浅探光纤接入网技术在铁路通信中的应用

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摘要：近几年来,随着用户对电信新业务需求的不断增加和电信技术的发展,光纤通信在接入网中的作用越来越太,特别是用于宽带接入网,光纤通信有独特的优越性。目前的趋势是要使光纤尽可能地靠近用户,积极发展带有V5接口的光纤接入网。本文介绍了光纤接入网技术,对其在铁路通信中的应用进行了探讨,供大家参考。

铁路通信网中的本地网之业务节点以及业务节点之间的传送网已经基本上实现了数字化(规模有待于拓展),并正在向宽带方向发展,只有用户接入网主要还是市话电缆和金属绞线,以模拟方式传输。这样的网络容量小、频带窄,不易扩容升级和全数字化,这就制约了铁路通信业务的高速发展。因此加速铁路接入网的宽带化和数字化是当前铁路通信网建设的关键。

2光纤接入网技术

2.1光纤接入网简介

光纤接入网技术是近几年在公用网中为解决数字程控电话的远程接入而发展起来的新技术。接入网作为铁路站段主要业务的承载体,它可以接入各类不同形式的用户信息业务,按统一数据规范,在交换复用一体化的综合数字网中运行。特别是目前光纤价格的不断下降,光纤接入网将成为今后的铁路通信的主要发展方向。铁路光纤接入网引入前,区段通信网的基本构成方式是由光数字传输系统提供通道,在车站通过PCM及D/I分插设备分下话路,实现区段业务的接入。接入的音频业务主要有各种调度和专用电话系统(工务、电务、水电)、站间行车电话和小站自动电话。接入的低速数据业务主要有电力远动、红外轴温和CTC系统等。

资料显示,目前全世界铜缆接入网占90%的份额。但铜缆网故障率高,维护成本也很高,贝尔电话公司公布的数据,其每年用于铜缆网运行的花费高达30亿美元。在光通讯时代,花费巨额资金去维护一个将要淘汰的铜缆网实在是迫不得已之举。光缆具有容量大、损耗小、抗干扰等优点,而且近年来光器件价格的持续稳定下降,而铜缆价格持续上升,因此光纤接入网取代铜缆接入是大势所趋。

2.2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。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闭回路的网络结构。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。

2.3光纤接入网的优点与缺点

与其他接入技术相比,光纤接入网具有如下优点:(1)光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。(2)光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。此外,光纤不受电磁干扰,保证了信号传输质量,用光缆代替铜缆,可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。(3)光纤接入网的性能不断提高,价格不断下降,而铜缆的价格在不断上涨。(4)光纤接入网提供数据业务,有完善的监控和管理系统,能适应将来宽带综合业务数字网的需要,打破“瓶颈”,使信息高速公路畅通无阻。当然,与其他接入网技术相比,光纤接入网也存在一定的缺点。最大的问题是成本还比较高。另外,与无线接入网相比,光纤接入网还需要管道资源。

3铁路通信工程中的光纤接入网

铁路光纤接入网引入前,区段通信网的基本构成方式是由光数字传输系统提供通道,在车站通过PCM及D/1分插设备分下话路,实现区段业务的接入。接入的音频业务主要有各种调度和专用电话系统、站间行车电话和小站自动电话。接入的低速数据业务主要有电力远动、红外轴温和CTC系统等。

3.1铁路光纤接入网的现状

铁路列车具有高速运动的特点,因而无线接入网在铁路通信网中占有相当大的比重,下面将重点讨论铁路无线接入网的现状。当然,固定位置的车站(场)、单位以及各种固定设施之间的通信方式,首选方案仍是采用SDH光同步数字传输设备进行组建,同时应考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。

铁路通信的无线接入部分目前仅有的是400MHz的无线列调系统,它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系。当列车即将进站或即将出站时,这些通话才进行,否则如果没有特殊的情况,则在列车运行于区间时,通话一般不进行,这主要是从节约频率资源,减少同频干扰的角度出发的。但是,随着铁路现代化改造进程的迅速推进,从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要,这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统应该采用小区制,并完成大三角功能。也就是说,系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能。基于这一想法造车网,构成铁路无线通信接入网的方式可以采用现有的无线通信方式的集群通信方式、GSM(全球移动通信系统)移动通信方式、CDMA移动通信方式。

3.2铁路光纤接入网的特点及车站光纤接入网承载的主要业务

铁路通信网的特点是点多线长的链状网络结构,交换局、所设置较多,而小站自动电话普及率较低。铁路接入网的业务主要可分为公用和专用两方面。专用业务主要有:(1)铁路专用通信:调度电话、专用电话、区间电话、站间电话和闭塞电话。(2)专用数据业务:铁路运输管理信息系统TMIS铁路客票发售和定系统、铁路运输调度指挥管理信息系统TDCS、调度集中CTC、调度监督、红外轴温远程监测、电力远程监测与控制、中间站电源设备及环境等远程监测与控制。(3)其他多媒体业务:电视会议系统、电缆电视(CATV)等。

4结语

随着铁路跨越式的发展,铁路通信网络的建设也取得了飞速的发展,采用了先进的现代化的传输和接入方式,实现了铁路通信网的升级,适应高速列车通信的需求,发挥铁路通信在国民经济中的经济效益和社会效益。