淺談南京地鐵一號(hào)線通信專(zhuān)網(wǎng)OTN10G組網(wǎng)和應(yīng)用

王濤

【摘要】本文主要討論OTN的技術(shù)特點(diǎn)，系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)連接方式，光纖環(huán)路和數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制以及OTN10G技術(shù)在南京地鐵的組網(wǎng)和應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】OTN、OTN-X3M;節(jié)點(diǎn);南京地鐵

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.02.192

針對(duì)地鐵常常采用混合通信的系統(tǒng)環(huán)境（包括程控交換系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票、列車(chē)監(jiān)控、電力監(jiān)控、廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)視等多種業(yè)務(wù)），并且包含一條或多條線路，控制中心，一個(gè)或多個(gè)車(chē)輛段以及多個(gè)車(chē)站，在這些情況下，專(zhuān)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)OTN是一種非常理想的解決方案，它可以提供具有高可靠性，高實(shí)時(shí)性的傳輸通道。可以完全滿(mǎn)足上述的應(yīng)用需求。OTN-X3M是集光傳輸和接入能力于一體的，開(kāi)放的傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其業(yè)務(wù)接入采用一步復(fù)用的方式。OTN和OTM-X3M系統(tǒng)的這一獨(dú)特的特性在南京地鐵1號(hào)線擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)時(shí)非常有用。

1、OTN含義

針對(duì)南京地鐵1號(hào)線專(zhuān)用通信傳輸系統(tǒng)，本方案選用OTN傳輸系統(tǒng)。所有的數(shù)據(jù)輸入到網(wǎng)絡(luò)上的任一節(jié)點(diǎn)也可以輸入到任意其它節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)也可以從任一節(jié)點(diǎn)上駁離下輸入的數(shù)據(jù)。所以可以通過(guò)OTN建立點(diǎn)到點(diǎn)、多點(diǎn)下載、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)總線和多點(diǎn)LAN結(jié)構(gòu)。

1.1OTN-X3M特點(diǎn)

OTN系列的10G傳輸容量的設(shè)備――OTN-X3M作為南京地鐵一號(hào)線通信傳輸系統(tǒng)設(shè)備。由OTN-X3M設(shè)備組成的系統(tǒng)，可完成南京地鐵1號(hào)線工程中所有通信業(yè)務(wù)的接入和傳輸。因此，整個(gè)南京地鐵1號(hào)線的傳輸網(wǎng)絡(luò)只需要一個(gè)單一的網(wǎng)管系統(tǒng)。

OTN-X3M網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)機(jī)組成，N7024CF為其中一種。N7024CF系列采用2U高的機(jī)箱。為支持冗余配置，該機(jī)箱支持兩個(gè)可熱插拔的電源模塊。這些電源模塊具有廣泛的輸入電壓范圍，可支持AC交流和 DC直流電源混合供電。N70與OTNX3M-10G兼容。因此它們完全可以同N42E混合組網(wǎng)，如果需要N70也可以單獨(dú)進(jìn)行組網(wǎng)使用。

1.2OTN-X3M優(yōu)勢(shì)

OTN-X3M具有十分強(qiáng)大的集中維護(hù)管理功能，它采用簡(jiǎn)明、直觀的維護(hù)管理界面和安全機(jī)制，根據(jù)南京地鐵1號(hào)線工程各站點(diǎn)的各類(lèi)業(yè)務(wù)要求，能十分方便對(duì)節(jié)點(diǎn)機(jī)、接口卡、傳輸通道進(jìn)行配置和管理，能監(jiān)視每個(gè)通信站點(diǎn)、每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)、每個(gè)模塊的每個(gè)業(yè)務(wù)接口。并提供報(bào)警功能和維護(hù)管理數(shù)據(jù)的輸出。允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)管理一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也允許一個(gè)網(wǎng)管對(duì)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一進(jìn)行管理。

OTN-X3M是集光傳輸和接入能力于一體的，因此，整個(gè)南京地鐵1號(hào)線的傳輸網(wǎng)絡(luò)只需要一個(gè)單一的網(wǎng)管系統(tǒng)。

OTN-X3M 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效的安全以太網(wǎng)網(wǎng)段（SLAN）。在OTN-X3M上運(yùn)行的以太網(wǎng)范圍可以延伸到超過(guò)一百公里而不影響任何網(wǎng)絡(luò)性能。OTN和OTM-X3M系統(tǒng)的這一獨(dú)特的特性在南京地鐵1號(hào)線擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)時(shí)非常有用。

2、南京地鐵一號(hào)線OTN-X3M的應(yīng)用

2.1網(wǎng)絡(luò)

針對(duì)南京地鐵1號(hào)線專(zhuān)用通信傳輸系統(tǒng)，選用OTN傳輸系統(tǒng)。所有的數(shù)據(jù)輸入到網(wǎng)絡(luò)上的任一節(jié)點(diǎn)也可以輸入到任意其它節(jié)點(diǎn)上，同時(shí)也可以從任一節(jié)點(diǎn)上駁離下輸入的數(shù)據(jù)。

軌道交通基本上是一個(gè)專(zhuān)用的環(huán)境，因此服務(wù)于軌道交通的通信傳輸網(wǎng)本質(zhì)上也應(yīng)該是一個(gè)專(zhuān)網(wǎng)。針對(duì)南京地鐵1號(hào)線各子系統(tǒng)不同的業(yè)務(wù)需求，OTN提供了上述接口，并按照點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、共線等方式連接。將公務(wù)電話、專(zhuān)用電話、無(wú)線系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、電源網(wǎng)管、自動(dòng)售檢票AFC、信號(hào)、PIS、等集成在一個(gè)網(wǎng)內(nèi)，提供了可靠的連接和透明的傳輸。

OTN-X3M 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效的安全以太網(wǎng)網(wǎng)段（SLAN）。在OTN-X3M上運(yùn)行的以太網(wǎng)范圍可以延伸到超過(guò)一百公里而不影響任何網(wǎng)絡(luò)性能。OTN和OTM-X3M系統(tǒng)的這一獨(dú)特的特性在南京地鐵1號(hào)線擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)時(shí)（圖1）非常有用。

2.2節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

南京地鐵一號(hào)線采用OTN系列的10G傳輸容量的設(shè)備――OTN-X3M作為通信傳輸系統(tǒng)設(shè)備。在控制中心設(shè)置1套N415節(jié)點(diǎn)、2套N42E節(jié)點(diǎn)、1套N7024CF節(jié)點(diǎn)，邁皋橋、安德門(mén)、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)設(shè)1套N415節(jié)點(diǎn)、1套N42E節(jié)點(diǎn)設(shè)備、1套N7024CF節(jié)點(diǎn)，其余站點(diǎn)分別設(shè)1套N42E節(jié)點(diǎn)設(shè)備、1套N7024CF節(jié)點(diǎn)共46臺(tái)節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成自愈保護(hù)環(huán)。

2.3系統(tǒng)自診斷及自愈功能

OTN系統(tǒng)采用高可操作化設(shè)計(jì)。板卡上針對(duì)不同接口業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)有LED指示或數(shù)字顯示模塊。系統(tǒng)具有自診斷功能。在故障發(fā)生時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的LED指示或數(shù)字顯示模塊可以輕松定位故障點(diǎn)及協(xié)助排查故障。OTN-X3M自愈環(huán)保護(hù)倒換恢復(fù)時(shí)間小于50ms。

并行光纖形成的雙環(huán)結(jié)構(gòu)為環(huán)內(nèi)每一節(jié)點(diǎn)的控制計(jì)算方法提供了唯一的“熱備份”或自愈能力。在出現(xiàn)故障時(shí)，由于光纖傳輸路徑自動(dòng)重新配置，OTN-X3M系統(tǒng)仍然工作。由于輸入光信號(hào)或同步丟失而造成的所有故障可由節(jié)點(diǎn)立刻檢測(cè)出來(lái)。所有節(jié)點(diǎn)均可在故障（或光纖斷裂、或節(jié)點(diǎn)機(jī)退出服務(wù)等）發(fā)生后決定將信號(hào)傳輸?shù)箵Q到另一環(huán)上。此機(jī)制保證所有節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)倒換到另一環(huán)上，或是它們中的兩個(gè)同時(shí)環(huán)回。每個(gè)節(jié)點(diǎn)基于其本身的狀態(tài)和從其它節(jié)點(diǎn)（僅從這些節(jié)點(diǎn)）接收的信息來(lái)判斷，以獨(dú)立地進(jìn)行重新配置。

2.4系統(tǒng)可靠性

OTN-X3M簡(jiǎn)單一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及使用的元件和制造工藝經(jīng)全球廣泛地鐵用戶(hù)的使用，證明了極高的可靠性。所有OTN上運(yùn)行的業(yè)務(wù)都是以O(shè)TN雙纖自愈環(huán)為載體。所有信息都處于環(huán)路保護(hù)之下。

2.5系統(tǒng)擴(kuò)展性

OTN系統(tǒng)采用接入和傳輸系統(tǒng)采用一體化結(jié)構(gòu)，在引入或擴(kuò)展其他業(yè)務(wù)時(shí)，僅需要增加相應(yīng)的業(yè)務(wù)板卡，網(wǎng)管配置方便;OTN系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展時(shí)，僅需打開(kāi)既有環(huán)網(wǎng)，加入新的節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)新的單環(huán)，擴(kuò)展非常方便。

2.6系統(tǒng)可維護(hù)性

OTN-X3M系統(tǒng)內(nèi)控制中心、車(chē)輛段、各車(chē)站的設(shè)備，關(guān)鍵部件進(jìn)行熱備份，充分保證設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)：

OTN集成傳輸、接入和視頻編解碼設(shè)備，并提供傳輸、接入和視頻編解碼設(shè)備的統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)。統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)能對(duì)上述設(shè)備的各個(gè)板卡以及各個(gè)端口進(jìn)行綜合管理：故障管理、配置管理、性能管理和安全管理等，系統(tǒng)運(yùn)行管理和維護(hù)非常方便。

OTN-X3M具有十分強(qiáng)大的集中維護(hù)管理功能，它采用簡(jiǎn)明、直觀的維護(hù)管理界面和安全機(jī)制，根據(jù)南京地鐵1號(hào)線工程各站點(diǎn)的各類(lèi)業(yè)務(wù)要求，能十分方便對(duì)節(jié)點(diǎn)機(jī)、接口卡、傳輸通道進(jìn)行配置和管理，能監(jiān)視每個(gè)通信站點(diǎn)、每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)、每個(gè)模塊的每個(gè)業(yè)務(wù)接口，并提供報(bào)警功能和維護(hù)管理數(shù)據(jù)的輸出。允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)管理一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也允許一個(gè)網(wǎng)管對(duì)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一進(jìn)行管理。

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