浅谈光纤接入网技术在铁路通信工程中的应用

摘要：随着铁路列车向高速化与准高速化方向的迈进，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。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。本文即详细阐述了光纤接入网技术在铁路通信工程中的应用要点。

关键词：光纤接入网；铁路通信工程；拓扑结构；配线；软件

中图分类号：U285文献标识码：A

光纤接入网技术概述

（一）概念

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。

（二）光纤接入网的拓扑结构

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：总线形、环形和星形。

总线形结构

总线形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。

环形结构

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。

星形结构

星形结构是各用户结构终端通过一个位于中央节点具有控制和交换功能和星形耦合器进行信息交换，这种结构属于并联形结构。

（三）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：

光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。

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。

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。

铁路通信工程中光纤接入网技术的应用

（一）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。

（二）主要业务说明

光纤接入网在铁路通信的应用中，其主要的业务通常是由公用以及专用两种，这里就以专用业务为例进行说明，专用业务主要是由通信专用、数据专用以及一些多媒体业务构成的。通信专用主要指的是包括调度、区间、专用等在内的电话装置。数据专用指的是包括对铁路信息、运输调整等在内的管理以及监测控制。多媒体业务主要指的是包含多媒体会议等在内的多媒体应用。

（三）接入系统功能

满足铁路全线固定语音公务通信需求；满足与铁路专用移动通信网、既有铁路自动电话专网及公众自动电话网的互联要求；满足调度电话的接入；系统网管能完成标准管理信息的交换及安全管理、配置管理、故障管理和性能管理, 并提供与通信综合网管的接口；接入系统能实现区间话音、数据、图像等业务的接入、处理和传送, 并实现统一网管；具有基于64k的交叉功能，能实现ONU 之间VF 2W/4W 直通功能。

（四）接入网系统设备安装施工工艺及方法

1、配线装备说明

以光纤接入设备中的线路以及文件设计要求为基础，再参照相应的设计图进行机架的装备设计，在机架的侧门设计上，要特别留一些预备空间；在配线装备的设计的电缆设备中，不要设计接头装备，进行卡接操作时运用的操作工具是卡接钳；在配线装备的准备工作中，要实现将地线承接好，要注意电阻值的合理设计；系统内部的各个配线装备之间的隔离使用工具为隔离片，系统内部的外线各个端口之间要设置保安单元格。

2、设备充电以及软件调试

光纤接入网络技术应用中的设备充电操作要进行一系列的准备工作，例如确认电路板以及子架等相关设备的安装位置的准确性以及稳固性；确保相应装置的配线操作的完整，以达到虚接或者混接概率为零；务必要系统电源进行调试，确保电源调试后符合预期设计；地线装置完成后要确保完好的性能；在对上述操作进行了完好确认后，即可进行相应设备的充电工作，在半个小时后，即可进入到系统内部的单机测试工作。在单机测试中主要是对系统音频接入端口以及数据接收端口以及低数据端口的接收端口设备的测试。

3、单机测试

单机测试可与设备安装配线流水进行，对于接人单元，单机调测试主要是连通性试验，包括:音频接口连通测试、64 K数据接口连通测试、低速数据接口连通测试。

4、系统测试

系统测试选择含有网管中心的端站作为中心测试点，各中间站配合调测。具体过程内容:单机测试合格后，进行设备连通，首先对内置SDH 系统的光通道指标进行测试，进行系统设置、传输性能测试、系统功能试验、接人设备测试、终端设备接人试验、网管功能试验。

结语

综上，随着铁路跨越式的发展，铁路通信网络建设取得了飞速的发展。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传输和接人方式，实现了铁路通信网络的升级，适应了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。

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