浅析GPON技术在铁路接入网组网设计中的应用方法关键要点

王愉涵

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

1 前言

当前，正在大力推广自动控制技术、通信技术以及计算机网络技术，可以为铁路事业的发展带来强有力的技术支撑，促使接入网组网设计更为完善，进而保障铁路的顺利、安全、稳定运行，提高国民的铁路出行效率，且实现各项数据、信息的有效传输，全面满足铁路各项业务需求。因此，对铁路接入网组网设计中应用GPON技术的方法做出分析，是当前相关从业人员首要考量的问题。

2 GPON技术概念阐述

现如今，FSAN组织正在对1Gb/S以上速率的PON标准进行研究，确保可以依据标准，在运行速率提高的同时，对铁路各项业务的开展有所适应。此种研究背景下，催生出了GPON技术，主要依靠984.X、ITU-TG标准，属于一种无源光网络技术，同时，也属于运营商宽带化、综合化改造现存接入网的一种理想型技术，具备用户接口丰富、覆盖范围广、效率高、带宽高等主要优势，在无源光纤接入网中进行运用。GPON较为灵活，能够以对称的方法在高速率下展开工作的同时，还能够以非对称的方法在高速率下展开工作，并且，可以支持许多业务，具备极为强大的QAM能力。

3 GPON技术的特点

3.1 高带宽、覆盖范围广

对于GPON技术而言，存在较高的传输速率，最高能够达成2.488Ghit每秒，带宽较大，能够对车站通信室的带宽需求做出充分满足。除此以外，GPON技术存在较广的覆盖面。从理论上讲，此技术能够对1：64的分路比以及1：128的分路比做出支持。前者能够达成的传输距离为60km，后者能够达成传输覆盖范围在20km。在实际的运行过程中，此技术的物理范围能够达成覆盖20km的目标，而FTTB所开发的GPON技术，则能够达成60km以上的覆盖距离范围。

3.2 业务接入的能力强

形成GPON的TC层（即传输融合层），属于全新的，其GEM帧或者是ATM信元，主要是将GFP技术作为依据，因此，可以对高层丰富多样、综合的业务完全胜任，为铁路沿线用户带来更多的业务服务，例如，IP数据业务、ATM业务、DVB-C业务、视频业务、语音业务、PDH/SDH业务等。除此以外，还能够对TDM业务做出支持，由于TEM业务所反映的GEM帧，采取的应用标准为8kHz（125us）帧，因此，能够对此业务起到有力的支持作用。

3.3 完善的动态带宽分配与服务能力优秀的QoS

在GPON系统中，主要采取的算法为动态带宽分配，在应用时，分多址的复用方法对上行数据进行传输的过程中，传送下行数据能够采取广播的方法，分配带宽较为灵活，因此，对于时延、丢包率以及抖动等各种QoS来讲，此系统能够将不同类型业务流所提出的要求做出全面满足。

3.4 适配封装简单、高效

对于GPON而言，所采取的GEM帧封装协议存在较高的灵活性，对于不定长或者是定长的封装类型，此结构均可以发挥出支持的作用，同时，也可以通用于不同业务的映射，因此，不需要转换协议的应用，达成过程的有效简化，实现封装效率的提升，通常情况下，能够提高95%，并且，对开销字节做出减少，提高传输效率。

4 GPON技术在铁路接入网组网设计中的应用

4.1 GPONOLT

在GPONOLT下应用GPON技术，可以达成汇集与管理业务的成效，通常的情况下，主要在车站通信室中设置，在建设整体GPON期间，此环节存在较高的成本，在ONU至LOT区间中，可以将40km的光纤距离创设，对我国运行铁路的情况做出考量，普速列车站普遍达到1015km的间距，并且，快速铁路站也超出40km的间距。由此可见，前者主要以间隔设置的方法为主，后者主要以逐站设置的方法为主。此方案中，基准为站接入业务，选取数量最多的接入节点车站，对GPONOLT进行设置，对于偏少节点数量的车站，只需要确保GPON系统运输技术达成适应的状态，省去设置GPONOLT的麻烦。但是，要确保区段光缆可以达成GPONONU接入GPONOLT设施的成效。通过对上述所提到的间隔设置方案进行分析，可以发现，有效减少建设投资，对设施能耗做出合理管控，为后续维护工作的顺利进行起到一定的便利性。

对于采取的GPONOLT设施，主要为分等级装备，需对站容量情况与接入节点做出综合性考量，并且，在此基础条件下，将与其适应的设施进行适配，确保不会对建设工程造成影响，将中远期接入能力最大化程度预留。例如，在大型枢纽等较为关键的节点，在实施GPONOLT设置工作的过程中，应该在本站通信机械室中选定，进而为班组、车间与站段带来相应的服务，进而达成OLT就近接入ONU的需求，这是对光缆敷设成本做出有效管控的关键因素。除此以外，均设置主要节点ONU为TypeC双归属保护形式，进而对网络各种性能做出全方面的保证。在设计工程期间，要对较为密集接入节点的车站投入高度的重视，利用IOGE带宽于GPONOLT接入层路由器中起到互联的作用，满足各个节点的带宽接入需求。

4.2 GPONONU

根据终端用户的规模，围绕班组节点、车间以及站段，应用分等级设置方法，适配GPONONU设施。安装时，需要合理选择安装位置，满足日后管理中维护的需要，在最大化的程度上，实现末端布线复杂度的减少。针对于GOPN技术，能够对IMS/NGN的基础特性予以支持，在现实中，已有专门为铁路专网所创建的NGN系统模式，通过此，能够达成互联NGN、GPON的目标，只需要利用GPONONU，便能够对IP电话加以运用。如果铁路局始终采取PSTN自动电话形式，则必须要进一步处理好交换机，换言之，就是将一个语音/信令网关设施进行增设，从而建起一个自动电话业务。为了能够将运行沿线通信机械室的局限性提高，需设置一个窄带接入网，进而达成铁路自动通话的成效。当前，部分铁路局如果未更新公用电话交换网，可以通过车站通信机械室，免去GPONONU操作的增设。为了能够保障铁路自动电话用户的需求，可应用接入网方式，保障铁路自动电话形式的稳定性，例如：应用处理程控交换机，增设语音/信令网关设施，从而互联GPON，提高电缆性能，保证裂化用户可对自动电话的各项业务有所体验。

对于已完成NGN网络建设或有建设意向的铁路局，需要将GPONONU设施增设，通常的情况下，主要应用互联NGN、GPON的方法，进而对IP电话服务需求做出满足。对于以往的窄带接入网系统，可以将其转变为电话延伸的方法，进而对业务接入需求做出全面满足。例如，将我国华为公司所推行的UA5000主流产品进行增设，这属于宽窄带典型的一体化设施，通过将IP接入板增设于接入网的形式，能够达成高度互联NGN系统的目标，通过此影响，促使铁路沿线用户能够对IP电话业务有所享受。

5 结语

综合上述的分析而言，在铁路接入网组网设计的过程中应用GPON技术，属于交通事业的一次技术革新，不仅能够对铁路运行的实际需求做出满足，同时，还可以改善运行通信网络的速率，为网络数据通信的安全性、稳定性的实现起到有力的帮助。除此以外，在GPON技术应用的过程中，要对接入网络的结构调整投入高度的重视，以促使最大化、最优化程度来改进网络通信技术。