1、1铁路通信工程中光纤接入网技术的应用摘要：铁路通信网可以利用现有的专用网络设施积极参与市场竞争，不仅为铁路运输提供安全可靠的通信系统保证，还可以向全社会提供高质量的电信业务。但是常规的铁路通信网的接入方式已不能满足高速铁路通信业务的需求，必须采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式，实现铁路通信网的升级，而光纤接入网技术在铁路通信工程中的应用则可以实现这个目标。本文探讨了铁路通信工程中光纤接入网技术的应用。 关键词：铁路；通信工程；光纤接入网；技术；应用 中图分类号：U285.21 文献标识码： A 文章编号： 通信技术是先进的数字技术、计算机技术、微电子技术与光电子技术的有机结合体
2、，它将向着数字化、宽带化、智能化、高速化及个人化的方向发展.未来的通信要彻底克服时间与空间的限制，能够使用户在任何时间、任何地点与任何人进行包括语音、数据和视频等信息的交流.在这种情况下，出行的旅客也需要在列车上享受如同在办公室环境下的信息交流，比如同其它人进行语音、数据、传真、图像等信息交流，还要接入国际互联网。另外，随着铁路列车向高速化与准高速化方向的迈迸，为保证行车安全，实现有效的人机控制和提高运输效率，要求建立一个功能更加完善的，技术构成更加先进的铁路通信网。随着我国电信业垄断格局的打破，拥有仅次于中国电信的庞大铁路通信网络的铁道部，可2以利用现有的专用网络设施积极参与竞争，向全社会提
3、供高质量的电信业务。 一、光纤接入网的概念 光纤接入网(OAN),是指用光纤作为主要的传输媒质, 实现接入网的信息传送功能，通过光线路终端(OLT)与业务节点相连, 通过光网络单元(ONU)与用户连接。光纤接入网包括远端设备光网络单元和局端设备光线路终端, 它们通过传输介质相连。系统的主要组成部分为 OLT和远端 ONU，它们在整个接入网中完成从业务节点接口(SNI)到用户网络接口(UNI)间有关信令协议的转换。接入设备本身还具有组网能力, 可以组成多种形式的网络拓扑结构。同时接入设备还具有本地维护和远程集中监控功能, 通过透明的光传输形成一个维护管理网, 并通过相应的网管协议纳入网管中心统一
4、管理。光纤接入网(OAN)从系统分配上分为有源光网络和无源光网络两类。 二、光纤接入网的分类 光纤接入网 OAN 在系统分配上分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON)。 1、无源光网络 无源光网络，是指在 OLT 和 ONU 之间是光分配网络(ONU)，没有任何有源电备，它包括基于 ATM 的无源光网络 APON 及基于 IP 的 PON。其中，APON 采用基于信元的传输系统，允许接入网中的多个用户共享整个带宽。这种统计复用的方式，能更加有效地利用网络资源。IPPON 的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分3配，简化中间层的复杂设备。基于无源光网络的
5、OAN 不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比向用户提供所需的带宽业务。 无源光接入网的优势体现在以下几方面：首先，无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。其次，无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树形、星形、总线型、混合型和冗余型等网络拓扑结构。第三，安装方便，它有室内型和室外型，其室外型可直接挂在墙上，或放置于“”杆上，无须租用或建造机房。而有源系统需进行光/电、电/光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。第四，无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。第五，无源光网络是纯介
6、质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。第六，从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。 2、有源光网络 有源光网络是指在 OLT 和 ONU 之间的光远程终端(ODT)存在有源设备或网络系统(如 SDH 环网)，它包括基于 A T M 、S D H 、P D H 和 L A N 等的有源光接入网。虽然 SDH 传输技术广泛地应用于核心级网络中，但是因为它采用时分复用的机制，带宽的颗粒度太大，带宽分配不灵活，不适合接入用户数量多、带宽需求不确定的网中，所以 SD
7、H 技术在接入网中的应用受到一定的限制。利用 ATM 技术来传送这些业务时，就能够4根据所需要的业务质量级别(QoS)和需要传输的实际业务量来按需分配带宽。宽带有源光网络(Active Optical Network)是在 SDH 环形网络结构上传输 ATM 信元，因而具有环形网络结构的自愈功能。同时在传输环上还可对不同用户的业务进行合并，再连接到 ATM 交换机上，所以可以占用很少的 AT交换机端口，从而能够以较少的交换机端口数目支持大量的用户。另外，AT信元在 SDH 环网中传输，其带宽由环网上的所有节点单元所共享。其部分信元可被预留给某些对实时性要求高的业务，其他信元可以环网上各节点业务
8、量的动态变化和根据各用户的业务类别，动态地分配到各节点和各用户，所以它既能很好地适应 QoS 要求高业务，也能很好地适应突发业务的传输。 三、光接入网的拓扑结构 光纤接入网的拓扑结构, 是指传输线路和节点的几何排列图形, 它表示了网络中各节点的相互位置与相互连接的布局情况。网络的拓扑结构对网络功能、造价及可靠性等具有重要影响。其三种基本的拓扑结构是: 总线型、环型和星型。 （1）总线型结构。总线型结构是以光纤作为公共总线(母线)、各用户终端通过某种耦合器与总线直接连接所构成的网络结构。(图 1) 图 1 总线型结构 （2）环型结构。环形结构是指所有节点共用一条光纤链路, 光纤链路首尾相接自成封
9、闭回路的网络结构。(图 2) 5图 2 环形结构 （3）星型结构。星形结构是各用户终端通过一个位于中央节点具有控制和交换功能的星形耦合器进行信息交换, 这种结构属于并联形结构。(图 3) 图 3 星型结构 四、铁路通信工程中光纤接入网技术的应用 目前，为了进一步提高铁路通信的质量和效率，可将光纤接入技术应用到铁路通信当中，具体应用情况如下： 1、DGP 技术在铁路通信中的应用 DGP 是数字线对增益技术，其主要是指在非加感的用户线上，利用数字处理技术提高双绞线的传输容量，为用户提供多种业务支持。属于复用传输技术的一种。虽然该技术在铁路通信中的应用，有效地解决了用户线不足的问题，但是由于其存在一
10、定的确定从而无法满足端到端的透明传输，该技术的应用仅仅为光纤接入技术的发展争取了一定的时间。2、 HDSL 技术在铁路通信中的应用 HDSL 又被称之为高速数字用户线技术。该技术主要是指在双铜绞线上配置高频信号的相关设备，可以实现语音数据和其他数据信息的同时传输。该技术相对而言比较成熟，其在信号编码与调制、回波抵消以及相位均衡等方面效果比较明显。 3、 HFC 技术在铁路通信中的应用 6HFC 即光铜混网技术，它是一种以光纤作为主要传输媒介构成的主干网络，并以同轴电缆来实现用户综合性宽带业务的分配。该技术主要采用的是频分复用技术，以此来达到多种格式的数据高速传输的目的。其最为显著的技术特征是模
11、拟带通传输。从网络构成的角度上讲，光纤多采用频分复用方式同时担任馈线系统，而同轴电缆则主要是以树状拓扑结构的形式存在，并担任配线系统。 4、OAN 技术在铁路通信中的应用 OAN 即光纤接入技术，主要是指以光纤作为传输介质来实现接入网的信息传送，并借助光线路终端来实现网络侧与本地交换网间的链接，在利用 ONU 与用户进行连接。光纤的介入进一步提高了网络传输的总体容量，使通信网络在整体性能上有了一个质的飞跃。 5、WLL 技术在铁路通信中的应用 WLL 又被称为无线本地环路技术，其主要是利用无线信号替代有线网络，使用户与相应的通信网络进行连接。该技术具有应用灵活、施工工期短、投资小、收益高等优点，非常适用于铁路通信领域。 随着铁路跨越式的发展，铁路通信网络建设也取得了飞速的发展。目前，在普速铁路、客运专线、高速铁路通信建设中大都采用了先进的现代化的传输和接入方式，实现了铁路通信网络的升级，适应高速列车通信的需求，发挥了光纤接入网技术在铁路通信乃至国民经济中的经济效益和社会效益。 参考文献： 1 孙彬.铁路通信信号技术与应用J. 科技资讯. 2010(02) 72 王永刚.浅谈铁路通信信号一体化技术J. 科技资讯. 2010(07) 3 罗志诚.试论光纤通信技术的发展J. 科技资讯. 2009(03)
