光纖接入網與鐵路通信網組網-免費閱讀

　　

【正文】 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，在網絡的規劃建設和使用過程中應該重點考慮。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形結構施工，從而大大提高部署進度，滿足用戶快速發展的需求；另一方面采用樹形接入主干結構也能夠很好地實現接入主干線路的保護，同時可以更好地實現配線光纜保護。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、網絡層級少、雙向帶寬高、快速實施開通等優勢，符合接入網向寬帶化、光纖化發展趨勢。它直接面對最終用戶提供各種業務，需要適應不同用戶對業務種類、質量、性能、帶寬等各方面不同的要求。交互式數字視頻接入系統（SDV）：基于光纖環路（FITL）和ATM技術的SDV，已在國外試驗，它除支持傳統的窄帶話音業務外，還能向用戶家庭傳送諸如VOD、數字廣播視頻業務以及模擬廣播視頻；而且，在SDV網絡的不同單元間還可以進行信息流（如圖像、ATM、數字包）的交換。(5)利用ATM技術傳送MPEG2信號 實現VOD是近幾年ATM、ITUT等組織研究的一個中心內容，也是AN發展的另一趨勢。(4)以ATM技術為基礎的無源光網絡（ATMPON或APON） APON的優勢在于：它結合了ATM多業務多比特率支持能力和PON透明寬帶傳送能力，業務的接入非常靈活。它從技術上分為動態分配帶寬速率（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、數據專線等）兩類，從傳輸方式又可為對稱型與非對稱型業務。通信的實時性和各種非通話信息的快速發展都要求更大的光纖容量。鐵路通信網是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具。鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向，并達到與公用網的統一。 (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。例如，我國的國家與省級有線電視干線網就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(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，從而保證了整個網絡穩定可靠，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橫向兼容，降低了聯網成本。目前能對收發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。確切地說，是接收與發送數字信號之間某些比特的差異。這種傷害有多種多樣，統稱數字傳輸損傷。通常，驗收指標往往比設計指標略低，具體值由相關方協商，ITUT不作規定。、。　　在這樣的光接入設計下，假設光纖通信系統目前共有n個網元。網同步方式的選擇直接影響到整個網絡的性能。　　根據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（最小發送功率）；Pr(接收靈敏度）；Pp（光通道代價）；Pm（系統富裕度）；αc(FC/PC接頭損耗)；αf(光纖損耗包括接頭損耗)；Dsr(最大色散)。同時，環形結構的使用將會產生較高的工程投資。故鐵路光纖通信傳輸系統的等級可選為STM1或STM4，根據鐵路線對光纖通信傳輸系統容量需求的統計，其傳輸話務、數據、圖像等業務的主通道2Mb/s口的需求量為27個，故STM1等級SDH光纖通信傳輸系統已完全能滿足其業務傳輸對容量的需求。SDH幀結構中安排有豐富的開銷比特用于網絡的管理，故網絡的運行、管理、維護能力強大，同時SDH網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品環境，實現網絡的橫向兼容性；節約網絡建設成本，有利于網絡的后期管理，提高管理水平。它們在未來鐵路通信網的發展中將會起到至關重要的作用。SDV采用光纖接入系統和ATM技術，采用分層面的方式提供電話、數據和視像信號的傳輸。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。如果綜合兩種網絡，優勢互補，就能接入不同容量的用戶。 其中最主要的是FTTC、FTTP兩種形式。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網絡兼容；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務，適應性強。這種結構屬串聯型結構，特點是:共享主干光纖，節省線路投資，增刪節點容易，彼此干擾較小；但缺點是損耗累積，用戶接收機的動態范圍要求較高；對主干光纖的依賴性太強。而有源系統需進行光電、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。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技術生存和發展的關鍵。第二步實現一次群和二次群電路仿真業務，提供企業內部網的連接和企業電話及數據業務。 　　接入網用SDH的最新發展趨勢是支持IP接入，目前至少需要支持以太網接口的映射，于是除了攜帶話音業務量以外，可以利用部分SDH凈負荷來傳送IP業務，從而使SDH也能支持IP的接入。隨著SDH技術引入，傳輸系統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、監控等過程的功能。有源光網絡又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON。光線路終端提供對自身和用戶端的維護和監控，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。通過光線路終端(OLT)與業務節點相連，通過光網絡單元(ONU)與用戶連接。4 光纖接入網近幾年來，發達國家和地區加快了接入網的建設，采用的方式除了繼續使用IDLC外，還使用了cable modem（電纜調制解調器）、ADSL（不對稱數字用戶線）等方式，用以支持高速因特網接入、多媒體視像、虛擬專用網（VPN）接入等寬帶業務需求。發展新技術，充分利用雙絞線，是電信界始終關注的熱點。當然，在發展接入網絡時，技術并非惟一的因素，在多數情況下，為了節省投資并減少建設和改造的難度和時間，要根據不同的業務需求和不同的網絡條件來選擇最為經濟合理的接入技術方案。隨著我國“光進銅退”趨勢的加快，EPON/GEPON已經成為FTTB/FTTC、FTTO、FTTH的一種重要技術。EPON/GEPON采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網之上提供多種業務，其特點是技術成熟、維護成本低、速率較高，但在支持TDM業務方面還有待進步。 　　目前主流的接入網技術主要有xDSL、以太網接入技術、EPON/GEPON、GPON和WiMAX。缺點是所需光纖代價較高，組網靈活性較差，對中央節點的可靠性要求極高。：Q3Q3 業務節點（SN） 接入網（AN） 電信管理網（TMN）業務節點接口（SNI）用戶網絡接口（UNI） 接入網的界定(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絡結構。 　　SNI是接入網和業務節點之間的接口，可分為支持單一接入的SNI和綜合接入的SNI。例如剛建成的秦皇島至沈陽的高鐵客運專線就是采用的移動通信系統包括400MHz的無線列調系統和800MHz的集群移動通信系統，考慮到集群移動通信系統在越區切換過程中會存在信息的流失，因此將數據通信部分交由無線列調系統來完成，集群移動通信系統僅進行區間通信（如大三角功能的話音通信，公務通信以及應急搶險通信等），并留有調度電話進入的余地和接入公用通信網的功能。這一系統應該采用小區制，并完成大三角功能。就鐵路的通信網來看，接入網占有相當大的比重，包括有線接入網和無線接入網兩大部分。調度電話系統鐵路調度電話系統分為列車調度電話系統、電力調度電話系統、貨運調度電話系統和列車無線調度電話系統。，設于鐵路分局所在地或通路轉接適中的匯接點。(2)鐵路長途通信網是傳遞長途電話、電報、數據、傳真、圖像等話音業務和非話音業務信息的專用通信網。、局線網、本地網、接入網鐵路傳送網分為長途(干、局線)傳送網、本地傳送網及本地接入網。鐵道部所在地的通信樞紐稱為總通信樞紐(簡稱總樞紐),若干個路局組成一個區域，其匯接中心稱局間通信樞紐（簡稱局間樞紐）,總樞紐和局間樞紐屬于同一等級；鐵路局所在地的通信樞紐稱局通信樞紐（簡稱局樞紐）,鐵路分局所在地或某些特定匯接點稱分通信樞紐（簡稱分樞紐）。還要考慮通信系統的容量擴充性問題，選擇便于擴容的通信方式。主要有四個特點：一是組網方式靈活，保證了鐵路現代通信的高可靠性要求；二是在電路和接口配置上可以根據鐵路每站業務的不同而做到按需配置，在同類業務可以在OLT處做到交叉整合向上一級傳輸，節約電路和投資；在自動電話業務中以V5接口提供高集成比用戶接入，為鐵路及鐵通在自動電話業務需求上有足夠的支持且投資較低；三是在各種低、高速數據節點、視頻業務節點和租用線等多業務節點方面鐵路光接入網系統適合現有我國鐵路各車站的信息管理和文化傳播。接入網應采用同步數字傳輸(SDH)或基于SDH的多業務平臺(MSTP)等光纖接入技術。鐵路通信網應滿足鐵路通信的需要，提供包括話音、數據、圖像等各種信息的通信業務。鐵路通信的發展方向應為數字化、寬帶化、智能化、綜合化。區間用戶可采用光纖、電纜或無線等接入方式。 隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展，不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能，以適應高速列車通信的需求，而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務。從系統高可靠性的要求出發，還必須與別的系統(如微波／租用線路等)結合起來構成一個統一的整體，以此提供必要的備份。分樞紐以下，基干路由的終端站稱端站。長途干線傳送網為鐵道部至各鐵路局、鐵路局之間以及鐵道部指定的重要地段的信息傳送網絡，組織長途干線傳送網的線路為一級干線，在各路局通信節點及一級干線交叉點處設置數字交叉連接設備(DXC)，建成格狀DXC網。(3)鐵路長途通信網是一個獨立和完整的專用通信網，具備鐵路需求的結構與標準。，設于分樞紐以下的長途通路與地區交換網接續的地點。在區段有線通信系統中，包括前三個調度電話系統，并為列車無線調度電話系統提供傳輸信道。鐵路有線接入網的情況與電信的接入通信網相似，鐵道部將在未來的數年內建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網，它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網，組織建設的可以支持眾多信息服務的、具有多媒體通信能力的全國范圍的數據傳輸網絡。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，必須可以實現線路管理區間的公務移動通信功能，同時還必須能夠實現調度中心與列車司機室之間實時的雙向數據通信功能。 3 接入網技術簡介所謂接入網是指骨干網絡到用戶終端之間的所有設備。支持單一接入的標準化接口主要有提供ISDN基本速率（2B+D）的V1接口和一次群速率（30B+D）的V3接口，支持綜合業務接入的接口目前有V5接口，、。其特點是共享主干光纖，節約線路投資，增刪節點容易，動態范圍要求較高，彼此干擾效小。 (4)樹形結構:類似于樹枝形狀，呈分級結構，在交接箱和分線盒處采用多個分路器，將信號逐級向下分配，最高級的端局具有很強的控制協調能力。　　xDSL分為非對稱數字用戶線(ADSL)和高速數字用戶線(VDSL)。　　GPON(GigabitCapablePON)，具有高帶寬、高效率、大覆蓋范圍、用戶接口豐富等眾多優點，被大多數運營商視為實現接入網業務寬帶化、綜合化改造的理想技術。　　不同于EPON/GEPON，GPON基于標準的GEM幀，可以將TDM業務映射到GEM幀中，能夠直接支持TDM業務。　　總體來說，PON(EPON、GPON)技術應該是寬帶接入網絡的發展方向，特別是隨著三網融合的推進，以EPON、GPON為代表的技術將會在FTTx中得到大量的應用。所謂銅線接入技術，是指在非加感的用戶線上，采用先進的數字處理技術來提高雙絞線的傳輸容量，向用戶提供各種業務的技術，主要有數字線對增益(DPG)、高比特率數字用戶線(HDSL)、不對稱數字用戶線(ADSL)、甚高數據速率用戶線(VDSL)等技術。我國的一些發達省市也在進行寬帶接入網的試驗。光纖接入網包括遠端設備——光網絡單元和局端設備——光線路終端，它們通過傳輸設備相連。ONU的作用是為接入網提供用戶側的接口。有源光網絡的局端設備（CE） 和遠端設備（RE）通過有源光傳輸設備相連，傳輸技術是骨干網中已大量采用的SDH和PDH技術。SDH 通過多種容器C和虛容器VC以及級聯的復幀結構的定義，使其可支持多種電路層的業務，如各種速率的異步數字系列、DQDB、FDDI、ATM等，以及將來可能出現的各種新業務。支持的方式有多種，除了現有的PPP方式外，利用VC12的級聯方式來支持IP傳輸也是一種效率較高的方式。第三步實現以太網接口，提供互聯網上網業務和VLAN業務。 　　IPPON的上層是IP，這種方式可更加充分地利用網絡資源，容易實現系統帶寬的動態分配，簡化中間層的復雜設備。 (4)無源光網絡適用于點對多點通信，僅利用無源分光器實現光功率的分配。 　　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。缺點是成本太高，每戶都需要單獨的一對光纖或一根光纖（雙向波分復用），要通向千家萬戶，就需要上千芯的光纜，難于處理，而且每戶都需要專用的光源檢測器，相當復雜。FTTC主要是為住宅用戶提供服務的，光網絡單元（ONU）設置在路邊，即用