。通常情况下，一个典型站需要设置三台节点设备。其中，音频接口卡，主要是用于环境调度、电力调度、行车和无线列调等的调度电话中。利用用户层的应用电话接口卡，可以在控制中心内部的程控交换机中接入各种类型的公务电话。图像接口卡则是接入南京地铁站的传输图像系统，压缩摄取图像，，然后将其传送到指挥控制调度中心。在电力监控系统和计算机联网中都可以应用设置的各种类型的网络卡和数据卡。扩音层广播卡主要是应用于控制中心对地铁站进行广播。在地铁站中，应用ETR来连接不同的节点。对于站间的节点，则是利用下行或者上行线路的连接光缆，从而组成双环网络。

三、OTN网络的系统保护及自愈

不管是否有网管，也不管网管是否在激活状态，上述为对系统进行保护和恢复的环重组过程，都不会受到影响。然而，网络管理系统（OMS）将被告知有故障产生，并在OMS的网络拓扑图形界面上，由不同的颜色表示故障的点或段（通常以红色表示故障段或点，以绿色表示正常）。在下图给出了OTN-X3M在各种情况下的网络自愈过程，说明了OTN-X3M怎样处理不同的物理故障或光缆断开时的情况及对所有在环上运行的业务进行保护的工作原理。

系统通常是在主环路上工作（图中的外部，顺时针环路），此时主环路就是活动环路。如果待机的副环路发生了故障，不会影响网络的任何工作，只是系统会向OMS报告这个故障，并显示在OMS屏幕上以及BORA模块的面板指示灯上。

如果主环路上发生了故障（例如光纤开路或是发送器或接收器出错），网络就会切换到副环上（内圈或逆时针方向环路）。所有的节点都探测到了主环路的永久性同步丢失，于是也切换到副环路上。同时，将该故障传送到OMS，显示在屏幕上以及BORA的面板指示灯上。

在实际工作中，上述的两种情况还是比较少见的。因为在实际光纤的铺设中，往往一根光缆中由几十条光纤。也就是说主环和副环都在一条光缆中。这时，如果光缆被切断，即主环和副环都断裂。该故障点的前后两个节点探测到了此故障，便把它们的主环路输入和副环路输出回环连接起来，或者反向为之，形成一个链环型的环网。其他的节点仍然继续在主环路上进行传送工作其他的节点仍然继续在主环路上进行传送工作。新的配置对相连的所有节点维持一个完整的“逻辑”环路，该环路两次经过大多数节点。

如果探测到了一个故障节点，则该故障节点毗邻的两个节点都会进行回环。从主环路接收到的信息会注入到副环路中，或反向为之。这样，就把故障节点隔离开来，系统重新配置两个环路构成单个折叠的环路，避开了差错节点。隔离故障节点的目的是形成一个逻辑环路，它的形状就像一个反转的字母C一样。

四、结语

综上所述，在地铁的传输通信系统中应用OTN网络，有着非常重要的作用。这样能够将地铁站内的情况及时准确的传输到控制中心。如果发生突发紧急情况，数据传输的及时性至关重要，利用OTN网络进行数据传输，控制中心能够对突发情况进行及时的了解和掌握，从而制定出可靠地解决方案。在地铁的运行过程中，利用OTN网络进行通信传输，能够提高地铁运行的安全性与可靠性。特别是对于南京地铁来说，由于人流量大，可能存在着各种类型的安全隐患。因此，应用OTN网络进行通信传输，能够保证传输数据的及时性与准确性，不仅可以保证地铁的安全运行，也能对地铁站的情况进行实时的了解。因此，在地铁的传输通信系统中，广泛的应用OTN网络，有着重要的意义和巨大的价值，能够保证地铁线路的安全、可靠运行。