光通信傳輸技術(shù)在油氣田和長(cháng)輸管線(xiàn)上的比較應用

【摘 要】本文結合工程實(shí)踐經(jīng)驗，介紹了光通信傳輸網(wǎng)絡(luò )四種不同的技術(shù)(MSTP、SDH+ATM、OTN、RPR)，綜合比較其優(yōu)劣及應用，對油氣田和長(cháng)輸管線(xiàn)上光通信系統建設傳輸制式的選擇提出一些建議，供大家參考。 【關(guān)鍵詞】MSTP多業(yè)務(wù)傳送節點(diǎn) SDH同步數字體系 ATM異步轉移模式 OTN開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò ) RPR彈性分組環(huán) 一、光通信傳輸網(wǎng)絡(luò )四種不同技術(shù)的比較分析 1.業(yè)務(wù)承載能力 (1) OTN技術(shù) 采用基于TDM體制的復用技術(shù)，每路信號占用在時(shí)間上固定的比特位組，信道通過(guò)位置進(jìn)行標識，有獨特的幀結構，可區分不同等級速率，并能在同一網(wǎng)絡(luò )中綜合不同的網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議，對實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)及非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)都能提供相應承載，實(shí)現了從窄帶到寬帶的綜合業(yè)務(wù)傳輸。 傳輸設備可以直接提供工業(yè)標準的通信協(xié)議接口，而不需借助接入設備。 各種通信業(yè)務(wù)應用可直接接入OTN，無(wú)需接入設備，可以支持語(yǔ)音。圖像信號的多點(diǎn)廣播，采用數字圖像壓縮(M-JPEG和H.264)和圖像矩陣交換技術(shù)。 OTN設備簡(jiǎn)單、組網(wǎng)靈活、集中維護方便，國內外地鐵工程中應用廣泛，其不足是設備獨家生產(chǎn)，售后服務(wù)對原設備廠(chǎng)商依賴(lài)大，兼容性差，與非OTN網(wǎng)絡(luò )連接能力較弱。 (2)ATM技術(shù) ATM雖然可以承載實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)中的時(shí)分復用業(yè)務(wù)，但每一個(gè)節點(diǎn)的延時(shí)都要大于SDH傳輸制式，特別是故障時(shí)系統切換時(shí)間較SDH傳輸制式長(cháng)(有時(shí)甚至以秒計)，所以ATM技術(shù)一般不用于時(shí)分復用業(yè)務(wù)的承載。另外，ATM沒(méi)有低速率接口，需增加接入設備，設備價(jià)格高且協(xié)議復雜。對于視頻業(yè)務(wù)，由于其具有很高的突發(fā)度，而ATM恰恰能夠很好地支持具有突發(fā)性的可變比特率業(yè)務(wù)，并且其固有的設計已經(jīng)充分考慮了業(yè)務(wù)QOS(服務(wù)質(zhì)量)問(wèn)題，因此可以實(shí)現承載。 然而對于非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的傳輸，ATM存在帶寬利用率較低的問(wèn)題，且沒(méi)有音頻等低速接口，需設接入設備。 (3)SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(MSTP) SDH是最適合實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)中時(shí)分復用業(yè)務(wù)的承載技術(shù)，但無(wú)法解決實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)中視頻信號和實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)及非實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)中以太網(wǎng)的傳輸問(wèn)題。SDH接口種類(lèi)單一，僅具有PDH系列標準接口(E1/E3/STM-le)。傳輸窄帶業(yè)務(wù)(話(huà)音、數據、寬帶音頻)時(shí)，需增加接入設備(PCMD/l設備);無(wú)直接的視頻和LAN接口，需外部增加視頻CODEC和Ethernet路由器;對Ethernet業(yè)務(wù)，一般只提供ZMb/s的傳輸帶寬，存在性能瓶頸;對廣播音頻業(yè)務(wù)，僅提供3kHz的傳輸帶寬，難以滿(mǎn)足高保真的廣播效果;一般只提供點(diǎn)對點(diǎn)的通信信道，難以滿(mǎn)足大量共線(xiàn)式通信信道的要求。 同時(shí)SDH只能向用戶(hù)提供固定速率的信道，不能動(dòng)態(tài)分配帶寬，不能進(jìn)行統計復用，對總線(xiàn)型寬帶數據業(yè)務(wù)及圖像業(yè)務(wù)的支持困難。 MSTP克服了SDH設備中的一些不足，隨著(zhù)技術(shù)不斷的發(fā)展成熟，越來(lái)越適合各種通業(yè)務(wù)的承載，但仍需增加接入設備。 (4)RPR 對于實(shí)時(shí)性時(shí)分復用業(yè)務(wù)，RPR技術(shù)雖然定義了協(xié)議，但需在實(shí)際中得到進(jìn)一步驗證。 對于數據業(yè)務(wù)，RPR具備絕對的優(yōu)勢，可根據用戶(hù)需求分配帶寬，支持空間復用技術(shù)和統計復用技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò )正常運營(yíng)的情況下，可使帶寬利用率相對SDH網(wǎng)絡(luò )提高3-4倍。RPR還可對數據業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化，有效支持IP的突發(fā)特性。 對于有實(shí)時(shí)性要求的數據業(yè)務(wù)，RPR可以提供不同等級的服務(wù)和基于不同等級業(yè)務(wù)的環(huán)保護功能來(lái)保障數據業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性，在保障實(shí)時(shí)性方面和故障倒換時(shí)間(16ms-50ms)上可與SDH技術(shù)媲美，而在帶寬利用率上比SDH傳輸數據業(yè)務(wù)大大提高。特別是它對視頻業(yè)務(wù)的承載，目前數據視頻監控市場(chǎng)的主流設備提供商，都將其系統構建在基于IP的MPEGZ編碼和壓縮技術(shù)，以及基于IP的視頻數據存儲、檢索和訪(fǎng)問(wèn)控制技術(shù)上，這些系統所采用的攝像頭基本上都可以直接提供MPEGZ編碼及以太網(wǎng)數據端口，因此，由RPR技術(shù)來(lái)承載視頻監控系統，用戶(hù)數據能繼續保持以太網(wǎng)幀格式，省略復雜的映射過(guò)程，并對用戶(hù)分組進(jìn)行嚴格的服務(wù)質(zhì)量等級分類(lèi);并能提供嚴格的延時(shí)和抖動(dòng)保障機制，視頻圖像清晰、畫(huà)面流暢，完全達到高速鐵路/公路監控圖像的要求。但業(yè)務(wù)接口同SDH、MSTP、ATM、IP一樣，必須借助于接入設備來(lái)提供低速數據接口。