光傳輸網(wǎng)絡技術論文(2)
光傳輸網(wǎng)絡技術論文
光傳輸網(wǎng)絡技術論文篇二
地鐵光傳輸網(wǎng)絡的研究
摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(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，地鐵運輸為了滿足乘客的要求，使用了大量的自動化設備，為地鐵乘客提供安全和可靠的服務。文章對光傳輸技術國內(nèi)外現(xiàn)狀進行了介紹，對光傳輸網(wǎng)絡的理論基礎進行闡述，對光傳輸網(wǎng)絡的關鍵技術進行了分析，可以看出光傳輸網(wǎng)絡在地鐵信號傳輸保護系統(tǒng)、帶寬利用率、網(wǎng)絡靈活性等方面都具有明顯的優(yōu)勢。
關鍵詞：地鐵;光傳輸網(wǎng)絡;技術;前景
中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937(2013)08-0086-02
1 地鐵光傳輸技術國內(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)中得到廣泛的應用，技術越來越先進，應用范圍也越來越廣。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設備，而在美國以及俄羅斯的多數(shù)城市，因為地鐵建設的較早，采用的多數(shù)是PDH設備。
隨著以太網(wǎng)技術的不斷發(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，作為以太網(wǎng)的補充?？梢哉f，目前的光傳輸設備的可靠性大為提高，對信號的傳輸更準確、更迅速，細節(jié)性更強，設備的可擴展性更加出色。地鐵通信網(wǎng)絡設備的開發(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的新技術，并充分考慮到保護現(xiàn)有信號資源及信號的良好傳輸。
2 光傳輸網(wǎng)絡的理論基礎
2.1 光傳輸網(wǎng)的性質(zhì)
一是高速大容量，為了適應未來業(yè)務量的持續(xù)增長，應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。
二是透明度，為了體現(xiàn)出光傳輸網(wǎng)絡的透明性，以發(fā)揮其優(yōu)點，降低裝置的復雜性，就要對被發(fā)送的光信號進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)絡連接不會受到實際網(wǎng)絡連接狀態(tài)的影響而獨立建立連接能力。
四是可重構性能，當電纜斷開或節(jié)點出現(xiàn)故障時，應根據(jù)當前光傳輸網(wǎng)絡上的網(wǎng)絡連接，重新找到一個通道路由，建立新的網(wǎng)絡連接，使用戶不會受到影響，而能重新建立連接。
五是可擴展性，考慮到地鐵車流量和地鐵建設成本的增長，光傳輸網(wǎng)絡應該具有良好的可擴展性。
2.2 光網(wǎng)絡的拓撲結構
光網(wǎng)絡本質(zhì)上是一組節(jié)點和一組點對點設置的光纖鏈路。節(jié)點結構分為光學元件和電氣元件兩個部分。光學元件可直接選擇由光發(fā)送節(jié)點或交聯(lián)的其他光多路復用，或在上路和下路進行設置;而電部件是當?shù)氐碾娏徒徊孢B接的電氣元件被復用。一般在地鐵光傳輸網(wǎng)絡中都是采用拓撲結構的形狀。任何通信與兩個網(wǎng)絡的拓撲結構，即物理和邏輯拓撲結構。光學部件的邏輯拓撲的網(wǎng)絡服務節(jié)點，就是一個物理拓撲的網(wǎng)絡節(jié)點，以確保分布的一般拓撲中的電氣部件的物理結構就有一般拓撲表征。
2.3 光網(wǎng)絡的生存性
在各種光網(wǎng)絡的生存性中，會經(jīng)常碰到網(wǎng)絡故障的問題，為了維持可接受的服務質(zhì)量特性，特別是在戰(zhàn)爭、火災、電纜破損、有害輻射、其他人造或自然災害，保持服務質(zhì)量，還不會受到通常的電磁干擾或串擾等對服務的影響。光網(wǎng)絡的生存作為網(wǎng)絡的一部分是保證網(wǎng)絡完整的必要環(huán)節(jié)。盡管使用了各種方法，對網(wǎng)絡的設計和操作進行解決，以確保網(wǎng)絡的完整性，但網(wǎng)絡在實際的使用中永遠不會達到真正的全部使用。
在設計網(wǎng)絡時，網(wǎng)絡的生存性是網(wǎng)絡設計和規(guī)劃必須考慮的問題，如何恢復方案，以促進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。在進行恢復和保護網(wǎng)絡中，為了保證網(wǎng)絡的正常運行，在最初的設計時候，就應慎重考慮在網(wǎng)絡中的這是重要的工具。
隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(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、交換機和其他網(wǎng)絡傳輸終端設備和傳輸鏈路里，所以每一次在網(wǎng)絡故障(鏈路或節(jié)點故障)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)絡已經(jīng)成為了網(wǎng)絡的生存性，特別是下一代網(wǎng)絡的設計需要特別注意的最重要的元素，作為網(wǎng)絡的生存性是網(wǎng)絡擴容的能力的體現(xiàn)，只有進行越來越多的改變才是重要的。
3 常見光傳輸網(wǎng)關鍵技術分析
地鐵運營涉及到很多方面，有承載語音通信系統(tǒng)的運營管理，還有數(shù)據(jù)、圖像及其他服務，這些都是為了保證行車安全所設置的系統(tǒng)，對提高運輸效率和現(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)絡傳輸設備的發(fā)展，根據(jù)需要選取安全、可靠、功能合理的設備，采取技術先進、成熟的、經(jīng)濟實用和全面的可擴展性的通信技術。
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)中已得到廣泛的應用，技術先進，應用廣泛。隨著以太網(wǎng)技術的不斷發(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，作為以太網(wǎng)的補充。
3.1 準同步數(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，這種同步是不嚴格的，所謂的同步也被稱為準同步。PDH傳統(tǒng)的點到點通信有較好的適應性。隨著數(shù)字通信的快速發(fā)展，直接點對點傳輸越來越少，大多數(shù)的數(shù)字傳輸都要進行轉移，因此PDH系列技術已經(jīng)不適合現(xiàn)代電信服務發(fā)展的需求，已經(jīng)不能應對現(xiàn)代化的電信網(wǎng)絡管理的需求。SDH是近幾年出現(xiàn)的新的傳輸系統(tǒng)，可以滿足現(xiàn)行技術的需求。PDH的缺點是，只有本地的數(shù)字信號速率，幀結構和光接口標準，沒有國際標準的要求，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，重復使用不靈活。 3.2 同步數(shù)字體系(SDH)技術的研究
SDH光端機容量較大，一般是16E1到4032E1。SDH是一種將復接、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，是美國貝爾通信技術研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(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體制。它可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發(fā)展和應用的熱點。但是，SDH也是存在一些不足之處的
一是指針調(diào)整機理復雜。SDH體制可從高速信號中直接下低速信號，省去了多級復用/解復用過程。而這種功能的實現(xiàn)是通過指針機理來完成的，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)。可以說指針是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)整引起的結合抖動。這種抖動多發(fā)于網(wǎng)絡邊界處，其頻率低，幅度大，會導致低速信號在拆出后性能劣化，這種抖動的濾除會相當困難。
二是軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性的影響。SDH的一大特點是OAM的自動化程度高，這也意味軟件在系統(tǒng)中占用相當大的比重，這就使系統(tǒng)很容易受到計算機病毒的侵害，特別是在計算機病毒無處不在的今天。另外，在網(wǎng)絡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。所以設備的維護人員必須熟悉軟件，選用可靠性較高的網(wǎng)絡拓撲。
3.3 MSTP技術的研究
MSTP是指基于SDH 平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié)點，其名稱也有不同的叫法(如MSPP、NG-SDH等)。MSTP是在SDH的基礎上進行研究發(fā)展起來的，充分繼承了SDH的所有優(yōu)點，并在此基礎上，制定了開發(fā)能力強的更詳細的方式進行占用的插槽的訪問。因為當前的TCP/IP技術的應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、路由器組成的以太網(wǎng)作為系統(tǒng)的主要應用，這就需要地鐵是支持多類接口的，更需要以太網(wǎng)有強大的網(wǎng)絡管理功能進行支持，所以采用MSTP技術進行網(wǎng)絡傳輸，就符合這種需要更多接口的技術，可以滿足這種需求。
3.4 TCP/IP在地鐵應用中的研究
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)絡通信協(xié)議，被成功的應用到NTERNET技術中。隨著光纖技術的飛速發(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以太網(wǎng)建立成為可能。除了可以對地鐵進行大量的中繼服務、低速率業(yè)務、視頻業(yè)務外，以太網(wǎng)服務也占了很大的比例。地鐵以太網(wǎng)服務目前占主導地位的OA服務和視頻傳輸服務就是采用的這種技術。
4 結 語
綜上所述，在地鐵的通信領域，技術的發(fā)展日新月異，而地鐵是追求穩(wěn)定性和可靠性的，是為了更好的進行訪問服務。小型的光傳輸網(wǎng)絡成本低，便于維護和運營支持，視頻性能更完整，得到地鐵業(yè)界的認可。
參考文獻：
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