OTN設備在南京地鐵傳輸系統(tǒng)中的應用

徐蘇娜

摘要：傳輸網(wǎng)絡作為軌道交通系統(tǒng)的樞紐，承載著地鐵系統(tǒng)的專用電話、無線通信、時鐘系統(tǒng)、廣播、CCTV等各類業(yè)務，早期的地鐵建設中，常采用同步數(shù)字分級（SDH）或異步傳輸模式（ATM）通信方式。近年來，國內(nèi)地鐵建設速度加快，要求傳輸網(wǎng)提供足夠大的帶寬，并能為未來新增業(yè)務預留出足夠的可擴容空間。開放式網(wǎng)絡OTN作為一種獨特的專用技術，現(xiàn)已被廣泛采用。南京地鐵寧高城際祿高端專用通信傳輸系統(tǒng)采用了OTN傳輸系統(tǒng)。

關鍵詞：OTN；地鐵；

軌道交通工程是方便市民出行、緩解交通擁堵的民生工程，能起到優(yōu)化城市空間布局，提升城市功能品質的作用。2018年中旬，南京地鐵就將實現(xiàn)十線暢通，運營里程數(shù)也將提升至378公里，實現(xiàn)南京行政區(qū)域軌道交通的全覆蓋。

OTN網(wǎng)絡中，所有的數(shù)據(jù)輸入到網(wǎng)絡上的任一節(jié)點也可以輸入到任意其它節(jié)點上，同時也可以從任一節(jié)點上駁離下輸入的數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^OTN建立點到點、多點下載、點到多點、多點總線和多點LAN結構。OTN支持各種設備級保護，如主控、交叉、時鐘和電源1+1保護，能夠確保設備高可靠正常運行。

一、OTN網(wǎng)絡結構與組網(wǎng)優(yōu)勢

OTN是一種開放式光纖環(huán)路傳輸網(wǎng)絡，最大特點是可通過網(wǎng)管按用戶需求配置傳輸帶寬，具有豐富的用戶接口，可傳輸寬帶數(shù)字視頻和以太網(wǎng)信息，并提供1+1環(huán)路自愈保護功能，網(wǎng)絡安全性較高。OTN設備具備傳輸系統(tǒng)控制共線數(shù)字壓縮視頻通道及接口，其網(wǎng)絡接口除了具有與其他OTN網(wǎng)絡相接的內(nèi)部接口外，還具有SDH業(yè)務等兼容的外部接口，從而方便可與其他網(wǎng)絡方便連接。OTN網(wǎng)絡具備網(wǎng)絡結構簡單、易于操作、易于維護和高可靠性等豐富的優(yōu)勢，因此已經(jīng)在全國地鐵得到了廣泛的應用。

二、南京地鐵寧高線OTN系統(tǒng)概況

南京地鐵寧高線全長52.4km，經(jīng)過江寧、溧水、高淳三區(qū)，采取了OTN組網(wǎng)方式，它的網(wǎng)絡拓樸是一個同心的雙光纖環(huán)，其工作方式為一個快速保護的自愈環(huán)，并滿足所有相關的國際標準。采用OTN技術的網(wǎng)絡拓撲示意圖如下：

將所有站點隔站相接成一個大環(huán)的光纖連接方式，組成雙纖自愈環(huán)，沿線各光纜占用2對光纖，光纖分配在不同的物理路由上。網(wǎng)管設備在南京南控制中心，可以管理整個OTN網(wǎng)絡的每一個站點的每一個節(jié)點機、每一個節(jié)點機的每一塊卡板和每一塊卡板的每一個端口。

為了適應不斷提升的現(xiàn)網(wǎng)傳輸容量需求，在全線配備了10G傳輸容量的設備，包括控制中心、車站、車輛段，以及區(qū)間變電所，共計十三套。整個OTN系統(tǒng)由OTN節(jié)點箱、網(wǎng)管設備、接口板卡、系統(tǒng)功能板卡組成。

三、網(wǎng)絡系統(tǒng)保護功能分析

南京地鐵寧高線采用了并行光纖形成的雙環(huán)拓撲結構，當系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，光纖傳輸網(wǎng)絡可以自行配置，保障系統(tǒng)正常運行。全網(wǎng)13個節(jié)點的設備在出現(xiàn)故障（如光纖斷裂或節(jié)點退出服務）時，信號被倒換到另一環(huán)網(wǎng)上。傳輸網(wǎng)承載的業(yè)務，在一個環(huán)上，或兩個環(huán)之間同時環(huán)回。

當故障出現(xiàn)時，可能出現(xiàn)以下幾種情況：

（1）系統(tǒng)通常是在主環(huán)路上工作，當待機的副環(huán)路發(fā)生了故障，不會影響網(wǎng)絡的任何工作，系統(tǒng)會向網(wǎng)管報告。

（2）當主環(huán)路上發(fā)生了故障，網(wǎng)絡就會切換到副環(huán)上。所有的節(jié)點都探測到了主環(huán)路的永久性同步丟失，于是也切換到副環(huán)路上。同時向網(wǎng)管報告。

（3）當光纜被切斷，即主環(huán)和副環(huán)都斷裂時。該故障點的前后兩個節(jié)點探測到了此故障，便把它們的主環(huán)路輸入和副環(huán)路輸出回環(huán)連接起來，或者反向為之，形成一個鏈環(huán)型的環(huán)網(wǎng)。其他的節(jié)點仍然繼續(xù)在主環(huán)路上進行傳送工作其他的節(jié)點仍然繼續(xù)在主環(huán)路上進行傳送工作。

（4）當探測到了一個故障節(jié)點，則該故障節(jié)點相鄰的兩個節(jié)點都會進行回環(huán)。從主環(huán)路接收到的信息會注入到副環(huán)路中，或反向為之。這樣，把故障節(jié)點隔離開，系統(tǒng)會重新配置兩個環(huán)路構成單個折疊的環(huán)路，避開了差錯節(jié)點。隔離故障節(jié)點的目的是形成一個邏輯環(huán)路。

（5）如果主環(huán)和副環(huán)在不同的地點發(fā)生了斷裂，則無法實現(xiàn)主副環(huán)切換。這時，斷開的網(wǎng)絡將形成兩個鏈型網(wǎng)絡，各自獨立運行。兩個子網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)將無法通訊，但每個子網(wǎng)仍然能夠正常工作。

OTN系統(tǒng)利用一個雙纖環(huán)設計，采用對業(yè)務復用環(huán)保護的方式保障通信業(yè)務的可靠性。環(huán)網(wǎng)上的節(jié)點設備提供兩個光方向組成雙光環(huán)自愈通信網(wǎng)絡，也可與其他環(huán)網(wǎng)互聯(lián)。關鍵設備采用熱備，也保障了網(wǎng)絡的可靠性。設備采用了模塊化的設計，當出現(xiàn)故障時，也便于直接更換維修，降低了維護的難度。

結語

OTN技術適應具有混合通信需求的大型專用環(huán)境中，如地鐵、政務、學校等。在南京地鐵寧高線，我們采用了10G傳輸容量的OTN設備組成了13組設備的環(huán)網(wǎng)結構、承載著話音、圖像、數(shù)據(jù)業(yè)務。全線數(shù)百個高清攝像頭的數(shù)據(jù)都經(jīng)過這套傳輸網(wǎng)絡送至控制中心，在對安全更加重視的今天，不得不說對于傳輸網(wǎng)的要求進一步提高了。OTN技術以其高安全性、易維護、大帶寬、便于擴展等特l生在軌道交通行業(yè)得到了廣泛的應用。