淺析GPON技術(shù)在鐵路接入網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法關(guān)鍵要點(diǎn)

王愉涵

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

1 前言

當(dāng)前，正在大力推廣自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以為鐵路事業(yè)的發(fā)展帶來強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，促使接入網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)更為完善，進(jìn)而保障鐵路的順利、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高國民的鐵路出行效率，且實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)、信息的有效傳輸，全面滿足鐵路各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求。因此，對鐵路接入網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用GPON技術(shù)的方法做出分析，是當(dāng)前相關(guān)從業(yè)人員首要考量的問題。

2 GPON技術(shù)概念闡述

現(xiàn)如今，F(xiàn)SAN組織正在對1Gb/S以上速率的PON標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，確?？梢砸罁?jù)標(biāo)準(zhǔn)，在運(yùn)行速率提高的同時(shí)，對鐵路各項(xiàng)業(yè)務(wù)的開展有所適應(yīng)。此種研究背景下，催生出了GPON技術(shù)，主要依靠984.X、ITU-TG標(biāo)準(zhǔn)，屬于一種無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同時(shí)，也屬于運(yùn)營商寬帶化、綜合化改造現(xiàn)存接入網(wǎng)的一種理想型技術(shù)，具備用戶接口豐富、覆蓋范圍廣、效率高、帶寬高等主要優(yōu)勢，在無源光纖接入網(wǎng)中進(jìn)行運(yùn)用。GPON較為靈活，能夠以對稱的方法在高速率下展開工作的同時(shí)，還能夠以非對稱的方法在高速率下展開工作，并且，可以支持許多業(yè)務(wù)，具備極為強(qiáng)大的QAM能力。

3 GPON技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 高帶寬、覆蓋范圍廣

對于GPON技術(shù)而言，存在較高的傳輸速率，最高能夠達(dá)成2.488Ghit每秒，帶寬較大，能夠?qū)囌就ㄐ攀业膸捫枨笞龀龀浞譂M足。除此以外，GPON技術(shù)存在較廣的覆蓋面。從理論上講，此技術(shù)能夠?qū)?：64的分路比以及1：128的分路比做出支持。前者能夠達(dá)成的傳輸距離為60km，后者能夠達(dá)成傳輸覆蓋范圍在20km。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，此技術(shù)的物理范圍能夠達(dá)成覆蓋20km的目標(biāo)，而FTTB所開發(fā)的GPON技術(shù)，則能夠達(dá)成60km以上的覆蓋距離范圍。

3.2 業(yè)務(wù)接入的能力強(qiáng)

形成GPON的TC層（即傳輸融合層），屬于全新的，其GEM幀或者是ATM信元，主要是將GFP技術(shù)作為依據(jù)，因此，可以對高層豐富多樣、綜合的業(yè)務(wù)完全勝任，為鐵路沿線用戶帶來更多的業(yè)務(wù)服務(wù)，例如，IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、DVB-C業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)、PDH/SDH業(yè)務(wù)等。除此以外，還能夠?qū)DM業(yè)務(wù)做出支持，由于TEM業(yè)務(wù)所反映的GEM幀，采取的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為8kHz（125us）幀，因此，能夠?qū)Υ藰I(yè)務(wù)起到有力的支持作用。

3.3 完善的動(dòng)態(tài)帶寬分配與服務(wù)能力優(yōu)秀的QoS

在GPON系統(tǒng)中，主要采取的算法為動(dòng)態(tài)帶寬分配，在應(yīng)用時(shí)，分多址的復(fù)用方法對上行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，傳送下行數(shù)據(jù)能夠采取廣播的方法，分配帶寬較為靈活，因此，對于時(shí)延、丟包率以及抖動(dòng)等各種QoS來講，此系統(tǒng)能夠?qū)⒉煌愋蜆I(yè)務(wù)流所提出的要求做出全面滿足。

3.4 適配封裝簡單、高效

對于GPON而言，所采取的GEM幀封裝協(xié)議存在較高的靈活性，對于不定長或者是定長的封裝類型，此結(jié)構(gòu)均可以發(fā)揮出支持的作用，同時(shí)，也可以通用于不同業(yè)務(wù)的映射，因此，不需要轉(zhuǎn)換協(xié)議的應(yīng)用，達(dá)成過程的有效簡化，實(shí)現(xiàn)封裝效率的提升，通常情況下，能夠提高95%，并且，對開銷字節(jié)做出減少，提高傳輸效率。

4 GPON技術(shù)在鐵路接入網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 GPONOLT

在GPONOLT下應(yīng)用GPON技術(shù)，可以達(dá)成匯集與管理業(yè)務(wù)的成效，通常的情況下，主要在車站通信室中設(shè)置，在建設(shè)整體GPON期間，此環(huán)節(jié)存在較高的成本，在ONU至LOT區(qū)間中，可以將40km的光纖距離創(chuàng)設(shè)，對我國運(yùn)行鐵路的情況做出考量，普速列車站普遍達(dá)到1015km的間距，并且，快速鐵路站也超出40km的間距。由此可見，前者主要以間隔設(shè)置的方法為主，后者主要以逐站設(shè)置的方法為主。此方案中，基準(zhǔn)為站接入業(yè)務(wù)，選取數(shù)量最多的接入節(jié)點(diǎn)車站，對GPONOLT進(jìn)行設(shè)置，對于偏少節(jié)點(diǎn)數(shù)量的車站，只需要確保GPON系統(tǒng)運(yùn)輸技術(shù)達(dá)成適應(yīng)的狀態(tài)，省去設(shè)置GPONOLT的麻煩。但是，要確保區(qū)段光纜可以達(dá)成GPONONU接入GPONOLT設(shè)施的成效。通過對上述所提到的間隔設(shè)置方案進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，有效減少建設(shè)投資，對設(shè)施能耗做出合理管控，為后續(xù)維護(hù)工作的順利進(jìn)行起到一定的便利性。

對于采取的GPONOLT設(shè)施，主要為分等級裝備，需對站容量情況與接入節(jié)點(diǎn)做出綜合性考量，并且，在此基礎(chǔ)條件下，將與其適應(yīng)的設(shè)施進(jìn)行適配，確保不會對建設(shè)工程造成影響，將中遠(yuǎn)期接入能力最大化程度預(yù)留。例如，在大型樞紐等較為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，在實(shí)施GPONOLT設(shè)置工作的過程中，應(yīng)該在本站通信機(jī)械室中選定，進(jìn)而為班組、車間與站段帶來相應(yīng)的服務(wù)，進(jìn)而達(dá)成OLT就近接入ONU的需求，這是對光纜敷設(shè)成本做出有效管控的關(guān)鍵因素。除此以外，均設(shè)置主要節(jié)點(diǎn)ONU為TypeC雙歸屬保護(hù)形式，進(jìn)而對網(wǎng)絡(luò)各種性能做出全方面的保證。在設(shè)計(jì)工程期間，要對較為密集接入節(jié)點(diǎn)的車站投入高度的重視，利用IOGE帶寬于GPONOLT接入層路由器中起到互聯(lián)的作用，滿足各個(gè)節(jié)點(diǎn)的帶寬接入需求。

4.2 GPONONU

根據(jù)終端用戶的規(guī)模，圍繞班組節(jié)點(diǎn)、車間以及站段，應(yīng)用分等級設(shè)置方法，適配GPONONU設(shè)施。安裝時(shí)，需要合理選擇安裝位置，滿足日后管理中維護(hù)的需要，在最大化的程度上，實(shí)現(xiàn)末端布線復(fù)雜度的減少。針對于GOPN技術(shù)，能夠?qū)MS/NGN的基礎(chǔ)特性予以支持，在現(xiàn)實(shí)中，已有專門為鐵路專網(wǎng)所創(chuàng)建的NGN系統(tǒng)模式，通過此，能夠達(dá)成互聯(lián)NGN、GPON的目標(biāo)，只需要利用GPONONU，便能夠?qū)P電話加以運(yùn)用。如果鐵路局始終采取PSTN自動(dòng)電話形式，則必須要進(jìn)一步處理好交換機(jī)，換言之，就是將一個(gè)語音/信令網(wǎng)關(guān)設(shè)施進(jìn)行增設(shè)，從而建起一個(gè)自動(dòng)電話業(yè)務(wù)。為了能夠?qū)⑦\(yùn)行沿線通信機(jī)械室的局限性提高，需設(shè)置一個(gè)窄帶接入網(wǎng)，進(jìn)而達(dá)成鐵路自動(dòng)通話的成效。當(dāng)前，部分鐵路局如果未更新公用電話交換網(wǎng)，可以通過車站通信機(jī)械室，免去GPONONU操作的增設(shè)。為了能夠保障鐵路自動(dòng)電話用戶的需求，可應(yīng)用接入網(wǎng)方式，保障鐵路自動(dòng)電話形式的穩(wěn)定性，例如：應(yīng)用處理程控交換機(jī)，增設(shè)語音/信令網(wǎng)關(guān)設(shè)施，從而互聯(lián)GPON，提高電纜性能，保證裂化用戶可對自動(dòng)電話的各項(xiàng)業(yè)務(wù)有所體驗(yàn)。

對于已完成NGN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)或有建設(shè)意向的鐵路局，需要將GPONONU設(shè)施增設(shè)，通常的情況下，主要應(yīng)用互聯(lián)NGN、GPON的方法，進(jìn)而對IP電話服務(wù)需求做出滿足。對于以往的窄帶接入網(wǎng)系統(tǒng)，可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娫捬由斓姆椒?，進(jìn)而對業(yè)務(wù)接入需求做出全面滿足。例如，將我國華為公司所推行的UA5000主流產(chǎn)品進(jìn)行增設(shè)，這屬于寬窄帶典型的一體化設(shè)施，通過將IP接入板增設(shè)于接入網(wǎng)的形式，能夠達(dá)成高度互聯(lián)NGN系統(tǒng)的目標(biāo)，通過此影響，促使鐵路沿線用戶能夠?qū)P電話業(yè)務(wù)有所享受。

5 結(jié)語

綜合上述的分析而言，在鐵路接入網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)用GPON技術(shù)，屬于交通事業(yè)的一次技術(shù)革新，不僅能夠?qū)﹁F路運(yùn)行的實(shí)際需求做出滿足，同時(shí)，還可以改善運(yùn)行通信網(wǎng)絡(luò)的速率，為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的安全性、穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)起到有力的幫助。除此以外，在GPON技術(shù)應(yīng)用的過程中，要對接入網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)調(diào)整投入高度的重視，以促使最大化、最優(yōu)化程度來改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。