地铁通信网中开放式传输网络(OTN)系统的应用分析

摘 要：开放式传输网络是一种新的网络传输技术，不仅容量大、速率快，而且运行稳定、安全。文章在介绍开放式网络内容的基础上，探讨了地铁通信网中开放式传输网络系统的应用，以期为地铁通信网的稳定运营提供理论依据。

关键词：地铁通信网;开放式传输网络;应用

开放式传输网络，即Open Transport Network,简称为OTN技术。目前，开放式传输网络在地铁通信网中得到了广泛的应用，例如广州地铁、上海地铁、重庆轻轨、南京地铁、北京地铁都有线路采用了该技术方案。在地铁通信网中应用的技术方案除开放式传输网络之外，还有同步数字传输系统和基于同步数字传输系统的综合业务承载网、基于异步传输模式的多业务平台以及弹性分组环技术。在这些技术方案中，开放式传输网络系统的用户接口极为丰富，可以根据用户实际需求配置带宽，能够传输以太网信息以及宽带数字视频，具备1+1环路自愈保护等功能，网管可以实现分散、集中管理以及中心控制等功能，而且具备36Mb/s到2.5Gb/s的多种内部接口和与其他网络连接的E3、STM1、STM16等多种外部接口。

一、开放式传输网络系统的内容

1.开放式传输网络系统的特点

第一，开放式传输网络系统是一种综合传输接入系统，由于集成多种接口，不需要视频解码器等接入设备，其接口包括RS232、共线宽带音频接口、磁悬浮专用接口、数字电话接口等等;第二，开放式传输网络系统是一步复用方式，能够将业务流一次性直接复用到帧结构，因而不需要进行二次复用;第三，开放式传输网络整个结构只有一层，结构比较简单;第四，开放式传输网络使用统一的OMS系统进行网络管理。

2.开放式传输网络系统的组成

开放式传输网络系统包括节点机箱、OMS系统、接口模块以及宽带光纤环适配器，其中节点机箱是开放式传输网络系统进行传输与接入的设备，接口模块等都在节点机箱内进行信息的传输、交换，OMS系统能够借助图形化界面便于操作者的理解和操作，接口模块是连接开放式传输网络系统与应用子系统的重要设备，实现了各种应用系统的有效联系，宽带光纤环适配器的功能在于在光信号中置入系统的业务模块信息。

3.开放式传输网络系统的功能

开放式传输网络系统是基于光纤技术的双环路传输系统，不仅网络可用性较高，而且能够综合多种服务，提供语言、广播、数据、视频、局域网及其他服务。

4.开放式传输网络系统的结构

开放式传输网络系统利用光纤构成环路网络，形成两个逆向循环的环路，包含通信数据的时分复用数据帧在环路网络中传输。在两个环路中，主环顺时针传输数据，副环逆时针传输数据，正常工作状态下由主环负责所有数据的传输，此时副环作为备用环路，副环与主环同步，监视主环的运行状态。出现紧急情况时，副环辅助或是取代主环进行数据的传输。

采用这种双环结构，能够在出现故障和更改网络配置时保持系统的稳定工作。地铁通信网中车站通常以链状的形式分布，需要以跳转连接构成环路网络。

5.帧结构

开放式传输网络系统有OTN-36系统、OTN-150系统、OTN-600系统等成员，这些系统能够适应不同带宽的要求，并且不同系统可以通过版本升级提高带宽。开放式传输网络系统的帧结构主要为块状，帧长分别是OTN-36系统1152bit、OTN-150系统4608bit、ONT-600系统18432bit，三种系统的帧周期同样是31.25s，OTN-36系统、OTN-150系统、OTN-600系统传输速率分别是36.864、147.456、589.824(单位，Mbit/s)。

OTN-36的帧长有11bit负责系统控制，传输速率为0.352Mbit/s。11bit中有4bit承担网管中心与节点的信令传输，6bit承担主节点与其它节点的同步，1bit承担节点的通信。1152bit除去这11bit，共有1141bit承担数据的传输，传输速率为36.512Mbit/s。

OTN-150的帧长有55bit负责系统控制，传输速率为1.760Mbit/s。55bit中有18bit承担网管中心与节点的信令传输，32bit承担主节点与其它节点的同步，1bit承担节点的通信，剩余的4bit承担公务电话。4608bit除去这55bit，共有4553bit承担数据的传输，传输速率为145.696 Mbit/s。

OTN-600的帧长有151bit负责系统控制，传输速率为4.832 Mbit/s。151bit中有18bit承担网管中心与节点的信令传输，128bit承担主节点与其它节点的同步，1bit承担节点的通信，剩余的4bit承担公务电话。18432bit除去这151bit，共有18281bit承担数据的传输，传输速率为584.992 Mbit/s。

二、地铁通信网的构成

下文结合某地铁线路工程实例，论述开放式传输网络系统在列车调度电话、环控调度电话、有线广播电视、信号系统的应用。

1.列车调度电话

在控制中心与车站、车辆段的交换机设备间设置一个传输速率为2.048Mbit/s的E1接口卡，由接口卡上的LED显示信号丢失和发送器故障，并将这些信息传输到控制中心。

2.环控调度电话

在控制中心与车站设置以太网接口板卡，所有接口板卡共享10Mbit/s的总线。

3.有线广播系统

在控制中心设置广播传声器，在车站设置广播发生器，将所有的广播发生器与广播传声器连接广播音频总线，并在控制中心设置广播控制器，由广播控制器负责对各车站广播发生器的控制，使用点对点的数据通道进行数据传输。

在开放式传输网络系统中，需要考虑接口板卡对模拟信号质量所产生的影响。高保真音频接口板卡可以在保证模拟信号质量的基础上连接所有具有模拟接口的相关设备。高保真音频接口板卡与脉冲编码调试的区别在于，高保真音频接口板卡可以实现15kHz带宽的信号传输，而脉冲编码调制的带宽在300Hz到3400Hz之内。因此，采用开放式传输网络系统不需要公共广播系统所用的总线，解决了设备距离的问题。

4.信号系统

在控制中心与车站、车辆段设置以太网接口板卡和RS-422接口板卡，以太网接口板卡使用一条开放式传输网络系统提供的以太网总线，RS-422接口板卡选择点对点连接。

总结：

综上所述，由于开放式传输网络扩展具备灵活性、接口具备多样性、节点具备通用性，能够传输广播信号、视频图像等多种数据信息，因而广泛应用于地铁通信网和高速公路、管道网、铁路通信、交通监控、厂矿通信等领域。目前，开放式传输网络系统在我国的地铁建设中起到了重要的作用，国际上对开放性传输网络的发展与应用极为重视，许多WDM传输接口如今已可以实现开放性传输网络的功能，近年来我国在开放性传输网络方面的研发投入也不断增加，推动了研发、应用和标准化建设的进程。

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