淺談OTN技術(shù)在鐵路傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

楊煥芝

太原鐵路局太原通信段

淺談OTN技術(shù)在鐵路傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

楊煥芝

太原鐵路局太原通信段

鐵路通信是鐵路的大動(dòng)脈，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)為鐵路行車安全、運(yùn)輸組織提供了強(qiáng)有力的保障。隨著鐵路的飛速發(fā)展，通信技術(shù)的日新月異，鐵路對(duì)通信傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也提出了更高的要求。近年來，鐵路大量引進(jìn)了OTN技術(shù)，OTN技術(shù)已被各鐵路局廣泛采用，并逐漸成為鐵路骨干層傳輸所采用的主要技術(shù)。本文主要從OTN技術(shù)優(yōu)勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及組網(wǎng)應(yīng)用等方面進(jìn)行分析，探討OTN技術(shù)在鐵路通信傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用。

鐵路通信；傳輸系統(tǒng)；OTN；組網(wǎng)；應(yīng)用

1、 OTN技術(shù)概述

1.1 OTN技術(shù)本質(zhì)及優(yōu)勢(shì)

OTN技術(shù)是在目前全光組網(wǎng)的一些關(guān)鍵技術(shù)(如光緩存、光定時(shí)再生、光數(shù)字性能監(jiān)視、波長(zhǎng)變換等)不成熟的背景下基于現(xiàn)有光電技術(shù)折中提出的傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。OTN在子網(wǎng)內(nèi)部進(jìn)行全光處理而在子網(wǎng)邊界進(jìn)行光電混合處理，但目標(biāo)依然是全光組網(wǎng)，也可認(rèn)為現(xiàn)在的OTN階段是全光網(wǎng)絡(luò)的過渡階段。

按照OTN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)分層，可分為光通道層、光復(fù)用段層和光傳送段層三個(gè)層面。另外，為了解決客戶信號(hào)的數(shù)字監(jiān)視問題，光通道層又分為光通道傳送單元(OTUk)和光通道數(shù)據(jù)單元(ODUk)兩個(gè)子層，類似于SDH技術(shù)的段層和通道層。因此，從技術(shù)本質(zhì)上而言，OTN技術(shù)是對(duì)已有的SDH和WDM的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了更為有效的繼承和組合，同時(shí)擴(kuò)展了與業(yè)務(wù)傳送需求相適應(yīng)的組網(wǎng)功能，而從設(shè)備類型上來看，OTN設(shè)備相當(dāng)于SDH和WDM設(shè)備融合為一種設(shè)備，同時(shí)拓展了原有設(shè)備類型的優(yōu)勢(shì)功能。即OTN集成了SDH和WDM的所有優(yōu)勢(shì)，既可以實(shí)現(xiàn)WDM的超容量帶寬，也能像SDH網(wǎng)絡(luò)一樣進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理。OTN技術(shù)還可以利用靈活多變的組網(wǎng)形式，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的保護(hù)和恢復(fù)，對(duì)業(yè)務(wù)顆粒的升級(jí)和調(diào)整帶來極大便捷。

1.2 OTN特征

跟傳統(tǒng)的SDH傳送網(wǎng)技術(shù)相比，OTN具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：①OTN在處理信號(hào)時(shí)是根據(jù)信號(hào)的波長(zhǎng)進(jìn)行處理的，所以使用和調(diào)制數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)男室约案袷蕉汲尸F(xiàn)出透明化的態(tài)勢(shì)，直至傳送到使用的新的數(shù)字業(yè)務(wù)信號(hào)上。②能夠有效傳輸超大容量的信息傳輸，確保光傳送網(wǎng)的可擴(kuò)充性較強(qiáng)，按照業(yè)務(wù)的實(shí)際發(fā)展需求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的容量進(jìn)行擴(kuò)充。③OTN能夠有效的對(duì)光交叉技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，所以，光傳送網(wǎng)重新配置的能力以及保護(hù)能力較強(qiáng)，受到外界的干擾后能夠迅速恢復(fù)原狀。④在OTN中使用到了較多的光無源器件，因而對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有效的簡(jiǎn)化，使得網(wǎng)絡(luò)的可靠性大大增加，減少了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及運(yùn)行維護(hù)的成本。⑤由于OTN傳送以及處理信號(hào)主要是在光域內(nèi)進(jìn)行傳送，所以有效的將電子瓶頸進(jìn)行了消除。

2、 OTN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及實(shí)際應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)的效能、可靠性和經(jīng)濟(jì)性在很大程度上與物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，OTN網(wǎng)絡(luò)的基本物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有鏈型拓?fù)?、環(huán)形拓?fù)?、網(wǎng)型拓?fù)?種類型。其中鏈形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的新路系統(tǒng)，而且后期的維護(hù)成本較低，但是無法對(duì)全過程實(shí)時(shí)保護(hù)，體現(xiàn)不出OTN技術(shù)的優(yōu)勢(shì)；環(huán)形連接則借助SDH保護(hù)機(jī)制和復(fù)用映射機(jī)制對(duì)全網(wǎng)實(shí)時(shí)有效保護(hù)，而且保護(hù)形勢(shì)多樣化，有效地提升了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴５菫榱颂岣呦到y(tǒng)的利用率，需要在前期設(shè)計(jì)過程中根據(jù)業(yè)務(wù)流量和流向進(jìn)行環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)，避免業(yè)務(wù)跨環(huán)，因此具有一定的設(shè)計(jì)難度；網(wǎng)型安全可靠性高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本大，一般應(yīng)用于核心層。

以太原鐵路局為例，近兩年太原局已基本建成了局干OTN通信傳輸網(wǎng)。太原局局干OTN通信傳輸網(wǎng)則是由太原樞紐環(huán)、晉南環(huán)、晉北環(huán)、晉西環(huán)、大秦線OTN等環(huán)形網(wǎng)及相關(guān)支鏈OTN(如晉南環(huán)侯月、侯西支鏈……)等構(gòu)成，已基本覆蓋太原局重要線路。為了保證可靠性及業(yè)務(wù)分流，在太原樞紐環(huán)節(jié)點(diǎn)配置雙套設(shè)備，組成雙平面雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可使南、北片區(qū)至局中心的業(yè)務(wù)分?jǐn)偟讲煌膬蓚€(gè)平面上。

3、 鐵路OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及組網(wǎng)應(yīng)用

3.1 鐵路OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

鐵路光傳送網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為骨干層、匯聚層(局內(nèi)干線)和接入層。骨干層傳輸網(wǎng)主要解決各路局至鐵路總公司、路局之間業(yè)務(wù)的傳送、跨路局的業(yè)務(wù)調(diào)度等問題，并為鐵路局組網(wǎng)提供迂回保護(hù)通道。匯聚層(局內(nèi)干線)傳輸網(wǎng)主要解決局內(nèi)骨干節(jié)點(diǎn)之間業(yè)務(wù)傳送，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)從接入層到骨干節(jié)點(diǎn)匯聚。接入層傳輸網(wǎng)則提供豐富的業(yè)務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的接入，解決局內(nèi)各種接入業(yè)務(wù)需求通道。目前鐵路的OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要有鐵路骨干層OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和鐵路匯聚層(局內(nèi)干線)OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

3.2 OTN組網(wǎng)的具體應(yīng)用

從匯聚層到骨干層都可以應(yīng)用OTN組網(wǎng)。對(duì)于骨干層光傳送網(wǎng)而言，主要是應(yīng)用OTN技術(shù)構(gòu)建雙核心節(jié)點(diǎn)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)于匯聚層(局內(nèi)干線)光傳送網(wǎng)而言，主要是應(yīng)用OTN技術(shù)建立網(wǎng)狀網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)或鏈狀網(wǎng)絡(luò)。骨干層光傳送網(wǎng)具有很大的覆蓋地理范圍，甚至能夠達(dá)到幾千公里量級(jí)，80/40×10/40Gbit/s的WDM網(wǎng)絡(luò)是骨干網(wǎng)的典型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并向著80×100Gbit/s的方向繼續(xù)發(fā)展。通過引入OTN技術(shù)，能夠使原有的WDM網(wǎng)絡(luò)與OTN并存，對(duì)于需要新建或擴(kuò)容的部分則可以使用OTN接口。

OTN技術(shù)在城域網(wǎng)層面的應(yīng)用，主要是業(yè)務(wù)匯聚和業(yè)務(wù)調(diào)度兩個(gè)方面，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，城域網(wǎng)承載的容量將會(huì)越來越大，并且出現(xiàn)越來越多的IP化的分組業(yè)務(wù)，當(dāng)前的SDH/MSTP技術(shù)顯然不能滿足這一需求，因此以IP分組交換為內(nèi)核成為了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)重要方向。與此同時(shí)，出于安全、管理、保護(hù)、增強(qiáng)OAM方面的需求，在城域網(wǎng)中引入OTN組網(wǎng)技術(shù)也能夠達(dá)到良好的效果，從而降低組網(wǎng)的成本。

結(jié)語

OTN是一種新型的網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)，能夠很好的解決大顆?；蜆I(yè)務(wù)IP化帶來的問題，并對(duì)已有傳送網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行充分的利用，發(fā)揮自身的功能，搭建更加高效和經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。OTN技術(shù)的應(yīng)用極大地提升了鐵路通信質(zhì)量以及功能的完善，是現(xiàn)階段鐵路建設(shè)過程中的最佳選擇。

[1]張一嘯.構(gòu)建高效安全的廣電傳輸網(wǎng)[J].電信技術(shù)，2012，(08).

[2]劉國(guó)輝.光傳送網(wǎng)原理與技術(shù)[J].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2015，(04).