淺析GPON技術在鐵路接入網組網設計中的應用方法關鍵要點

王愉涵

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

1 前言

當前，正在大力推廣自動控制技術、通信技術以及計算機網絡技術，可以為鐵路事業的發展帶來強有力的技術支撐，促使接入網組網設計更為完善，進而保障鐵路的順利、安全、穩定運行，提高國民的鐵路出行效率，且實現各項數據、信息的有效傳輸，全面滿足鐵路各項業務需求。因此，對鐵路接入網組網設計中應用GPON技術的方法做出分析，是當前相關從業人員首要考量的問題。

2 GPON技術概念闡述

現如今，FSAN組織正在對1Gb/S以上速率的PON標準進行研究，確保可以依據標準，在運行速率提高的同時，對鐵路各項業務的開展有所適應。此種研究背景下，催生出了GPON技術，主要依靠984.X、ITU-TG標準，屬于一種無源光網絡技術，同時，也屬于運營商寬帶化、綜合化改造現存接入網的一種理想型技術，具備用戶接口豐富、覆蓋范圍廣、效率高、帶寬高等主要優勢，在無源光纖接入網中進行運用。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，還能夠以非對稱的方法在高速率下展開工作，并且，可以支持許多業務，具備極為強大的QAM能力。

3 GPON技術的特點

3.1 高帶寬、覆蓋范圍廣

對于GPON技術而言，存在較高的傳輸速率，最高能夠達成2.488Ghit每秒，帶寬較大，能夠對車站通信室的帶寬需求做出充分滿足。除此以外，GPON技術存在較廣的覆蓋面。從理論上講，此技術能夠對1：64的分路比以及1：128的分路比做出支持。前者能夠達成的傳輸距離為60km，后者能夠達成傳輸覆蓋范圍在20km。在實際的運行過程中，此技術的物理范圍能夠達成覆蓋20km的目標，而FTTB所開發的GPON技術，則能夠達成60km以上的覆蓋距離范圍。

3.2 業務接入的能力強

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技術作為依據，因此，可以對高層豐富多樣、綜合的業務完全勝任，為鐵路沿線用戶帶來更多的業務服務，例如，IP數據業務、ATM業務、DVB-C業務、視頻業務、語音業務、PDH/SDH業務等。除此以外，還能夠對TDM業務做出支持，由于TEM業務所反映的GEM幀，采取的應用標準為8kHz（125us）幀，因此，能夠對此業務起到有力的支持作用。

3.3 完善的動態帶寬分配與服務能力優秀的QoS

在GPON系統中，主要采取的算法為動態帶寬分配，在應用時，分多址的復用方法對上行數據進行傳輸的過程中，傳送下行數據能夠采取廣播的方法，分配帶寬較為靈活，因此，對于時延、丟包率以及抖動等各種QoS來講，此系統能夠將不同類型業務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，此結構均可以發揮出支持的作用，同時，也可以通用于不同業務的映射，因此，不需要轉換協議的應用，達成過程的有效簡化，實現封裝效率的提升，通常情況下，能夠提高95%，并且，對開銷字節做出減少，提高傳輸效率。

4 GPON技術在鐵路接入網組網設計中的應用

4.1 GPONOLT

在GPONOLT下應用GPON技術，可以達成匯集與管理業務的成效，通常的情況下，主要在車站通信室中設置，在建設整體GPON期間，此環節存在較高的成本，在ONU至LOT區間中，可以將40km的光纖距離創設，對我國運行鐵路的情況做出考量，普速列車站普遍達到1015km的間距，并且，快速鐵路站也超出40km的間距。由此可見，前者主要以間隔設置的方法為主，后者主要以逐站設置的方法為主。此方案中，基準為站接入業務，選取數量最多的接入節點車站，對GPONOLT進行設置，對于偏少節點數量的車站，只需要確保GPON系統運輸技術達成適應的狀態，省去設置GPONOLT的麻煩。但是，要確保區段光纜可以達成GPONONU接入GPONOLT設施的成效。通過對上述所提到的間隔設置方案進行分析，可以發現，有效減少建設投資，對設施能耗做出合理管控，為后續維護工作的順利進行起到一定的便利性。

對于采取的GPONOLT設施，主要為分等級裝備，需對站容量情況與接入節點做出綜合性考量，并且，在此基礎條件下，將與其適應的設施進行適配，確保不會對建設工程造成影響，將中遠期接入能力最大化程度預留。例如，在大型樞紐等較為關鍵的節點，在實施GPONOLT設置工作的過程中，應該在本站通信機械室中選定，進而為班組、車間與站段帶來相應的服務，進而達成OLT就近接入ONU的需求，這是對光纜敷設成本做出有效管控的關鍵因素。除此以外，均設置主要節點ONU為TypeC雙歸屬保護形式，進而對網絡各種性能做出全方面的保證。在設計工程期間，要對較為密集接入節點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的作用，滿足各個節點的帶寬接入需求。

4.2 GPONONU

根據終端用戶的規模，圍繞班組節點、車間以及站段，應用分等級設置方法，適配GPONONU設施。安裝時，需要合理選擇安裝位置，滿足日后管理中維護的需要，在最大化的程度上，實現末端布線復雜度的減少。針對于GOPN技術，能夠對IMS/NGN的基礎特性予以支持，在現實中，已有專門為鐵路專網所創建的NGN系統模式，通過此，能夠達成互聯NGN、GPON的目標，只需要利用GPONONU，便能夠對IP電話加以運用。如果鐵路局始終采取PSTN自動電話形式，則必須要進一步處理好交換機，換言之，就是將一個語音/信令網關設施進行增設，從而建起一個自動電話業務。為了能夠將運行沿線通信機械室的局限性提高，需設置一個窄帶接入網，進而達成鐵路自動通話的成效。當前，部分鐵路局如果未更新公用電話交換網，可以通過車站通信機械室，免去GPONONU操作的增設。為了能夠保障鐵路自動電話用戶的需求，可應用接入網方式，保障鐵路自動電話形式的穩定性，例如：應用處理程控交換機，增設語音/信令網關設施，從而互聯GPON，提高電纜性能，保證裂化用戶可對自動電話的各項業務有所體驗。

對于已完成NGN網絡建設或有建設意向的鐵路局，需要將GPONONU設施增設，通常的情況下，主要應用互聯NGN、GPON的方法，進而對IP電話服務需求做出滿足。對于以往的窄帶接入網系統，可以將其轉變為電話延伸的方法，進而對業務接入需求做出全面滿足。例如，將我國華為公司所推行的UA5000主流產品進行增設，這屬于寬窄帶典型的一體化設施，通過將IP接入板增設于接入網的形式，能夠達成高度互聯NGN系統的目標，通過此影響，促使鐵路沿線用戶能夠對IP電話業務有所享受。

5 結語

綜合上述的分析而言，在鐵路接入網組網設計的過程中應用GPON技術，屬于交通事業的一次技術革新，不僅能夠對鐵路運行的實際需求做出滿足，同時，還可以改善運行通信網絡的速率，為網絡數據通信的安全性、穩定性的實現起到有力的幫助。除此以外，在GPON技術應用的過程中，要對接入網絡的結構調整投入高度的重視，以促使最大化、最優化程度來改進網絡通信技術。