淺探光纖接入網技術在鐵路通信中的應用

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摘要：近幾年來,隨著用戶對電信新業務需求的不斷增加和電信技術的發展,光纖通信在接入網中的作用越來越太,特別是用于寬帶接入網,光纖通信有獨特的優越性。目前的趨勢是要使光纖盡可能地靠近用戶,積極發展帶有V5接口的光纖接入網。本文介紹了光纖接入網技術,對其在鐵路通信中的應用進行了探討,供大家參考。

鐵路通信網中的本地網之業務節點以及業務節點之間的傳送網已經基本上實現了數字化(規模有待于拓展),并正在向寬帶方向發展,只有用戶接入網主要還是市話電纜和金屬絞線,以模擬方式傳輸。這樣的網絡容量小、頻帶窄,不易擴容升級和全數字化,這就制約了鐵路通信業務的高速發展。因此加速鐵路接入網的寬帶化和數字化是當前鐵路通信網建設的關鍵。

2光纖接入網技術

2.1光纖接入網簡介

光纖接入網技術是近幾年在公用網中為解決數字程控電話的遠程接入而發展起來的新技術。接入網作為鐵路站段主要業務的承載體,它可以接入各類不同形式的用戶信息業務,按統一數據規范,在交換復用一體化的綜合數字網中運行。特別是目前光纖價格的不斷下降,光纖接入網將成為今后的鐵路通信的主要發展方向。鐵路光纖接入網引入前,區段通信網的基本構成方式是由光數字傳輸系統提供通道,在車站通過PCM及D/I分插設備分下話路,實現區段業務的接入。接入的音頻業務主要有各種調度和專用電話系統(工務、電務、水電)、站間行車電話和小站自動電話。接入的低速數據業務主要有電力遠動、紅外軸溫和CTC系統等。

資料顯示,目前全世界銅纜接入網占90%的份額。但銅纜網故障率高,維護成本也很高,貝爾電話公司公布的數據,其每年用于銅纜網運行的花費高達30億美元。在光通訊時代,花費巨額資金去維護一個將要淘汰的銅纜網實在是迫不得已之舉。光纜具有容量大、損耗小、抗干擾等優點,而且近年來光器件價格的持續穩定下降,而銅纜價格持續上升,因此光纖接入網取代銅纜接入是大勢所趨。

2.2光接入網的拓撲結構

光纖接入網的拓撲結構,是指傳輸線路和節點的幾何排列圖形,它表示了網絡中各節點的相互位置與相互連接的布局情況。網絡的拓撲結構對網絡功能、造價及可靠性等具有重要影響。其三種基本的拓撲結構是:總線型、環型和星型。①總線型結構。總線型結構是以光纖作為公共總線(母線)、各用戶終端通過某種耦合器與總線直接連接所構成的網絡結構。②環型結構。環形結構是指所有節點共用一條光纖鏈路,光纖鏈路首尾相接自成封閉回路的網絡結構。③星型結構。星形結構是各用戶終端通過一個位于中央節點具有控制和交換功能的星形耦合器進行信息交換,這種結構屬于并聯形結構。

2.3光纖接入網的優點與缺點

與其他接入技術相比,光纖接入網具有如下優點:(1)光纖接入網能滿足用戶對各種業務的需求。(2)光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。此外,光纖不受電磁干擾,保證了信號傳輸質量,用光纜代替銅纜,可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。(3)光纖接入網的性能不斷提高,價格不斷下降,而銅纜的價格在不斷上漲。(4)光纖接入網提供數據業務,有完善的監控和管理系統,能適應將來寬帶綜合業務數字網的需要,打破“瓶頸”,使信息高速公路暢通無阻。當然,與其他接入網技術相比,光纖接入網也存在一定的缺點。最大的問題是成本還比較高。另外,與無線接入網相比,光纖接入網還需要管道資源。

3鐵路通信工程中的光纖接入網

鐵路光纖接入網引入前,區段通信網的基本構成方式是由光數字傳輸系統提供通道,在車站通過PCM及D/1分插設備分下話路,實現區段業務的接入。接入的音頻業務主要有各種調度和專用電話系統、站間行車電話和小站自動電話。接入的低速數據業務主要有電力遠動、紅外軸溫和CTC系統等。

3.1鐵路光纖接入網的現狀

鐵路列車具有高速運動的特點,因而無線接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重,下面將重點討論鐵路無線接入網的現狀。當然,固定位置的車站(場)、單位以及各種固定設施之間的通信方式,首選方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建,同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。

鐵路通信的無線接入部分目前僅有的是400MHz的無線列調系統,它完成車站值班員與進入其管轄區段的列車車長以及列車司機之間的通話聯系。當列車即將進站或即將出站時,這些通話才進行,否則如果沒有特殊的情況,則在列車運行于區間時,通話一般不進行,這主要是從節約頻率資源,減少同頻干擾的角度出發的。但是,隨著鐵路現代化改造進程的迅速推進,從前單一的無線列調系統已經遠遠不能滿足鐵路無線通信的需要,這樣就迫切需要建設一套適合于鐵路現代化運營指揮需要的先進的無線通信系統。這一系統應該采用小區制,并完成大三角功能。也就是說,系統必須可以實現調度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機之間、列車司機與調度中心之間的通話功能。基于這一想法造車網,構成鐵路無線通信接入網的方式可以采用現有的無線通信方式的集群通信方式、GSM(全球移動通信系統)移動通信方式、CDMA移動通信方式。

3.2鐵路光纖接入網的特點及車站光纖接入網承載的主要業務

鐵路通信網的特點是點多線長的鏈狀網絡結構,交換局、所設置較多,而小站自動電話普及率較低。鐵路接入網的業務主要可分為公用和專用兩方面。專用業務主要有:(1)鐵路專用通信:調度電話、專用電話、區間電話、站間電話和閉塞電話。(2)專用數據業務:鐵路運輸管理信息系統TMIS鐵路客票發售和定系統、鐵路運輸調度指揮管理信息系統TDCS、調度集中CTC、調度監督、紅外軸溫遠程監測、電力遠程監測與控制、中間站電源設備及環境等遠程監測與控制。(3)其他多媒體業務:電視會議系統、電纜電視(CATV)等。

4結語

隨著鐵路跨越式的發展,鐵路通信網絡的建設也取得了飛速的發展,采用了先進的現代化的傳輸和接入方式,實現了鐵路通信網的升級,適應高速列車通信的需求,發揮鐵路通信在國民經濟中的經濟效益和社會效益。