光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文(2)
光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文
光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)論文篇二
地鐵光傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究
摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市軌道交通成為一個新興產(chǎn)業(yè)，面對科技的發(fā)展，地鐵運(yùn)輸為了滿足乘客的要求，使用了大量的自動化設(shè)備，為地鐵乘客提供安全和可靠的服務(wù)。文章對光傳輸技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，對光傳輸網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)進(jìn)行闡述，對光傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，可以看出光傳輸網(wǎng)絡(luò)在地鐵信號傳輸保護(hù)系統(tǒng)、帶寬利用率、網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面都具有明顯的優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞：地鐵;光傳輸網(wǎng)絡(luò);技術(shù);前景
中圖分類號：TN929.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937(2013)08-0086-02
1 地鐵光傳輸技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前在地鐵所采用的傳送網(wǎng)已經(jīng)經(jīng)過了幾代的發(fā)展，從最早的北京地鐵開始使用，到目前在全國地鐵城市地鐵信號傳輸系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)越來越先進(jìn)，應(yīng)用范圍也越來越廣。而在國外，北歐和南歐很多國家的主要城市，比如丹麥的哥本哈根、瑞典的斯德哥爾摩以及意大利的羅馬、西班牙的馬德里等城市都是使用MSTP設(shè)備，而西歐許多國家的主要城市，比如德國的柏林、英國的倫敦、法國的巴黎、比利時的布魯塞爾等采用的都是ASON設(shè)備，而在美國以及俄羅斯的多數(shù)城市，因為地鐵建設(shè)的較早，采用的多數(shù)是PDH設(shè)備。
隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，在地鐵的信息傳輸系統(tǒng)中也建立多種傳輸路由器、交換機(jī)，作為以太網(wǎng)的補(bǔ)充?？梢哉f，目前的光傳輸設(shè)備的可靠性大為提高，對信號的傳輸更準(zhǔn)確、更迅速，細(xì)節(jié)性更強(qiáng)，設(shè)備的可擴(kuò)展性更加出色。地鐵通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā)，形成了一個靈活、高效的傳輸方式。每個城市的地鐵系統(tǒng)，可以選擇適合自己城市特點(diǎn)的新技術(shù)，并充分考慮到保護(hù)現(xiàn)有信號資源及信號的良好傳輸。
2 光傳輸網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)
2.1 光傳輸網(wǎng)的性質(zhì)
一是高速大容量，為了適應(yīng)未來業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長，應(yīng)對許多不同類型的實際情況，必須提供高速大容量的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。
二是透明度，為了體現(xiàn)出光傳輸網(wǎng)絡(luò)的透明性，以發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，降低裝置的復(fù)雜性，就要對被發(fā)送的光信號進(jìn)行盡可能的電子處理。
三是連接性能，所謂的連接性能就是保證網(wǎng)絡(luò)連接不會受到實際網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)的影響而獨(dú)立建立連接能力。
四是可重構(gòu)性能，當(dāng)電纜斷開或節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前光傳輸網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)連接，重新找到一個通道路由，建立新的網(wǎng)絡(luò)連接，使用戶不會受到影響，而能重新建立連接。
五是可擴(kuò)展性，考慮到地鐵車流量和地鐵建設(shè)成本的增長，光傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有良好的可擴(kuò)展性。
2.2 光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
光網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一組節(jié)點(diǎn)和一組點(diǎn)對點(diǎn)設(shè)置的光纖鏈路。節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)分為光學(xué)元件和電氣元件兩個部分。光學(xué)元件可直接選擇由光發(fā)送節(jié)點(diǎn)或交聯(lián)的其他光多路復(fù)用，或在上路和下路進(jìn)行設(shè)置;而電部件是當(dāng)?shù)氐碾娏徒徊孢B接的電氣元件被復(fù)用。一般在地鐵光傳輸網(wǎng)絡(luò)中都是采用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的形狀。任何通信與兩個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即物理和邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。光學(xué)部件的邏輯拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，就是一個物理拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以確保分布的一般拓?fù)渲械碾姎獠考奈锢斫Y(jié)構(gòu)就有一般拓?fù)浔碚鳌?/p>
2.3 光網(wǎng)絡(luò)的生存性
在各種光網(wǎng)絡(luò)的生存性中，會經(jīng)常碰到網(wǎng)絡(luò)故障的問題，為了維持可接受的服務(wù)質(zhì)量特性，特別是在戰(zhàn)爭、火災(zāi)、電纜破損、有害輻射、其他人造或自然災(zāi)害，保持服務(wù)質(zhì)量，還不會受到通常的電磁干擾或串?dāng)_等對服務(wù)的影響。光網(wǎng)絡(luò)的生存作為網(wǎng)絡(luò)的一部分是保證網(wǎng)絡(luò)完整的必要環(huán)節(jié)。盡管使用了各種方法，對網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和操作進(jìn)行解決，以確保網(wǎng)絡(luò)的完整性，但網(wǎng)絡(luò)在實際的使用中永遠(yuǎn)不會達(dá)到真正的全部使用。
在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)的生存性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和規(guī)劃必須考慮的問題，如何恢復(fù)方案，以促進(jìn)相互合作和共享的自由，保證邊緣的不同層之間的競爭，就必須加大投資預(yù)算，以確保有效地獲得一定的可行性成本，減少投資需求的重要組成部分。在進(jìn)行恢復(fù)和保護(hù)網(wǎng)絡(luò)中，為了保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，在最初的設(shè)計時候，就應(yīng)慎重考慮在網(wǎng)絡(luò)中的這是重要的工具。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得越來越多需要解決的問題集中到了越來越少的路由器、交換機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)傳輸終端設(shè)備和傳輸鏈路里，所以每一次在網(wǎng)絡(luò)故障(鏈路或節(jié)點(diǎn)故障)情況下，會使許多用戶受到影響，而受到影響的客戶數(shù)量相比于以往的要多很多，正因為如此，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了網(wǎng)絡(luò)的生存性，特別是下一代網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計需要特別注意的最重要的元素，作為網(wǎng)絡(luò)的生存性是網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的能力的體現(xiàn)，只有進(jìn)行越來越多的改變才是重要的。
3 常見光傳輸網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)分析
地鐵運(yùn)營涉及到很多方面，有承載語音通信系統(tǒng)的運(yùn)營管理，還有數(shù)據(jù)、圖像及其他服務(wù)，這些都是為了保證行車安全所設(shè)置的系統(tǒng)，對提高運(yùn)輸效率和現(xiàn)代化管理水平，提高乘客舒適度和處理緊急情況起著重要的作用，對出現(xiàn)緊急情況還可以采取緊急避險措施，提供重要的通信保障。由于通信網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的發(fā)展，根據(jù)需要選取安全、可靠、功能合理的設(shè)備，采取技術(shù)先進(jìn)、成熟的、經(jīng)濟(jì)實用和全面的可擴(kuò)展性的通信技術(shù)。
目前在地鐵所采用的傳送網(wǎng)已經(jīng)過了幾代的發(fā)展，目前在全國城市地鐵信號傳輸系統(tǒng)中已得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)先進(jìn)，應(yīng)用廣泛。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，在地鐵的信息傳輸系統(tǒng)中也建立多種傳輸路由器、交換機(jī)，作為以太網(wǎng)的補(bǔ)充。
3.1 準(zhǔn)同步數(shù)字體系(PDH)的研究
雖然每個時鐘精度是非常高的，但總是有一些細(xì)微的差別。為了保證通信質(zhì)量，要求這些時鐘之間的差異不超過指定的范圍。因此，這種同步是不嚴(yán)格的，所謂的同步也被稱為準(zhǔn)同步。PDH傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)通信有較好的適應(yīng)性。隨著數(shù)字通信的快速發(fā)展，直接點(diǎn)對點(diǎn)傳輸越來越少，大多數(shù)的數(shù)字傳輸都要進(jìn)行轉(zhuǎn)移，因此PDH系列技術(shù)已經(jīng)不適合現(xiàn)代電信服務(wù)發(fā)展的需求，已經(jīng)不能應(yīng)對現(xiàn)代化的電信網(wǎng)絡(luò)管理的需求。SDH是近幾年出現(xiàn)的新的傳輸系統(tǒng)，可以滿足現(xiàn)行技術(shù)的需求。PDH的缺點(diǎn)是，只有本地的數(shù)字信號速率，幀結(jié)構(gòu)和光接口標(biāo)準(zhǔn)，沒有國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，這樣就造成了組網(wǎng)的困難。PDH系統(tǒng)劃分插話是非常困難的，而且速率低，重復(fù)使用不靈活。 3.2 同步數(shù)字體系(SDH)技術(shù)的研究
SDH光端機(jī)容量較大，一般是16E1到4032E1。SDH是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國貝爾通信技術(shù)研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)。國際電報電話咨詢委員會(CCITT)(現(xiàn)ITU-T)于1988年接受了SONET 概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。它可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實時業(yè)務(wù)監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)。但是，SDH也是存在一些不足之處的
一是指針調(diào)整機(jī)理復(fù)雜。SDH體制可從高速信號中直接下低速信號，省去了多級復(fù)用/解復(fù)用過程。而這種功能的實現(xiàn)是通過指針機(jī)理來完成的，指針的作用就是時刻指示低速信號的位置，以便在“拆包”時能正確地拆分出所需的低速信號，保證了SDH從高速信號中直接下低速信號的功能的實現(xiàn)?？梢哉f指針是SDH的一大特色。但是指針功能的實現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。最重要的是使系統(tǒng)產(chǎn)生SDH的一種特有抖動——由指針調(diào)整引起的結(jié)合抖動。這種抖動多發(fā)于網(wǎng)絡(luò)邊界處，其頻率低，幅度大，會導(dǎo)致低速信號在拆出后性能劣化，這種抖動的濾除會相當(dāng)困難。
二是軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性的影響。SDH的一大特點(diǎn)是OAM的自動化程度高，這也意味軟件在系統(tǒng)中占用相當(dāng)大的比重，這就使系統(tǒng)很容易受到計算機(jī)病毒的侵害，特別是在計算機(jī)病毒無處不在的今天。另外，在網(wǎng)絡(luò)層上人為的錯誤操作、軟件故障，對系統(tǒng)的影響也是致命的。這樣系統(tǒng)的安全性就成了很重要的一個方面。所以設(shè)備的維護(hù)人員必須熟悉軟件，選用可靠性較高的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>
3.3 MSTP技術(shù)的研究
MSTP是指基于SDH 平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，其名稱也有不同的叫法(如MSPP、NG-SDH等)。MSTP是在SDH的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究發(fā)展起來的，充分繼承了SDH的所有優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上，制定了開發(fā)能力強(qiáng)的更詳細(xì)的方式進(jìn)行占用的插槽的訪問。因為當(dāng)前的TCP/IP技術(shù)的應(yīng)用是一個必然的趨勢，地鐵的系統(tǒng)接口特別多，這就不能用簡單的交換機(jī)、路由器組成的以太網(wǎng)作為系統(tǒng)的主要應(yīng)用，這就需要地鐵是支持多類接口的，更需要以太網(wǎng)有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能進(jìn)行支持，所以采用MSTP技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，就符合這種需要更多接口的技術(shù)，可以滿足這種需求。
3.4 TCP/IP在地鐵應(yīng)用中的研究
是迄今為止最成功的通信協(xié)議，也是全球建立的最大的開放式網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，被成功的應(yīng)用到NTERNET技術(shù)中。隨著光纖技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖作為傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng)媒體的成本大大降低，這使得更便宜的高通量光學(xué)以太網(wǎng)建立成為可能。除了可以對地鐵進(jìn)行大量的中繼服務(wù)、低速率業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)外，以太網(wǎng)服務(wù)也占了很大的比例。地鐵以太網(wǎng)服務(wù)目前占主導(dǎo)地位的OA服務(wù)和視頻傳輸服務(wù)就是采用的這種技術(shù)。
4 結(jié) 語
綜上所述，在地鐵的通信領(lǐng)域，技術(shù)的發(fā)展日新月異，而地鐵是追求穩(wěn)定性和可靠性的，是為了更好的進(jìn)行訪問服務(wù)。小型的光傳輸網(wǎng)絡(luò)成本低，便于維護(hù)和運(yùn)營支持，視頻性能更完整，得到地鐵業(yè)界的認(rèn)可。
參考文獻(xiàn)：
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