保障軌道交通的安全、可靠運行是一個復雜的信息運用和管理過程。軌道交通運輸是一個完整的大系統, 它的各個部分都離不開通信, 通信主要是完成各種信息的傳輸。
通信傳輸網絡所傳輸的內容已不僅僅是語音和文字, 更多的將傳輸圖像、視頻等多媒體數據業務, 同時隨著需求的提高, 對傳輸系統穩定性、實時性要求也越來越高, 這就要求現代化的城市軌道的通信傳輸系統首先必須是可靠的、冗余的, 即系統必須能夠適應長時間不間斷運行, 當發生故障時, 系統必須有自我保護的能力。OTN (Open Transport Network) 是基于光纖技術建立的一種傳輸系統, 它能夠在廣闊的地域上快速、可靠地傳輸不同類型的信息 (如語音、數據和視頻等) , 并對這些信息的傳輸過程進行有效管理。它根據語音、數據以及視頻等業務的相關標準設計接口卡, 符合這些標準的設備都可毫無限制地互連, 是一種靈活的、支持多協議的開放式傳輸網絡。因此OTN技術現在廣泛的應用于城市軌道交通通信系統中。
1 OTN與傳統技術方案
除OTN之外, 主流技術還有傳統SDH、改進SDH+ATM、基于SDH技術的MSTP, 但是上述方案都有著不完善之處, 以下分別從網絡結構、運營基礎及功能實現三方面加以分析對比如下。
(1) 傳統SDH。
網絡結構:SDH同步數字傳輸系統的基本接口有155M光接口、2M點接口, 因此在業務系統接入時不得借助接入設備, 例如:PCM復用器將2M接口轉換成2線模擬語音或低速RS232/422接口;以太網數據業務要經由以太網交換機或ATM接入SDH;視頻業務的傳輸則要借助外置編解碼器及其它接入設備。
運營基礎:從SDH的網絡結構可知, 利用SDH作為傳輸系統, 在實現業務傳輸時網絡結構復雜, 外圍設備較多, 故障點也相應較多。地鐵的通信系統要求傳輸多種業務, 包括:語音、數據、圖像, 因此這樣的網絡結構不得不有多個網管進行管理, 配置多層維護人員, 故障判斷復雜, 需要投入較大的運營成本。
網絡結構:ATM異步系統, 提供的是基于數據交換的通信系統, 其基本接口為以太網接口和用于聯網的155光接口。因此在業務系統接入時為適應以太網以外的業務協議, 不得借助接入或轉換設備, 例如:PCM復用器;接入SDH獲得多個2M的接口通道等;視頻業務的傳輸則要借助外置編解碼器及其它接入設備。
(2) SDH+ATM。
ATM的信元交換原理, SVC通信通道的建立方式使得有效利用數據交換的資源, 而地鐵領域需要可靠的、穩定的、不間斷的實時固定傳輸通信通道的需求使得這一應用不能有效發揮。
功能實現:ATM以實現IP數據傳輸為見長, 且能夠實現對語音、數據的高質量傳輸 (雖然網絡結構復雜) 。在實現視頻傳輸的需求方面, 需要外置設備或基于ATM的視頻系統完成。
(3) 基于SDH的MSTP。
它既可通過多業務匯聚方式實現城域網業務的綜合傳送, 又可通過自身對多類型業務的適配性實現業務的接入和處理, 非常適應城域網多種技術相融合的發展趨勢。
MSTP技術的優點:SDH傳輸網絡附加了Eth網二層功能, 對Eth層、ATM層的處理都與SDH處理相分離, 但都可以映射到SDH的VC時隙進行重組或交叉到群路接口。
MSTP技術的缺點:業務層環網上的每個MSTP設備的以太網處理卡板需對每個業務進行MAC地址查詢, 隨著環路節點的增加, 查詢MAC地址表的速度下降, 處理性能明顯下降。
(4) OTN。
網絡結構:OTN系統是為地鐵專網和其它企業網研發的通信傳輸系統。其傳輸層至業務應用層之間為一步復用, 豐富的接口適應包括視頻傳輸在內的各類通信業務的需求。
運營基礎:可靠、簡單的網絡結構大大降低了運營維護成本。
功能實現:集語音、數據、視頻接入傳輸于一體, 完全適應地鐵通信業務的復雜需求。
OTN作為地鐵的專用傳輸系統, 它能提供豐富的標準業務接口, 網絡結構簡單, 統一網管, 運營成本低, 使其在國內外的軌道通信行業得以廣泛應用。無疑OTN是為地鐵通信系統量身定制的通信基礎平臺。OTN特有的內置視頻矩陣及其視頻接口軟件能夠提供與多方視頻系統的集成, 為視頻監控提供可靠的傳輸通道以及靈活的組網控制管理通道。
1.1 OTN的工程應用
OTN目前已成功地用在中國的廣州地鐵1、2、4號線、上海地鐵2號線、上海磁懸浮、天津輕軌、重慶輕軌、南京地鐵、深圳地鐵等, 其網絡結構簡單、易于操作、易于維護和高可靠性的的特點得到了用戶的廣泛贊揚。采用新產品OTN2500的網絡, 在網絡帶寬、傳輸可靠性和有效性等方面較前一代網絡有了較大的提升。OTN容許全雙工地建立計算機和其外圍設備之間、電話機和交換機之間、交換機和交換機之間、局域網間、視頻信號源和監視器之間的連接。OTN突破了地理空間的限制, 能將各種接口的覆蓋范圍從一般是幾百米擴展到2000公里。同時OTN提供了廣泛的標準的系列接口模塊, 能處理幾乎所有現有的物理接口, 適應各類通信業務需求, 滿足各子系統的通信協議, 組成三網 (語音、數據、以太網) 合一的通信平臺。
2 結語
綜上所述, 隨著城市軌道交通的發展, OTN技術將擁有更加廣闊的市場空間。但是由于OTN是西門子公司的專有通信平臺, 也不可避免地存在著傳輸標準不開放, 互連互通性差等缺點?？梢灶A計, 未來的城市軌道交通通信市場上將會出現各個廠商、各種產品、各種技術激烈競爭的局面。各地鐵和輕軌公司應根據投資預算資金、已有線路采用的技術方案情況、技術發展的前瞻性等多方面綜合考慮, 從而選擇適合自身需要的技術和產品。
摘要：本文介紹了OTN技術在城市軌道交通系統中的應用, 對比了與傳統SDH、ATM、MSTP等通信傳輸方式相比的優點, 簡述了其在工程中應用的模塊信息。
關鍵詞：OTN,城市軌道交通,ATM
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