光纖接入網(wǎng)與鐵路通信網(wǎng)組網(wǎng)-預覽頁

　

【正文】 入、無線接入和以太網(wǎng)接入等幾種方式。 　　SNI是接入網(wǎng)和業(yè)務節(jié)點之間的接口，可分為支持單一接入的SNI和綜合接入的SNI。接入網(wǎng)是電信網(wǎng)的重要組成部分，負責將電信業(yè)務透明地、準確地傳送到用戶。：Q3Q3 業(yè)務節(jié)點（SN） 接入網(wǎng)（AN） 電信管理網(wǎng)（TMN）業(yè)務節(jié)點接口（SNI）用戶網(wǎng)絡接口（UNI） 接入網(wǎng)的界定(1)總線形結構:指以光纖作為公共總線、各用戶終端通過耦合器與總線直接連接的網(wǎng)絡結構。特點是可實現(xiàn)自愈，即無需外界干預，網(wǎng)絡可在較短的時間自動從失效故障中恢復所傳業(yè)務，可靠性高。缺點是所需光纖代價較高，組網(wǎng)靈活性較差，對中央節(jié)點的可靠性要求極高。 接入網(wǎng)框架和體制要求 業(yè)務節(jié)點（SN）(1)接入網(wǎng)對于所接入的業(yè)務提供承載能力，實現(xiàn)業(yè)務的透明傳送。 　　目前主流的接入網(wǎng)技術主要有xDSL、以太網(wǎng)接入技術、EPON/GEPON、GPON和WiMAX。　　以太網(wǎng)技術是一種計算機接入局域網(wǎng)絡的連接技術。EPON/GEPON采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務，其特點是技術成熟、維護成本低、速率較高，但在支持TDM業(yè)務方面還有待進步。為了適應飛速增長的數(shù)據(jù)業(yè)務，ADSL在速率方面還有待進一步提高。隨著我國“光進銅退”趨勢的加快，EPON/GEPON已經(jīng)成為FTTB/FTTC、FTTO、FTTH的一種重要技術。　　、MIMO、自適應編碼調制眾多技術，能夠滿足“最后一公里”接入的要求，而且在一些有線資源沒有進入或者難以進入的地方，具有很好的替代作用，但由于其在國內尚沒有頻率資源，所以僅停留在試驗階段。當然，在發(fā)展接入網(wǎng)絡時，技術并非惟一的因素，在多數(shù)情況下，為了節(jié)省投資并減少建設和改造的難度和時間，要根據(jù)不同的業(yè)務需求和不同的網(wǎng)絡條件來選擇最為經(jīng)濟合理的接入技術方案。 傳統(tǒng)的接入網(wǎng)主要以銅纜的形式為用戶提供一般的語音業(yè)務和少量的數(shù)據(jù)業(yè)務。發(fā)展新技術，充分利用雙絞線，是電信界始終關注的熱點。目前，包括ITUT在內的很多國際組織和論壇正在對下一代的結合MPEG2和ATM的數(shù)字HFC系統(tǒng)進行標準化，這必將會進一步推動其發(fā)展。4 光纖接入網(wǎng)近幾年來，發(fā)達國家和地區(qū)加快了接入網(wǎng)的建設，采用的方式除了繼續(xù)使用IDLC外，還使用了cable modem（電纜調制解調器）、ADSL（不對稱數(shù)字用戶線）等方式，用以支持高速因特網(wǎng)接入、多媒體視像、虛擬專用網(wǎng)（VPN）接入等寬帶業(yè)務需求。接入網(wǎng)直接連接用戶，以我國眾多人口和持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展為基礎，接入網(wǎng)市場潛力堪稱世界第一。通過光線路終端(OLT)與業(yè)務節(jié)點相連，通過光網(wǎng)絡單元(ONU)與用戶連接。接入設備本身還具有組網(wǎng)能力，可以組成多種形式的網(wǎng)絡拓撲結構。光線路終端提供對自身和用戶端的維護和監(jiān)控，它可以直接與本地交換機一起放置在交換局端，也可以設置在遠端。ONU的網(wǎng)絡端是光接口，而其用戶端是電接口。有源光網(wǎng)絡又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON。該標準于1986年成為美國數(shù)字體系的新標準。隨著SDH技術引入，傳輸系統(tǒng)不僅具有提供信號傳播的物理過程的功能，而且提供對信號的處理、監(jiān)控等過程的功能。特別是SDH自愈環(huán)，可以在電路出現(xiàn)故障后，幾十毫秒內迅速恢復。 　　接入網(wǎng)用SDH的最新發(fā)展趨勢是支持IP接入，目前至少需要支持以太網(wǎng)接口的映射，于是除了攜帶話音業(yè)務量以外，可以利用部分SDH凈負荷來傳送IP業(yè)務，從而使SDH也能支持IP的接入。尤其近年來推出的SPDH設備將SDH概念引入PDH系統(tǒng)，進一步提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性，這種改良的PDH系統(tǒng)在相當長一段時間內，仍會廣泛應用。第二步實現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務，提供企業(yè)內部網(wǎng)的連接和企業(yè)電話及數(shù)據(jù)業(yè)務。這種統(tǒng)計復用的方式，能更加有效地利用網(wǎng)絡資源。在未來幾年能否將性能價格比改進到市場能夠接受的水平是APON技術生存和發(fā)展的關鍵。無源光接入網(wǎng)的優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾方面： (1)無源光網(wǎng)體積小，設備簡單，安裝維護費用低，投資相對也較小。而有源系統(tǒng)需進行光電、電光轉換，設備制造費用高，要使用專門的場地和機房，遠端供電問題不好解決，日常維護工作量大。 　　光纖接入網(wǎng)的拓撲結構，是指傳輸線路和節(jié)點的幾何排列圖形，它表示了網(wǎng)絡中各節(jié)點的相互位置與相互連接的布局情況。這種結構屬串聯(lián)型結構，特點是:共享主干光纖，節(jié)省線路投資，增刪節(jié)點容易，彼此干擾較小；但缺點是損耗累積，用戶接收機的動態(tài)范圍要求較高；對主干光纖的依賴性太強。它不存在損耗累積的問題，易于實現(xiàn)升級和擴容，各用戶之間相對獨立，業(yè)務適應性強。每戶都有單獨的一對線，直接連到電信局，因此單星型可與原有的銅現(xiàn)網(wǎng)絡兼容；用戶之間互相獨立，保密性好；升級和擴容容易，只要兩端的設備更換就可以開通新業(yè)務，適應性強。其優(yōu)點是靈活性較強，中心局有源接點間共用光纖，光纜芯數(shù)較少，降低了費用。 其中最主要的是FTTC、FTTP兩種形式。可以說，F(xiàn)TTP對今后光纖接入網(wǎng)來說并不適用，但該系統(tǒng)的技術成熟，可靠性高，仍然是今后鐵路接入網(wǎng)建設的首選。如果綜合兩種網(wǎng)絡，優(yōu)勢互補，就能接入不同容量的用戶。以傳送窄帶業(yè)務為主時采用PDH準同步時分復用技術體制，以傳送寬帶業(yè)務為主時可采用異步轉移模式(ATM)加SDH同步時分復用技術體制。采用DLC技術可以將光纖到路邊(FTTC)和光纖到電桿(FTTP)分期實現(xiàn)。APON代表了寬帶接入技術的最新發(fā)展方向，目前在英國、德國等已有實際應用，被認為是實現(xiàn)FTTC和FTTP的一種較好方法。SDV采用光纖接入系統(tǒng)和ATM技術，采用分層面的方式提供電話、數(shù)據(jù)和視像信號的傳輸。因此以按沿路由方向不減少光纜纖芯數(shù)量的環(huán)形網(wǎng)結構為基本設計模式，結點間所用光纖采用二纖單向通道倒換環(huán)（纖芯數(shù)則采用一主一備四芯光纖，提高網(wǎng)絡的可靠性），將中心局與各結點串成環(huán)狀。它們在未來鐵路通信網(wǎng)的發(fā)展中將會起到至關重要的作用。　　長距離鏈狀地理特點使得目前鐵路光纖通信系統(tǒng)其鏈路上的每個通信中心都有一定數(shù)量的2 M/s PDH系統(tǒng)上下電路采用逐步分接、復接的方式，這種方式會引起多級的碼速調整，而SDH采用同步復用方式和靈活的復用結構，上下業(yè)務非常方便，且有利于容納新的寬帶業(yè)務的引入，由于采用了指針調整技術，SDH網(wǎng)還具有定時的透明性，網(wǎng)絡能在準同步環(huán)境下工作，其凈負荷可以在不同的同步網(wǎng)之間進行傳送而不影響業(yè)務質量，并有能力經(jīng)受定時基準的丟失，網(wǎng)絡性能比PDH光通信系統(tǒng)有了很大的改善。SDH幀結構中安排有豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡的管理，故網(wǎng)絡的運行、管理、維護能力強大，同時SDH網(wǎng)絡具有標準的光接口，開放型的標準光接口可滿足多廠家產(chǎn)品環(huán)境，實現(xiàn)網(wǎng)絡的橫向兼容性；節(jié)約網(wǎng)絡建設成本，有利于網(wǎng)絡的后期管理，提高管理水平。因此本設計確定系統(tǒng)采用最壞值設計法，在設計中繼段距離時，將所有參數(shù)都按最壞值選取，使本系統(tǒng)能在系統(tǒng)壽命終了、富裕度用完且處于極端溫度條件下仍能100%地保證系統(tǒng)性能要求，避免系統(tǒng)先期失效。故鐵路光纖通信傳輸系統(tǒng)的等級可選為STM1或STM4，根據(jù)鐵路線對光纖通信傳輸系統(tǒng)容量需求的統(tǒng)計，其傳輸話務、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務的主通道2Mb/s口的需求量為27個，故STM1等級SDH光纖通信傳輸系統(tǒng)已完全能滿足其業(yè)務傳輸對容量的需求。網(wǎng)絡的基本物理拓撲有星形、樹形、網(wǎng)孔形、環(huán)形和鏈形5種。同時，環(huán)形結構的使用將會產(chǎn)生較高的工程投資。熱備用的保護系統(tǒng)在平時可以用來傳送較低等級的額外業(yè)務，一旦發(fā)生倒換，則主系統(tǒng)的信號將轉向備用保護系統(tǒng)傳輸，備用保護系統(tǒng)原來傳輸?shù)念~外業(yè)務將自行丟失。　　根據(jù)衰耗限制的中繼段長度Ｌp的計算方法，可知： Lp＝（Pt－Pr－2αc－Pm－Pp）/αc＋Mc （） 式中 Pt（最小發(fā)送功率）；Pr(接收靈敏度）；Pp（光通道代價）；Pm（系統(tǒng)富裕度）；αc(FC/PC接頭損耗)；αf(光纖損耗包括接頭損耗)；Dsr(最大色散)。　　根據(jù)最壞值設計法計算，采用MLM光源的Lp和LD。網(wǎng)同步方式的選擇直接影響到整個網(wǎng)絡的性能。　　主從同步方式使用了分級結構，分級時鐘中級別最高的基準主時鐘或基準時鐘經(jīng)同步分配網(wǎng)分配給下面的各級時鐘，每一級時鐘都與上一級時鐘同步。　　在這樣的光接入設計下，假設光纖通信系統(tǒng)目前共有n個網(wǎng)元。能按請求自動建立顧主接入點間的VC通道，保持這些通道的高可靠性，自動恢復失效通道，保證服務質量，對所分配通道的性能進行不中斷業(yè)務的連續(xù)監(jiān)視，判斷通道的服務質量，使網(wǎng)絡具有判斷、定位、遠端維護的能力，收集處理設備使用情況的信息數(shù)據(jù)　　為了得到滿意的網(wǎng)絡性能，ITUT對信息傳輸損傷提出一系列的建議允許值，而對每一種損傷又可用不同類型指標加以規(guī)范。、。通常是EDO比NPO要嚴格許多。通常，驗收指標往往比設計指標略低，具體值由相關方協(xié)商，ITUT不作規(guī)定。其中維持網(wǎng)絡運行限值又可分為3類：修復后性能限值、劣化性能限值、不可接受性能限值。這種傷害有多種多樣，統(tǒng)稱數(shù)字傳輸損傷。這些傳輸損傷有的相互影響，有的彼此轉化，故考慮某一種傳輸損傷指標時通常假定其它各項傳輸損傷處于最大值情況。確切地說，是接收與發(fā)送數(shù)字信號之間某些比特的差異。確切地說，是數(shù)字信號的各有效瞬時相對于其理想位置的長時間緩慢偏移。目前能對收發(fā)端機的線路接口功能、嵌入開銷功能、傳送能力及允許異步工作能力進行測試，有關通道的衰減留出設計中要求的指標值進行模擬測試。傳送能力測試結果表明，系統(tǒng)具有很強的復用、解復用能力，與鐵路線東段SDH系統(tǒng)相連時，其復用、解復用過程中產(chǎn)生的抖動和指針調整將能滿足系統(tǒng)的性能要求。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容； (7)從OSI模型的觀點來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴格的限制，便于在SDH上采用各種網(wǎng)絡技術，支持ATM或IP傳輸； (8)SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復用和調整； (9)標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。(2)光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。 (4)光纖接入網(wǎng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務，有完善的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，能適應將來寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的需要，打破“瓶頸”，使信息高速公路暢通無阻。另外，與無線接入網(wǎng)相比，光纖接入網(wǎng)還需要管道資源。鐵路通信網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢應該是向著與公用網(wǎng)相融合的方向，并達到與公用網(wǎng)的統(tǒng)一。因此，鐵路通信網(wǎng)的無線接入部分今后的發(fā)展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。鐵路通信網(wǎng)是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具。這種大潮給電信業(yè)既帶來了機遇也帶來了挑戰(zhàn)。通信的實時性和各種非通話信息的快速發(fā)展都要求更大的光纖容量。xDSL技術在提升現(xiàn)有雙絞線性能的同時，也把帶寬瓶頸上移到主干網(wǎng)，因此電信運營商必須綜合考慮網(wǎng)絡規(guī)劃。它從技術上分為動態(tài)分配帶寬速率（適用于Internet接入、公共信息查詢等）和固定帶寬速率（適用于普通電話、可視電話、數(shù)據(jù)專線等）兩類，從傳輸方式又可為對稱型與非對稱型業(yè)務。(3)光纖接入 由于V5接入網(wǎng)接口標準的出現(xiàn)和普及，大大促進了光接入網(wǎng)的迅速發(fā)展，使它成為接入網(wǎng)發(fā)展的主流，而且光纖將逐步替代銅纜已是有線接入網(wǎng)的必然趨勢。(4)以ATM技術為基礎的無源光網(wǎng)絡（ATMPON或APON） APON的優(yōu)勢在于：它結合了ATM多業(yè)務多比特率支持能力和PON透明寬帶傳送能力，業(yè)務的接入非常靈活。APON的傳輸主要也有二種：采用單纖波分復用（131550nm粗波分復用）方式和采用單向雙纖空分復用方式。(5)利用ATM技術傳送MPEG2信號 實現(xiàn)VOD是近幾年ATM、ITUT等組織研究的一個中心內容，也是AN發(fā)展的另一趨勢。這顯然不切實際。交互式數(shù)字視頻接入系統(tǒng)（SDV）：基于光纖環(huán)路（FITL）和ATM技術的SDV，已在國外試驗，它除支持傳統(tǒng)的窄帶話音業(yè)務外，還能向用戶家庭傳送諸如VOD、數(shù)字廣播視頻業(yè)務以及模擬廣播視頻；而且，在SDV網(wǎng)絡的不同單元間還可以進行信息流（如圖像、ATM、數(shù)字包）的交換。（EPON技術推廣）在傳統(tǒng)接入網(wǎng)中，AN常常需要接入語音及數(shù)據(jù)業(yè)務，即使在光進銅退的電信建設中，綜合業(yè)務的接入仍然不可避免，為了減少網(wǎng)絡層級，提高維護質量，在一個網(wǎng)管平臺下完成業(yè)務接入及傳輸網(wǎng)絡的管理，在EPON網(wǎng)絡的組建中，有效開展綜合業(yè)務接入型ONU的試驗，通過ONU提供的POTS語音業(yè)務接口及100BaseT以太網(wǎng)業(yè)務接口，在一個ONU平臺上為客戶提供綜合業(yè)務的接入。它直接面對最終用戶提供各種業(yè)務，需要適應不同用戶對業(yè)務種類、質量、性能、帶寬等各方面不同的要求。業(yè)務驅動：隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動通信的迅速發(fā)展，語音業(yè)務被嚴重分流；同時，寬帶接入和基于寬帶的業(yè)務發(fā)展勢頭迅猛。EPON技術作為新型“最后一公里”的光纖接入方式，具有覆蓋范圍廣、網(wǎng)絡層級少、雙向帶寬高、快速實施開通等優(yōu)勢，符合接入網(wǎng)向寬帶化、光纖化發(fā)展趨勢。(2)基于SDH技術的光纖接入網(wǎng)至今還未能解決好同步問題 （特別是當環(huán)上節(jié)點數(shù)N16時）,尤其當網(wǎng)絡邊緣采用PDH或xDSL同步型接口時其低頻慢漂移現(xiàn)象對數(shù)據(jù)業(yè)務的影響更加突出。接入主干光纜采用樹形結構，一方面能夠解決建設進度和分期建設的問題，可以不必在一期工程中就按照環(huán)形結構施工，從而大大提高部署進度，滿足用戶快速發(fā)展的需求；另一方面采用樹形接入主干結構也能夠很好地實現(xiàn)接入主干線路的保護，同時可以更好地實現(xiàn)配線光纜保護。(2)突出光纜分纖盒在網(wǎng)絡結構中的位置，增加光纜分纖盒的使用和管理 在配線光纜的建設過程中，應該考慮光纜層次化問題，突出光纜分纖盒在網(wǎng)絡結構中的位置，增加光纜分纖盒的使用和管理。為了減少主干光纜的消耗，合理選擇有源或者無源方式進行匯聚是非常有效的手段，在網(wǎng)絡的規(guī)劃建設和使用過程中應該重點考慮。 在采用光纜交接箱作為光纜交接點的應