OTN在高速公路通信系統(tǒng)中的應用

趙美娟

(山西欣奧特自動化工程有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

高速公路通信系統(tǒng)屬于高速公路現(xiàn)代化管理以及運營的重要保障，能夠給高速公路的運管部門提供豐富的業(yè)務數(shù)據(jù)，可以提供高質(zhì)量的交換服務，并且能夠給國家公路網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)和服務系統(tǒng)的業(yè)務傳輸提供通道。如今OTN技術(shù)在通信技術(shù)中得到了廣泛的使用，可以發(fā)揮一個顯著的效果和作用[1]。

1 基于OTN技術(shù)的高速公路通信系統(tǒng)設(shè)計

我國高速公路傳統(tǒng)的通信技術(shù)主要就是以SDH技術(shù)設(shè)置的，其中包括光纜和分插復用設(shè)備等內(nèi)容，主要就是參考地區(qū)通信系統(tǒng)的建設(shè)情況，在路段中設(shè)置分插復用設(shè)備，和省級通信中心以及附近路段分中心借助這個設(shè)施來進行聯(lián)系，進而建立干線光傳輸系統(tǒng)。如今通信系統(tǒng)開始借助OTN技術(shù)在路段的分中心設(shè)置節(jié)點機和路段中的收費站和服務區(qū)等節(jié)點完成對于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)置，通信系統(tǒng)主要就是把節(jié)點機當作基礎(chǔ)提供業(yè)務接口，對于業(yè)務的傳輸就是以語音接口完成傳輸，至于數(shù)據(jù)業(yè)務會借助數(shù)據(jù)接口以及網(wǎng)絡(luò)接口完成傳輸，如今各個設(shè)備都能夠選擇連接最近的節(jié)點機，完成對于信息的采集和發(fā)布，借助OTN技術(shù)能夠更好地滿足高速公路通信網(wǎng)的建設(shè)需求。

圖1 基于OTN技術(shù)的高速公路通信系統(tǒng)

2 OTN系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

2.1 網(wǎng)管系統(tǒng)模塊

在OTN系統(tǒng)中具備一個網(wǎng)管模塊，這個模塊能夠?qū)崿F(xiàn)自動診斷故障，在工作的時候就是把激光接收器當作基礎(chǔ)，在接收到光信號之后，要是出現(xiàn)的變化超出了規(guī)定的范圍，就能夠及時地發(fā)出警告，在維護終端機部分借助彩色圖形的形式來打印出具體的故障點，講明出現(xiàn)故障的因素。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中具備多種的密碼保護，管理中心傳遞到數(shù)據(jù)庫的資料能夠及時地完成備份。在系統(tǒng)控制中心能夠?qū)崟r地檢測各個接口板端口信號的運行情況，其中接口板的插入和拔出不會影響整體的網(wǎng)絡(luò)運行操作。

在管理中心的節(jié)點機能夠同時接入兩個系統(tǒng)，借助HOT-STANDBY的形式來運行，要是一個系統(tǒng)產(chǎn)生中斷的情況，就能夠使用網(wǎng)管系統(tǒng)來切換到光環(huán)網(wǎng)的備用設(shè)施中，給網(wǎng)絡(luò)運行提供保障，防止網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生中斷的情況，如此也能夠?qū)崿F(xiàn)對于全網(wǎng)的系統(tǒng)管理和維護。光環(huán)網(wǎng)中的主同步時鐘可以實現(xiàn)自動追蹤，要是一個主結(jié)點機產(chǎn)生停機的問題，全網(wǎng)可以按照設(shè)置好的跟蹤順序來實現(xiàn)對于下個節(jié)點的追蹤，在節(jié)點機電源出現(xiàn)中斷之后，能夠及時地采取措施進行應對，電源重新開啟之后就可以繼續(xù)運行，不需要再次開展操作。不僅如此，這個系統(tǒng)中的SNMP模塊能夠把管理信息傳遞到上級管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對于各個網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理。

2.2 圖像傳輸與接入模塊

OTN系統(tǒng)中的主要壓縮形式就是M-JPEG的圖像傳輸界面卡，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的切換，對于用戶來說僅僅借助鼠標就可以實現(xiàn)圖像的自動切換，不需要連接外圍視頻切換系統(tǒng)。其中切換的圖像能夠分配到一定的通道，在統(tǒng)一網(wǎng)管下就能夠?qū)崿F(xiàn)對于全部圖像的管理，用戶可以按照自己的需求來調(diào)整圖像的各項操作，進而減小整體的工作量，實現(xiàn)對于資源的節(jié)省。不僅如此，還能夠選擇預留寬帶可切換的連接，使得圖像管理系統(tǒng)中多部攝像機圖像和站點監(jiān)測器圖像的任意切換，管理人員僅僅使用鼠標就可以做到PTZ控制，進而滿足多元化的業(yè)務需求。

2.3 OTN系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

如今在進行高速公路通信系統(tǒng)建設(shè)項目的時候，相關(guān)的公司會選擇擬定所處路段的不同分中心開展光匯節(jié)點設(shè)備的設(shè)置，按照普通光傳輸設(shè)備的傳輸距離來設(shè)計不同接入點的光纜距離，以80 km當作基準，針對附近的兩個接入點，要是存在距離較遠的問題，就需要設(shè)置中繼設(shè)備。在進行網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的時候，需要把繞城高速當作核心環(huán)網(wǎng)，而且需要設(shè)置合理數(shù)量的匯聚環(huán)。之后借助不同波道的OTN技術(shù)和不同等級的PTN技術(shù)來完成核心環(huán)和匯聚環(huán)的建設(shè)。在OTN核心環(huán)中存在多個高速站點，會選擇40波通道的OTN設(shè)備與10Gbit/s傳輸通道提供通信服務，在各個環(huán)之間也會設(shè)置透明的傳輸通道，使得總公司和各個環(huán)之間有著10Gbit/s的傳輸帶寬，總帶寬為50Gbit/s。

圖2 OTN網(wǎng)絡(luò)圖

3 OTN組建高速公路通信網(wǎng)的優(yōu)勢

3.1 大顆粒、高速率

目前高速公路廣泛應用的通信技術(shù)中，SDH技術(shù)以業(yè)務的電層處理為主，具有自愈功能和重組功能，統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口類型，但是，基于SDH技術(shù)的通信系統(tǒng)主要采用單通道線路，存在擴展的復雜性，頻帶利用率低，業(yè)務數(shù)據(jù)顆粒小的問題[2]。WDM技術(shù)以業(yè)務的光層處理為主，多波長通道，具有業(yè)務數(shù)據(jù)顆粒大的優(yōu)勢。但是，基于WDM技術(shù)的通信系統(tǒng)主要采用點對點的互聯(lián)模式，業(yè)務調(diào)度不靈活、保護不完善?；贠TN技術(shù)的通信系統(tǒng)，融合了SDH和WDM的優(yōu)勢，將SDH便捷的運營能力和高效的網(wǎng)管能力應用到WDM系統(tǒng)中，并且具有高可靠的網(wǎng)絡(luò)保護能力，能夠更好地滿足目前及未來高速公路通信系統(tǒng)多種業(yè)務的大容量、高速率、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸需求。

3.2 多業(yè)務接入承載、獨立傳輸

高速公路通信系統(tǒng)通過OTN技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不同波長傳輸不同的業(yè)務數(shù)據(jù)，使監(jiān)控圖像和收費數(shù)據(jù)傳輸具有在光纖上直接傳輸?shù)男Ч陀行У奈锢砀綦x，同時提高了通信網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性[3]。OTN技術(shù)既能滿足高速公路的全業(yè)務接入，又能夠使多業(yè)務數(shù)據(jù)獨立傳輸;既滿足了高速公路干線通信網(wǎng)帶寬高、容量大的需求，也能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，并且和現(xiàn)有設(shè)備無縫兼容；既符合智慧高速公路的建設(shè)需求，也是多元化、多業(yè)務通信網(wǎng)的必然發(fā)展趨勢。

3.3 系統(tǒng)恢復能力好

OTN網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓撲可分為雙環(huán)和雛菊鏈兩種，OTN網(wǎng)絡(luò)首選的邏輯拓撲是雙環(huán)結(jié)構(gòu)，因為這種拓撲結(jié)構(gòu)提供了在故障情況下更好的系統(tǒng)恢復能力。高速公路OTN通信系統(tǒng)支持各個層次的網(wǎng)絡(luò)管理，為端到端通道的性能和故障監(jiān)測提供有效的監(jiān)視功能。根據(jù)不同業(yè)務的需求可以靈活地選擇保護機制，提供多重業(yè)務保護功能，故而采用OTN技術(shù)構(gòu)建高速公路通信網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)通信系統(tǒng)快速恢復業(yè)務的需求。掌握OTN技術(shù)基本原理，總結(jié)歸納OTN設(shè)備在日常維護過程中的注意事項和常見故障，對以后的維護工作有著重要的意義。

3.4 可控性更強

OTN系統(tǒng)每兩個節(jié)點間都由兩條光纖鏈路連接，這些光纖鏈路在整體上構(gòu)成了兩個反向循環(huán)的環(huán)路。OTN網(wǎng)絡(luò)是由多個以光導纖維連接的節(jié)點構(gòu)成的，因此，節(jié)點的連接模式?jīng)Q定了網(wǎng)絡(luò)的運作模式。OTN網(wǎng)絡(luò)的連接模式有環(huán)路連接模式和鏈路連接模式。由于OTN節(jié)點間的連接是通過收發(fā)器模塊實現(xiàn)的，因此高速公路通信系統(tǒng)各節(jié)點間的連接模式由收發(fā)器模塊的連接模式?jīng)Q定，這也使得整個系統(tǒng)的維護管理可控性更強。

4 結(jié)語

基于OTN技術(shù)的高速公路通信系統(tǒng)，繼承并加強了原有通信系統(tǒng)的優(yōu)勢，同時具備了SDH的穩(wěn)定性、靈活性、可靠性和WDM的大顆粒、大容量傳輸?shù)膬?yōu)勢，既可以提供超大容量的傳輸帶寬，又能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的業(yè)務調(diào)度、完善的保護方式和管理功能。隨著OTN技術(shù)的日益成熟，采用OTN技術(shù)的通信系統(tǒng)必將大幅提高高速公路業(yè)務數(shù)據(jù)的傳輸帶寬、傳遞速率和通信網(wǎng)絡(luò)狀況的實時監(jiān)控能力，增強網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，對交通信息化發(fā)展起到重要的促進作用。