OTN技術在高速公路通信系統中的應用

張兆將

（甘肅紫光智能交通與控制技術有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

對于現代高速公路系統來說，通信系統是最為重要的組成部分之一，對于保證高速公路的正常運行具有非常關鍵的作用，通過高速公路通信系統可以為管理部門提供多種業務數據信息，能夠為整個公路系統的監測以及服務提供更好的保障。近些年隨著通信技術的發展，OTN技術得到了越發廣泛的應用，對于確保通信系統的穩定性、可靠性具有重要作用[1]。

1 OTN技術在高速公路通信系統中應用優勢分析

1.1 多業務接入承載以及獨立傳輸

對于高速公路通信系統來說，利用OTN技術可以實現不同波長傳輸不同的業務數據，這樣就能夠提升監控圖像的成像效果，同時能夠實現更高質量的收費數據傳輸，能夠更好確保整個通信網絡的安全性以及可靠性。將OTN技術應用在高速公路通信系統當中不但可以實現高速公路的全業務接入，同時還可以確保多業務數據的獨立傳輸，此種設置方式能夠確保高速公路業務數據更加完整的傳輸，更好實現現代高速公路通信網高帶寬以及大容量的需要，同時也能夠和已有的設備進行有效匹配，能夠降低系統的升級成本。通過OTN技術的有效應用可以實現高速公路的智能化建設，已經成為了多元化發展的趨勢所在[2]。

1.2 具有較強的可控性

對于OTN系統來說，主要是通過光纖鏈路對不同節點進行連接，最終形成了兩個反向循環的環路。OTN網絡主要是通過不同光導纖維進行連接的，節點的具體連接情況對于網絡運行模式具有直接影響。按照連接模式的不同將OTN網絡連接分成“鏈路連接模式”以及“環路連接模式”等類型，因為高速公路通信系統的OTN節點之間主要是利用收發器模塊實現的，所以不同節點之間的連接是通過收發器模塊連接模式來決定的，這就大大提升了整個系統維護管理的可控性能。

1.3 較大的顆粒以及較高速率

傳統高速公路通信系統中主要采取的是SDH技術，該技術主要是以業務電層處理為主，具有統一性網絡接口，能夠實現系統的重組以及自愈。雖然SDH技術具有如上特點，但是以SDH技術為基礎的通信系統采取的是單通道線路模式，想要對其進行擴展是比較復雜的，同時業務數據顆粒相對較小。另外，WDM技術主要針對的是光層處理方式，采取的是多波長通道模式，可以實現較大的業務數據顆粒。但是以WDM技術為基礎的通信系統是建立在點對點的業務模式，其靈活性相對較差，無法進行較為完善的保護。而以OTN技術為基礎的通信系統則充分融合了上述兩種模式的優點，大大提升了整個系統的運營能力、網管能力，同時也提升了網絡保護的可靠性，可以有效滿足現階段及今后高速公路通信系統多業務、多元化的需要，實現可靠的數據傳輸[3]。

1.4 系統具有較強的恢復性能

按照類型的不同可以將OTN網絡邏輯拓撲分成“雙環結構”以及“雛菊鏈”兩種類型，由于雙環結構可以實現更好的系統恢復性能，所以OTN網絡在具體應用時主要采取的是雙環結構的邏輯拓撲結構。將OTN技術應用到高速公路通信系統當中，能夠實現不同類型的網絡管理，可以對故障實現有效檢測，也可以對端到端通道性能進行有效監視。高速公路通信系統可以按照具體業務類型選擇針對性的保護機制，能夠實現不同類型業務的保護功能，所以以OTN技術為基礎建立高速公路通信系統可以確保業務的快速恢復。

2 以OTN技術為基礎的高速公路通信系統設計

以往的高速公路通信系統主要是建立在SDH技術之上實現的，在充分參照所在地通信系統基本情況基礎上，在高速公路的相關區段設置分插復用設備，以此和周邊通信系統建立起相應關聯，從而最終形成干線光傳輸系統。隨著信息技術的快速發展，OTN技術得到了廣泛應用，其在高速公路通信系統方面的應用可以實現對網絡結構的全新設置，利用節點機作為基礎實現各種業務的連接，通過語音的形式就可以實現業務的傳輸，而通過數據接口和網絡接口進行數據業務的傳輸。高速公路通信系統方面的各種設備都可以和周邊最近的節點機實施連接，以此種方式實現信息的采集以及發布，通過OTN技術的有效應用可以進一步完善高速公路通信系統的建設[4]，如圖1所示。

圖1 基于OTN 技術的高速公路通信系統

2.1 網管系統模塊

OTN系統通過其所具有的網管模塊可以進行通信系統故障的自動判定，其基本原理在于：系統中激光接收器一旦所收到的光信號超出了限定的區域就會自動發出相應的報警，同時可以通過維護終端機所具有的彩色圖形功能將故障點具體展示出來，能夠更加立體地展現出故障因素。同時，系統數據庫中設置了多重密碼保護，一旦管理中心將相關信息傳遞到數據庫就可以第一時間進行備份保存。另外，該系統可以對不同接口板端口信息運行情況進行在線檢測，接口板的插入以及拔出并不會對整個網絡運行情況造成影響。

處在管理中心的節點機可以同時接入兩個系統，一旦其中某個系統發生故障就可以利用網管系統進行備用設備的切換，能夠確保網絡系統始終保持在安全運行狀態，確保整個網絡系統的安全性。另外，光環網中主同步時鐘具有自動跟蹤功能，一旦某個主節點機發生停機情況，整個網絡系統就能夠根據設定好的跟蹤順序對于下個節點實現跟蹤，若是節點機電源發生中斷就可以采取針對性措施來解決，電源重啟之后能夠繼續運行，無需重啟操作。

2.2 圖像傳輸和接入模塊

OTN系統中主要通過M-JPEG圖像傳輸界面卡的方式實現壓縮，通過此種方式可以進行圖像的切換，相關用戶只要利用鼠標點選就能夠完成圖像的快速切換，并不用和外圍視頻切換系統進行連接。所切換的圖像可以利用統一性網管實現所有圖像的管理，相關用戶能夠根據自身具體需要對圖像相應操作進行優化調整，從而大大降低總體工作量，能夠大大節約投入的資源量。除此之外，也可以采取預留寬帶可切換連接方式，能夠確保圖像管理系統內多個攝像機圖像和站點監測器圖像實時切換，管理人員只要通過鼠標就能夠完成PTZ的控制，能夠滿足不同類型業務需要[5]。

2.3 OTN系統的具體實現方式

從現階段來看，在對高速公路通信系統進行建設過程中往往都會在所建路段的不同分中心設置相對應的光匯節點設備，都是參照普通光傳輸設備的傳輸距離進行不同接入點光纜距離的設定，一般情況下都是將80km作為基準。對于不同區域的接入點來說，如果接入點之間的距離相對較遠，那么為了保證傳輸的有效性就需要在兩接入點之間設置中繼設備。在實施網絡組網過程中可以將繞城高速作為核心環網，同時要根據公路的具體情況設定相應數量的匯聚環，最后利用OTN技術來進行核心環以及匯聚環的建設。對于OTN核心環來說，其具有不同的高速站點，為了保證不同站點之間能夠實現有效的傳輸，往往需要在不同環之間設置透明的傳輸通道，可以采用40波通道的OTN設備以及10Gbit/s傳輸通道實施通信，要確保每一個環和總公司間具有10Gbit/s的傳輸帶寬。OTN的網絡圖如圖2所示。

圖2 OTN 網絡圖

2.4 OTN技術在高速公路通信系統中應用注意事項

第一，保證傳輸網絡建設的合理性，同時確保架構滿足實際需求。高速公路通信系統架構建設過程中，要充分發揮相應通訊技術、網絡資源的優勢，最大程度發揮OTN技術所具有的優勢來增強整個通信系統的性能。除此之外，要充分考量到各方面因素對于系統造成的影響，對于故障進行全方位排查，能夠為OTN技術的具體應用、信息傳輸效率的提升提供基礎保障。

第二，對于OTN技術的建設進行合理規劃。在應用OTN技術過程中，需要按照高速公路的具體情況采取分段式規劃方式，充分考量區域等級、層次級別等進行針對性的規劃。例如針對國道、省道等不同的級別，在應用OTN技術過程中要根據不同的承載性能、承受范圍對于干線網絡、接入網絡、骨干網絡等實施科學合理的規劃。

3 結語

以OTN技術為基礎的高速公路通信系統充分融合了傳統SDH技術以及WDM技術的優勢，實現了更加靈活、更加可靠、大容量以及大顆粒的傳輸，在實際應用中可以大大提升具體業務調度的靈活性，能夠進一步提升管理性能，可以實現完善的保護方式。隨著近些年OTN技術應用范圍的擴展，將其應用在高速公路通信系統中一定可以大大提升高速公路業務數據的傳輸有效性和可靠性，對于現代交通行業建設具有非常重要的作用。