OTN技术在高速公路通信系统中的应用

张兆将

（甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司，甘肃 兰州 730030）

0 引言

对于现代高速公路系统来说，通信系统是最为重要的组成部分之一，对于保证高速公路的正常运行具有非常关键的作用，通过高速公路通信系统可以为管理部门提供多种业务数据信息，能够为整个公路系统的监测以及服务提供更好的保障。近些年随着通信技术的发展，OTN技术得到了越发广泛的应用，对于确保通信系统的稳定性、可靠性具有重要作用[1]。

1 OTN技术在高速公路通信系统中应用优势分析

1.1 多业务接入承载以及独立传输

对于高速公路通信系统来说，利用OTN技术可以实现不同波长传输不同的业务数据，这样就能够提升监控图像的成像效果，同时能够实现更高质量的收费数据传输，能够更好确保整个通信网络的安全性以及可靠性。将OTN技术应用在高速公路通信系统当中不但可以实现高速公路的全业务接入，同时还可以确保多业务数据的独立传输，此种设置方式能够确保高速公路业务数据更加完整的传输，更好实现现代高速公路通信网高带宽以及大容量的需要，同时也能够和已有的设备进行有效匹配，能够降低系统的升级成本。通过OTN技术的有效应用可以实现高速公路的智能化建设，已经成为了多元化发展的趋势所在[2]。

1.2 具有较强的可控性

对于OTN系统来说，主要是通过光纤链路对不同节点进行连接，最终形成了两个反向循环的环路。OTN网络主要是通过不同光导纤维进行连接的，节点的具体连接情况对于网络运行模式具有直接影响。按照连接模式的不同将OTN网络连接分成“链路连接模式”以及“环路连接模式”等类型，因为高速公路通信系统的OTN节点之间主要是利用收发器模块实现的，所以不同节点之间的连接是通过收发器模块连接模式来决定的，这就大大提升了整个系统维护管理的可控性能。

1.3 较大的颗粒以及较高速率

传统高速公路通信系统中主要采取的是SDH技术，该技术主要是以业务电层处理为主，具有统一性网络接口，能够实现系统的重组以及自愈。虽然SDH技术具有如上特点，但是以SDH技术为基础的通信系统采取的是单通道线路模式，想要对其进行扩展是比较复杂的，同时业务数据颗粒相对较小。另外，WDM技术主要针对的是光层处理方式，采取的是多波长通道模式，可以实现较大的业务数据颗粒。但是以WDM技术为基础的通信系统是建立在点对点的业务模式，其灵活性相对较差，无法进行较为完善的保护。而以OTN技术为基础的通信系统则充分融合了上述两种模式的优点，大大提升了整个系统的运营能力、网管能力，同时也提升了网络保护的可靠性，可以有效满足现阶段及今后高速公路通信系统多业务、多元化的需要，实现可靠的数据传输[3]。

1.4 系统具有较强的恢复性能

按照类型的不同可以将OTN网络逻辑拓扑分成“双环结构”以及“雏菊链”两种类型，由于双环结构可以实现更好的系统恢复性能，所以OTN网络在具体应用时主要采取的是双环结构的逻辑拓扑结构。将OTN技术应用到高速公路通信系统当中，能够实现不同类型的网络管理，可以对故障实现有效检测，也可以对端到端通道性能进行有效监视。高速公路通信系统可以按照具体业务类型选择针对性的保护机制，能够实现不同类型业务的保护功能，所以以OTN技术为基础建立高速公路通信系统可以确保业务的快速恢复。

2 以OTN技术为基础的高速公路通信系统设计

以往的高速公路通信系统主要是建立在SDH技术之上实现的，在充分参照所在地通信系统基本情况基础上，在高速公路的相关区段设置分插复用设备，以此和周边通信系统建立起相应关联，从而最终形成干线光传输系统。随着信息技术的快速发展，OTN技术得到了广泛应用，其在高速公路通信系统方面的应用可以实现对网络结构的全新设置，利用节点机作为基础实现各种业务的连接，通过语音的形式就可以实现业务的传输，而通过数据接口和网络接口进行数据业务的传输。高速公路通信系统方面的各种设备都可以和周边最近的节点机实施连接，以此种方式实现信息的采集以及发布，通过OTN技术的有效应用可以进一步完善高速公路通信系统的建设[4]，如图1所示。

图1 基于OTN 技术的高速公路通信系统

2.1 网管系统模块

OTN系统通过其所具有的网管模块可以进行通信系统故障的自动判定，其基本原理在于：系统中激光接收器一旦所收到的光信号超出了限定的区域就会自动发出相应的报警，同时可以通过维护终端机所具有的彩色图形功能将故障点具体展示出来，能够更加立体地展现出故障因素。同时，系统数据库中设置了多重密码保护，一旦管理中心将相关信息传递到数据库就可以第一时间进行备份保存。另外，该系统可以对不同接口板端口信息运行情况进行在线检测，接口板的插入以及拔出并不会对整个网络运行情况造成影响。

处在管理中心的节点机可以同时接入两个系统，一旦其中某个系统发生故障就可以利用网管系统进行备用设备的切换，能够确保网络系统始终保持在安全运行状态，确保整个网络系统的安全性。另外，光环网中主同步时钟具有自动跟踪功能，一旦某个主节点机发生停机情况，整个网络系统就能够根据设定好的跟踪顺序对于下个节点实现跟踪，若是节点机电源发生中断就可以采取针对性措施来解决，电源重启之后能够继续运行，无需重启操作。

2.2 图像传输和接入模块

OTN系统中主要通过M-JPEG图像传输界面卡的方式实现压缩，通过此种方式可以进行图像的切换，相关用户只要利用鼠标点选就能够完成图像的快速切换，并不用和外围视频切换系统进行连接。所切换的图像可以利用统一性网管实现所有图像的管理，相关用户能够根据自身具体需要对图像相应操作进行优化调整，从而大大降低总体工作量，能够大大节约投入的资源量。除此之外，也可以采取预留宽带可切换连接方式，能够确保图像管理系统内多个摄像机图像和站点监测器图像实时切换，管理人员只要通过鼠标就能够完成PTZ的控制，能够满足不同类型业务需要[5]。

2.3 OTN系统的具体实现方式

从现阶段来看，在对高速公路通信系统进行建设过程中往往都会在所建路段的不同分中心设置相对应的光汇节点设备，都是参照普通光传输设备的传输距离进行不同接入点光缆距离的设定，一般情况下都是将80km作为基准。对于不同区域的接入点来说，如果接入点之间的距离相对较远，那么为了保证传输的有效性就需要在两接入点之间设置中继设备。在实施网络组网过程中可以将绕城高速作为核心环网，同时要根据公路的具体情况设定相应数量的汇聚环，最后利用OTN技术来进行核心环以及汇聚环的建设。对于OTN核心环来说，其具有不同的高速站点，为了保证不同站点之间能够实现有效的传输，往往需要在不同环之间设置透明的传输通道，可以采用40波通道的OTN设备以及10Gbit/s传输通道实施通信，要确保每一个环和总公司间具有10Gbit/s的传输带宽。OTN的网络图如图2所示。

图2 OTN 网络图

2.4 OTN技术在高速公路通信系统中应用注意事项

第一，保证传输网络建设的合理性，同时确保架构满足实际需求。高速公路通信系统架构建设过程中，要充分发挥相应通讯技术、网络资源的优势，最大程度发挥OTN技术所具有的优势来增强整个通信系统的性能。除此之外，要充分考量到各方面因素对于系统造成的影响，对于故障进行全方位排查，能够为OTN技术的具体应用、信息传输效率的提升提供基础保障。

第二，对于OTN技术的建设进行合理规划。在应用OTN技术过程中，需要按照高速公路的具体情况采取分段式规划方式，充分考量区域等级、层次级别等进行针对性的规划。例如针对国道、省道等不同的级别，在应用OTN技术过程中要根据不同的承载性能、承受范围对于干线网络、接入网络、骨干网络等实施科学合理的规划。

3 结语

以OTN技术为基础的高速公路通信系统充分融合了传统SDH技术以及WDM技术的优势，实现了更加灵活、更加可靠、大容量以及大颗粒的传输，在实际应用中可以大大提升具体业务调度的灵活性，能够进一步提升管理性能，可以实现完善的保护方式。随着近些年OTN技术应用范围的扩展，将其应用在高速公路通信系统中一定可以大大提升高速公路业务数据的传输有效性和可靠性，对于现代交通行业建设具有非常重要的作用。