OTN在高速公路通信系统中的应用

赵美娟

(山西欣奥特自动化工程有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

高速公路通信系统属于高速公路现代化管理以及运营的重要保障，能够给高速公路的运管部门提供丰富的业务数据，可以提供高质量的交换服务，并且能够给国家公路网运行监测系统和服务系统的业务传输提供通道。如今OTN技术在通信技术中得到了广泛的使用，可以发挥一个显著的效果和作用[1]。

1 基于OTN技术的高速公路通信系统设计

我国高速公路传统的通信技术主要就是以SDH技术设置的，其中包括光缆和分插复用设备等内容，主要就是参考地区通信系统的建设情况，在路段中设置分插复用设备，和省级通信中心以及附近路段分中心借助这个设施来进行联系，进而建立干线光传输系统。如今通信系统开始借助OTN技术在路段的分中心设置节点机和路段中的收费站和服务区等节点完成对于网络结构的设置，通信系统主要就是把节点机当作基础提供业务接口，对于业务的传输就是以语音接口完成传输，至于数据业务会借助数据接口以及网络接口完成传输，如今各个设备都能够选择连接最近的节点机，完成对于信息的采集和发布，借助OTN技术能够更好地满足高速公路通信网的建设需求。

图1 基于OTN技术的高速公路通信系统

2 OTN系统功能模块设计

2.1 网管系统模块

在OTN系统中具备一个网管模块，这个模块能够实现自动诊断故障，在工作的时候就是把激光接收器当作基础，在接收到光信号之后，要是出现的变化超出了规定的范围，就能够及时地发出警告，在维护终端机部分借助彩色图形的形式来打印出具体的故障点，讲明出现故障的因素。系统数据库中具备多种的密码保护，管理中心传递到数据库的资料能够及时地完成备份。在系统控制中心能够实时地检测各个接口板端口信号的运行情况，其中接口板的插入和拔出不会影响整体的网络运行操作。

在管理中心的节点机能够同时接入两个系统，借助HOT-STANDBY的形式来运行，要是一个系统产生中断的情况，就能够使用网管系统来切换到光环网的备用设施中，给网络运行提供保障，防止网络系统产生中断的情况，如此也能够实现对于全网的系统管理和维护。光环网中的主同步时钟可以实现自动追踪，要是一个主结点机产生停机的问题，全网可以按照设置好的跟踪顺序来实现对于下个节点的追踪，在节点机电源出现中断之后，能够及时地采取措施进行应对，电源重新开启之后就可以继续运行，不需要再次开展操作。不仅如此，这个系统中的SNMP模块能够把管理信息传递到上级管理系统，实现对于各个网络的统一管理。

2.2 图像传输与接入模块

OTN系统中的主要压缩形式就是M-JPEG的图像传输界面卡，能够实现图像的切换，对于用户来说仅仅借助鼠标就可以实现图像的自动切换，不需要连接外围视频切换系统。其中切换的图像能够分配到一定的通道，在统一网管下就能够实现对于全部图像的管理，用户可以按照自己的需求来调整图像的各项操作，进而减小整体的工作量，实现对于资源的节省。不仅如此，还能够选择预留宽带可切换的连接，使得图像管理系统中多部摄像机图像和站点监测器图像的任意切换，管理人员仅仅使用鼠标就可以做到PTZ控制，进而满足多元化的业务需求。

2.3 OTN系统的具体实现

如今在进行高速公路通信系统建设项目的时候，相关的公司会选择拟定所处路段的不同分中心开展光汇节点设备的设置，按照普通光传输设备的传输距离来设计不同接入点的光缆距离，以80 km当作基准，针对附近的两个接入点，要是存在距离较远的问题，就需要设置中继设备。在进行网络组网的时候，需要把绕城高速当作核心环网，而且需要设置合理数量的汇聚环。之后借助不同波道的OTN技术和不同等级的PTN技术来完成核心环和汇聚环的建设。在OTN核心环中存在多个高速站点，会选择40波通道的OTN设备与10Gbit/s传输通道提供通信服务，在各个环之间也会设置透明的传输通道，使得总公司和各个环之间有着10Gbit/s的传输带宽，总带宽为50Gbit/s。

图2 OTN网络图

3 OTN组建高速公路通信网的优势

3.1 大颗粒、高速率

目前高速公路广泛应用的通信技术中，SDH技术以业务的电层处理为主，具有自愈功能和重组功能，统一的网络接口类型，但是，基于SDH技术的通信系统主要采用单通道线路，存在扩展的复杂性，频带利用率低，业务数据颗粒小的问题[2]。WDM技术以业务的光层处理为主，多波长通道，具有业务数据颗粒大的优势。但是，基于WDM技术的通信系统主要采用点对点的互联模式，业务调度不灵活、保护不完善。基于OTN技术的通信系统，融合了SDH和WDM的优势，将SDH便捷的运营能力和高效的网管能力应用到WDM系统中，并且具有高可靠的网络保护能力，能够更好地满足目前及未来高速公路通信系统多种业务的大容量、高速率、高质量的数据传输需求。

3.2 多业务接入承载、独立传输

高速公路通信系统通过OTN技术能够实现不同波长传输不同的业务数据，使监控图像和收费数据传输具有在光纤上直接传输的效果和有效的物理隔离，同时提高了通信网的稳定性和安全性[3]。OTN技术既能满足高速公路的全业务接入，又能够使多业务数据独立传输;既满足了高速公路干线通信网带宽高、容量大的需求，也能够实现业务数据传输的完整性，并且和现有设备无缝兼容；既符合智慧高速公路的建设需求，也是多元化、多业务通信网的必然发展趋势。

3.3 系统恢复能力好

OTN网络的逻辑拓扑可分为双环和雏菊链两种，OTN网络首选的逻辑拓扑是双环结构，因为这种拓扑结构提供了在故障情况下更好的系统恢复能力。高速公路OTN通信系统支持各个层次的网络管理，为端到端通道的性能和故障监测提供有效的监视功能。根据不同业务的需求可以灵活地选择保护机制，提供多重业务保护功能，故而采用OTN技术构建高速公路通信网，能够实现通信系统快速恢复业务的需求。掌握OTN技术基本原理，总结归纳OTN设备在日常维护过程中的注意事项和常见故障，对以后的维护工作有着重要的意义。

3.4 可控性更强

OTN系统每两个节点间都由两条光纤链路连接，这些光纤链路在整体上构成了两个反向循环的环路。OTN网络是由多个以光导纤维连接的节点构成的，因此，节点的连接模式决定了网络的运作模式。OTN网络的连接模式有环路连接模式和链路连接模式。由于OTN节点间的连接是通过收发器模块实现的，因此高速公路通信系统各节点间的连接模式由收发器模块的连接模式决定，这也使得整个系统的维护管理可控性更强。

4 结语

基于OTN技术的高速公路通信系统，继承并加强了原有通信系统的优势，同时具备了SDH的稳定性、灵活性、可靠性和WDM的大颗粒、大容量传输的优势，既可以提供超大容量的传输带宽，又能够实现灵活的业务调度、完善的保护方式和管理功能。随着OTN技术的日益成熟，采用OTN技术的通信系统必将大幅提高高速公路业务数据的传输带宽、传递速率和通信网络状况的实时监控能力，增强网络的安全性和可靠性，对交通信息化发展起到重要的促进作用。