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摘 要：当前我国铁路逐渐迎来信息化，沿线逐渐使用图像、数据、话务以及视频等方式开展传输，而它们均密切关联于区间通信系统。随着我国社会经济的快速发展与高新技术的逐渐研发，区间通信系统也面临着挑战与机遇。在传统区间通信系统中主要使用模拟与电缆设备，诸多能力受到限制，例如通信距离、抗干扰以及带宽等。因此，本文将对铁路区间光通信系统予以重新构建，以与当前铁路通信需求中的高可靠性与高带宽等要求相符，现探讨其构建思路。
关键词：铁路区间光通信系统；思路；构建
在铁路专用通信系统中区间通信系统是重要内容，主要供铁路区间工作人员联系于管理人员、车站值班员以及调度员等，进行业务交流。同时，还系统还可构建应急通信传输通道，主要用于防洪抢险与应急救援活动中。在传统区间通信系统中语音业务为主要方式，通信则在极大程度上依赖已经沿着铁路敷设的铜质电缆，造价与维护成本花费大，可靠性低，与当前宽带化与快速化发展要求不相符合，故而逐渐开发出区间光通信系统。该系统延续了传统通信系统中的语音功能，同时还能够为既有业务例如视频监控与应急通信等构建宽带传输通道，且具有稳定性与透明性。下文首先分析铁路区间光通信系统的主要构成，而言探讨其构建思路。
1 铁路区间光通信系统构成
铁路区间光通信系统主要包括站内设备、区间设备、网管设备以及用户终端等，主要使用的技术为EPON（以太无源光网络），现分述如下：
1.1 站内设备
主要包括四个功能模块，具体为以太网交换、E1/以太网桥、EPON局端OLT以及VoIP交换。在为区间设备供电时主要使用直流远供升压模块。站内设备的主要作用在于接入区间设备中上传的类型多样的业务数据，同时还可结合具体业务类型对数据信息予以接入，使其与相关系统相连接。与此同时，站内设备还可提供诸多音频接口，主要是为自动网与调度交换机提供，还允许外接区间防护电话与抢险专线。当前在站内设备间开展连接时主要使用铁路既有承载网，推荐使用环形或者双归属连接，并与中心系统例如程控交换机或者应急抢险予以连接，构成具有完整性的区间通信系统。站内设备提供的接口主要有E1与LAN，可结合现有承载网的具体状况对SDH传统系统与数据网予以选择，若SDH传输系统具有MSTP功能则其接口推荐使用FE。
1.2区间设备
区间设备同样由4个功能模块构成，具体为内置通话装置、光分路耦合器、EPON用户端ONU以及语音模块，同时还包括外部接口与电源。一般而言，在站间区间通话柱中对区间设备予以设置，且最佳组网方式为区间设备连接于上下行站内设备时主要通过1芯光纤，而后构成主通道以及备用通道。若站内光纤资源不足或者设备缺乏，则可结合实际情况明确区间组网方式。
1.3网管设备
网管设备的主要功能为对区间光通信系统予以日常维护管理与设备配置，在连接于站内设备时即可经由LAN接口的数据通信网，亦可使用现有传输系统。
1.4 终端设备
即用户类型不一的业务活动例如数据与通话设备相连于网络系统或者区间设备，终端设备类型也众多，例如无线移动终端、IP高清摄像机以及数字/模拟电话等，进而实现数据/话音功能。
2 铁路区间光通信系统的思路构建
PON技术主要是对无源器件予以充分使用，进而拥有点对多点接口的光传输网络。当前PON技术类型较多，例如GPON、APON、EPON以及BPON等。其中EPON技术主要由IEEE提出，主要使用的格式为以太网帧封装格式，主要特点为延续PON网的以太网与高带宽交换设备低成本等，故而被称为“最后一英里”，属于公认的优良解决方案。本文在构建铁路区间光通信系统时主要采用EPON技术。
EPON系统主要由三个部分组成，具体为ODN（光分配网络）、OLT（光线路终端）以及ONU（光网络单元），如下图1所示。拥有双向传输功能，主要依靠单芯光纤，上下行波长不一。在EPON技术中使用的上下行传输技术具有不一致性。从OLT到ONU进行数据传输时主要使用广播下行，反之从ONU到OLT则主要使用TDM（时分复用）上行。EPON在为OLT对ONU的时隙分配提供支持时，主要经由MAC控制子层对其MPCP（多点控制协议）予以有效控制。在具体运行过程中OLT向ONU发布授权帧时具有周期性特点，ONU会处于授权时隙中对状态帧予以发送，报告OLT本地具体状况，其中允许含有ONU当前缓存的队列信息。结合ONU的传输时延与上述信息可促使OLT向ONU提前对下周期的上行宽带予以分配。在分配上行宽带时对于具体分配算法依赖性较大，主要有动态与静态分配算法。其中动态算法使用较多，因其具有较高的带宽利用率与灵活性，且时延较低。结合所使用的上行带宽分配算法，在统一时钟的作用下向ONU对上行传输时隙予以分配，进而促使在统计复用基础上的TDM宽带分配机制得到实现。除此之外，EPON系统还具有OUN认证与自动注册功能，故而ONU具有安全可靠性、即插即用以及动态部署等功能，同时OLT还具有延时补偿与测距补偿，进而整个系统具有同步性。
该技术与点对点结构存在差异性，在EPON网络中主要使用的是拓扑结构，且为点到多点方式，可促使局端设备OLT的使用率获得提升，同时还降低光接口数量，使得光纤用量减少，管理成本大幅度下降。在EPON系统的网络拓扑结构中多为环形、树形以及总线形，其中树形使用率最高。在具体使用过程中，需与类型不一的分光器相结合，例如非均分与均分等，对各种网络拓扑结构予以衍生，在诸多业务中均可获得使用。
结束语
综上所述，在铁路通信系统中区间光通信系统作用重大，且与传统铜缆接入系统性相比具有传输距离远、安全可靠、使用成本低、覆盖范围大的特点，在建设铁路区间接入网中被广泛使用。同时，该系统还可为救援与抢险活动提供应急通道，在最大程度上减少人身伤害与财产损失。而在使用EPON技术构建铁路区间光通信系统时还存在一些问题，仍需具体探究，以促使数据传输通道更加完善与快速。■
参考文献
[1] 李润武，冯占武，鲍金华.铁路区间光通信系统在集通铁路的应用[J].中国铁路，2014，03：86-89.
[2] 刘国富.区间光通信系统在铁路行业的应用前景[J].中国铁路，2013，04：78-80.
[3] 黃池翔.铁路区间光通信系统的业务模块设计[D].西南交通大学，2011.
关键词：铁路区间光通信系统；思路；构建
在铁路专用通信系统中区间通信系统是重要内容，主要供铁路区间工作人员联系于管理人员、车站值班员以及调度员等，进行业务交流。同时，还系统还可构建应急通信传输通道，主要用于防洪抢险与应急救援活动中。在传统区间通信系统中语音业务为主要方式，通信则在极大程度上依赖已经沿着铁路敷设的铜质电缆，造价与维护成本花费大，可靠性低，与当前宽带化与快速化发展要求不相符合，故而逐渐开发出区间光通信系统。该系统延续了传统通信系统中的语音功能，同时还能够为既有业务例如视频监控与应急通信等构建宽带传输通道，且具有稳定性与透明性。下文首先分析铁路区间光通信系统的主要构成，而言探讨其构建思路。
1 铁路区间光通信系统构成
铁路区间光通信系统主要包括站内设备、区间设备、网管设备以及用户终端等，主要使用的技术为EPON（以太无源光网络），现分述如下：
1.1 站内设备
主要包括四个功能模块，具体为以太网交换、E1/以太网桥、EPON局端OLT以及VoIP交换。在为区间设备供电时主要使用直流远供升压模块。站内设备的主要作用在于接入区间设备中上传的类型多样的业务数据，同时还可结合具体业务类型对数据信息予以接入，使其与相关系统相连接。与此同时，站内设备还可提供诸多音频接口，主要是为自动网与调度交换机提供，还允许外接区间防护电话与抢险专线。当前在站内设备间开展连接时主要使用铁路既有承载网，推荐使用环形或者双归属连接，并与中心系统例如程控交换机或者应急抢险予以连接，构成具有完整性的区间通信系统。站内设备提供的接口主要有E1与LAN，可结合现有承载网的具体状况对SDH传统系统与数据网予以选择，若SDH传输系统具有MSTP功能则其接口推荐使用FE。
1.2区间设备
区间设备同样由4个功能模块构成，具体为内置通话装置、光分路耦合器、EPON用户端ONU以及语音模块，同时还包括外部接口与电源。一般而言，在站间区间通话柱中对区间设备予以设置，且最佳组网方式为区间设备连接于上下行站内设备时主要通过1芯光纤，而后构成主通道以及备用通道。若站内光纤资源不足或者设备缺乏，则可结合实际情况明确区间组网方式。
1.3网管设备
网管设备的主要功能为对区间光通信系统予以日常维护管理与设备配置，在连接于站内设备时即可经由LAN接口的数据通信网，亦可使用现有传输系统。
1.4 终端设备
即用户类型不一的业务活动例如数据与通话设备相连于网络系统或者区间设备，终端设备类型也众多，例如无线移动终端、IP高清摄像机以及数字/模拟电话等，进而实现数据/话音功能。
2 铁路区间光通信系统的思路构建
PON技术主要是对无源器件予以充分使用，进而拥有点对多点接口的光传输网络。当前PON技术类型较多，例如GPON、APON、EPON以及BPON等。其中EPON技术主要由IEEE提出，主要使用的格式为以太网帧封装格式，主要特点为延续PON网的以太网与高带宽交换设备低成本等，故而被称为“最后一英里”，属于公认的优良解决方案。本文在构建铁路区间光通信系统时主要采用EPON技术。
EPON系统主要由三个部分组成，具体为ODN（光分配网络）、OLT（光线路终端）以及ONU（光网络单元），如下图1所示。拥有双向传输功能，主要依靠单芯光纤，上下行波长不一。在EPON技术中使用的上下行传输技术具有不一致性。从OLT到ONU进行数据传输时主要使用广播下行，反之从ONU到OLT则主要使用TDM（时分复用）上行。EPON在为OLT对ONU的时隙分配提供支持时，主要经由MAC控制子层对其MPCP（多点控制协议）予以有效控制。在具体运行过程中OLT向ONU发布授权帧时具有周期性特点，ONU会处于授权时隙中对状态帧予以发送，报告OLT本地具体状况，其中允许含有ONU当前缓存的队列信息。结合ONU的传输时延与上述信息可促使OLT向ONU提前对下周期的上行宽带予以分配。在分配上行宽带时对于具体分配算法依赖性较大，主要有动态与静态分配算法。其中动态算法使用较多，因其具有较高的带宽利用率与灵活性，且时延较低。结合所使用的上行带宽分配算法，在统一时钟的作用下向ONU对上行传输时隙予以分配，进而促使在统计复用基础上的TDM宽带分配机制得到实现。除此之外，EPON系统还具有OUN认证与自动注册功能，故而ONU具有安全可靠性、即插即用以及动态部署等功能，同时OLT还具有延时补偿与测距补偿，进而整个系统具有同步性。
该技术与点对点结构存在差异性，在EPON网络中主要使用的是拓扑结构，且为点到多点方式，可促使局端设备OLT的使用率获得提升，同时还降低光接口数量，使得光纤用量减少，管理成本大幅度下降。在EPON系统的网络拓扑结构中多为环形、树形以及总线形，其中树形使用率最高。在具体使用过程中，需与类型不一的分光器相结合，例如非均分与均分等，对各种网络拓扑结构予以衍生，在诸多业务中均可获得使用。
结束语
综上所述，在铁路通信系统中区间光通信系统作用重大，且与传统铜缆接入系统性相比具有传输距离远、安全可靠、使用成本低、覆盖范围大的特点，在建设铁路区间接入网中被广泛使用。同时，该系统还可为救援与抢险活动提供应急通道，在最大程度上减少人身伤害与财产损失。而在使用EPON技术构建铁路区间光通信系统时还存在一些问题，仍需具体探究，以促使数据传输通道更加完善与快速。■
参考文献
[1] 李润武，冯占武，鲍金华.铁路区间光通信系统在集通铁路的应用[J].中国铁路，2014，03：86-89.
[2] 刘国富.区间光通信系统在铁路行业的应用前景[J].中国铁路，2013，04：78-80.
[3] 黃池翔.铁路区间光通信系统的业务模块设计[D].西南交通大学，2011.