高速公路通信系统中OTN技术应用研究

韩园园

（山东奥邦交通设施工程有限公司，山东济南 250000）

0 引言

高速公路的整体运行要求较多的服务部门为过往的驾驶人员提供服务，OTN 技术可以为工作人员的具体工作提供协助。高速公路建设中收费系统、视频监控、紧急电话和雾检测器等都需要接入网络，按照专网性质进行设计，建立稳定的通信系统[1]。高速公路通信系统可以应用OTN 技术进行建设，满足信息输入和输出要求，达到系统运行要求，建立开放性网络平台，还可以将所有的业务信息进行整合，将信息更准确快速地传输到站点。

1 OTN 技术应用概述

1.1 OTN 技术概念

传统网络以基础性承载网络为依托，若想满足大容量和高速率的要求，需要进行网络更新，建立更稳定的通信系统。OTN 技术在高速公路建设中的应用能够降低传统通信网络对建设工作的影响，OTN 技术可以构建更完整的网络，满足传输要求，同时可以覆盖全国的信息传输系统[2]。OTN 技术主要包括节点机、单模光纤、用户界面等，依据实际业务量接入界面卡。OTN 技术在高速通信网络建设中可以克服传统通信网络中存在的问题，还可以降低层层解码对网络使用的影响。

1.2 OTN 技术优势

1.2.1 高性价比

光纤通信系统具有良好的业务传输功能和接入功能，可以实现图像和语音数据的接入，为公路运行提供数据支撑，系统结构比较简单，可以降低养护要求。OTN 技术在高速公路通信系统的应用中能够解决通信问题，并且能够实现系统功能的优化处理[3]。采用OTN 技术工程费用比较低，后期维护运行比较简便，可以降低后期故障、设备升级等因素对整个系统的影响，相比其他技术，这项技术的性价比更高。

1.2.2 网络抗毁性能

OTN 技术有较多的优势，在高速公路通信系统建设中应用OTN 技术可以提高节点机故障抗毁性。在某些节点机出现故障时，网络其余部分能够重组功能，保证系统正常运行，在故障节点恢复后系统会自动返回初始设定的模式，保证整体运行要求。不需要人为调整该系统进行节点终端扩充，网络扩充时不影响既有网络光纤运行，全网组装时间比较短。双环路光纤传输平台中若是单个环路发生光纤中断，可以立即转换到另一环路，维持系统的正常运行[4]。应用OTN 技术系统运行的过程中可以接入所有信号，不需要任何编码解码操作，并且在同一网络中能够自动结成节点，终端站电源供应数据冗余，一套系统发生故障后可以转换到另一套系统，降低通信系统故障对运行的影响，保证所有信息传输满足具体应用要求，降低网络故障风险，避免影响正常通信工作。

1.2.3 兼容性高，维护灵活

高速公路通信系统建设中应用OTN 技术可以完全兼容所有的支路运行，并且业务接口调整对线路建设影响较小[5]。OTN 通信技术的应用能够实现网络无缝融合和兼容，降低故障发生率，保证各个系统正常运行。OTN 技术应用可以保证带宽容量，性能可靠，并且线路节点及在各类故障中具有自愈能力，系统再发生故障处理也能够保证设备自动恢复运行，降低故障处理时间，还能够解决设备运行问题。同时，实时传入所有的语音图像信息，保证所有数据的传入和接入符合要求。OTN 技术集成度比较高，不需要其他设备或软件的支持即可进行解码等操作，系统具有双环治愈网，灵活并且维护简便。

1.2.4 系统具有较强的可控性

OTN 技术通过光纤链路连接不同节点，形成两个方向循环的环路。按照既定的连接模式，将网络分成不同的电路连接模式，通过链路和环路连接模式，满足通信运行要求，在发生故障时进行有效处理。所有节点之间的信息接收通过收发器模块实现，不同节点之间的连接通过连接模式实现，保证所有系统的可控性和正常运行，避免出现管理故障。

1.2.5 具有较大的颗粒和较高速率

高速公路通信系统建设中需要对采用的技术进行分析，若某技术投入使用后容易发生故障，故障处理难度比较大，就会影响整体运行效果。为满足高速公路通信系统运行要求，需要对所有被采用的技术进行分析，将OTN 技术应用其中，通过多种方式进行通信连接，整个系统的运营能力和网管能力较强，保证网络保护的可靠性。现阶段高速公路通信系统的业务不断增多，可以通过这项技术的应用解决多元问题，保证所有数据传输可靠，解决网络管理问题。

2 高速公路通信系统中OTN 技术应用

高速公路通信系统建设中对OTN 技术的有效应用需要对实际应用进行分析，在前期做好系统规划工作，保证所有的业务数据信息符合要求，为高速公路通信系统规划提供更多的信息。

2.1 系统构建思路

高速公路建设中应用OTN 技术能够实现全国联网，同时可以保证内部信息管理和监控信息管理工作的完善，在资金有限的情况下可以结合具体业务量和光缆资源配置等开展工作，统一规划，分步实施，在网络规划中要结合业务发展实际情况，制订成熟的计划，保证网络传输规划工作顺利进行[6]。全国高速公路建设中需转变各种复杂的网络拓扑，健全保护机制后进行通信建设，可以实现全国高速公路系统化规划[7]。OTN 技术在高速公路建设中的应用符合业务规划要求，在业务规划中要重点进行业务电话、指令电话和紧急电话等管理。使用接口界面卡将路况信息、车辆检测和识别信息等传输到管理中心，对各收费站收费实际信息采集和传输管理，利用处理界面卡进行处理，对收费广场、匝道立交、收费站等实施监控（见图1），通过这种方式满足设计要求。高速公路管理中心和收费站点要设置不同的节点机，并且要有接入业务接口，保证高速公路系统服务要求，将语音和图像等信息集成在整个网络系统中。

图1 收费站系统OTN 通信技术架构

规划通信系统时可以采取分复用技术，将全系统分为四芯单模光纤所组成的双环自愈网，确定误码率不超过10-9%，功耗在200W 以内。在通信系统规划中需考虑路段长度对通信业务带宽的影响，同时结合业务需求进行调整，根据各路段中心业务要求进行带宽调整，满足各路段带宽使用要求。高速公路通信网带宽规划需要结合具体情况，一般高速公路预计设置160 个路段中心，各个路段中心远期自用带宽需要在1052Mbps～2368Mbps，结合通信业务的需求进行处理，保证所有业务符合运行要求。

2.2 传输与接入系统

高速公路通信系统构建中OTN 技术能够满足输入输出界面卡标准设置要求，将视频信号压缩成编码，这样就可以符合系统更换要求，用户不需要安装另外的界面，通过鼠标就可以进行图像切换，满足切换要求，并且能够达到带宽效果。OTN 技术图像传输和接入功能处理时，需要一个网管系统对全部图像进行管理，用户可以根据自己的需求进行图像带宽、帧数和色彩的调整。OTN 技术应用有助于减轻系统维护工作量，并且能够减少光纤芯数，有效降低建设成本[8]。OTN 技术应用于输出及接入系统建设，能够灵活地处理图像，并且能够实现点对点连接、多落点连接、预留宽带切换等功能，能够满足系统正常运行点对点连接，能够实现对单台摄像机和监视器的对应，了解路面具体情况。多落点连接能够满足多个站点监视器连接要求且带宽不变，解决监控问题。预留宽带切换处，可以连接上百部摄影机图像，还能够任意切换用户所需的监测器，满足高速公路用户监测图像输入和输出要求，并且能够解决实际使用问题。在数据查找方面应用也有良好的价值，可以有效地解决具体问题，对各项工作开展都有较大的帮助。

2.3 选择网络拓扑

选择高速公路通信网络拓扑时，需要将公路权限作为应用节点，并且在具体规划过程中考虑业务需求的同时，将高速公路建设后进行拓展的可能纳入考量，这就需要考虑到未来的发展规划，要结合之后可能的扩容要求进行规划，满足后续通信系统升级要求。网络拓扑图可以设计成链型、树形、环形等，链型拓扑属于最基础的形式，结构比较简单，但是光缆中断会导致链接下的业务全部中断，这种形式适用于测试业务连接。星形拓扑各节点均与中心节点能够实现实时节点发送信息，因此中心节点的负荷比较重，若是这一节点发生故障会导致整个网络瘫痪。树形拓扑如同树木分枝，能够实现故障隔离，并且能够增加新的支路，这种形式更符合具体应用要求，但是根部光缆或设备发生故障，会导致后续的节点数据输入输出受到影响。环形拓扑在通信系统建设中应用比较多，任意两个节点发生故障，通信还可以通过环网的另一端进行传输，可以有效降低对整个网络的影响，同时还能够提高网络保护强度。网络拓扑结构构建中链型拓扑安全系数最低，业务量不高的情况下可以接入节点机以及波道内的环网状；树形结构对高速公路全段构建和局部构建更有效，更适合推广应用；网状拓扑形式通常只用在光缆组，一般是应用在以环形为主进行高速公路通信系统构建中，这样能够满足具体应用要求，还能够降低通信系统总规划的成本[9]。

2.4 网管系统

高速公路通信系统网管系统OTN 技术应用具有自我诊断的能力，若是系统发生故障会发出可视警告，在维护中能够将故障点显示出来。

第一，终端还可以将其存储在硬盘中，并且将其打印输出，这样能够让相关人员了解发生故障的位置，进行故障检修和处理。若是激光接收器所接收的光信号幅度超过500NW，管理中心也会发出警告。

第二，数据库。网管系统数据库设置多重密码保护，能够维护系统正常运行，同时可以通过更改指令的方式执行具体工作，满足实际处理要求[10]。高速公路通信网络运行不受接口板插拔或数据设定的影响，网络控制中心能够实现实时监测，并且能够对各个接口板端口运行情况进行实时监测，并管理中心节点；也能够接入全套系统，正常运行系统发生故障中断时，可以由网管设备将其与站点终端设备控制转换到备用设备中，可以保证系统持续运行，在系统故障解决后进行相关处理。

其三，跟踪系统。光环网同步时中网管系统在节点处设置跟踪顺序，第一主机节点发生故障停机后，全网能够进行第二主机自动同步跟踪，这样能够在所有存储节点中存储数据，节点机在电源供应中断后可以自行重启，恢复正常的运行状态，并且不需要重新导入数据，满足设备的运行要求。

其四，通信系统。通信系统还包括网络管理信息传输和高层信息管理系统等，这些模块能够实现对网络的统一管理，保证高速通信系统正常运行。

2.5 OTN 技术应用注意事项

高速公路通信系统建设中对技术的应用需要保证合理性，同时还要对技术应用进行具体规划。第一，保证网络建设合理，同时要对架构进行分析，保障架构符合运行持久性要求。通信系统建设中应用OTN 技术能够接入更多线路，满足整体运行要求。高速公路通信系统构建需要结合当前的技术优势和网络资源开展各项工作，提高整个系统的性能，要考虑各个方面因素可能对系统产生的影响，并且对故障因素进行全面核查。高速公路通信系统建设中若存在故障隐患，由于高速公路线路比较长可能导致故障问题难以处理，且筛查难度比较大，将这项技术应用其中能够解决具体问题，还能够保证信息传输速度和质量。尤其是高速公路会定期更新升级，若线路无法接入新的系统会影响其发挥作用，需要铺设新的网络，影响高速公路通信系统建设。第二，重视对技术建设的合理规划。OTN技术应用的过程中需要按照高速公路通信系统建设具体要求进行分段处理，并且要充分地考虑区域等级和层次规划等相关要求。国道和省道不同级别道路可以结合具体情况进行承载性能和承受范围的调整，还可以结合干线网络、接入网络等进行科学合理的规划，这样能够解决网络使用问题。

3 结语

综上所述，高速公路通信系统建设中将OTN 技术应用其中可以满足高速公路建设要求，提高通信网络质量。OTN 技术在高速公路建设中的应用需充分考虑通信要求，尤其是要结合人工智能技术、5G 技术等开展通信建设，可以提高驾驶便利性。OTN 技术在高速公路通信建设中应用可以向可视化、可测化、可控等方向发展，更好地满足通信网络建设要求，提高服务水平。