不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)及各終端互聯(lián)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道交通的線路拓撲信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)及各終端互聯(lián)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市軌道交通是屬于集多專業(yè)、多工種于一身的復(fù)雜系統(tǒng)，具有運量大、速度快、安全、準點、保護環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點。世界各國普遍認識到:解決城市的交通問題的根本出路在于優(yōu)先發(fā)展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統(tǒng)。
[0003]為保障行車過程中，各系統(tǒng)運行正常，包括行車間隔、行車線路以及行車安全，列車的通信系統(tǒng)則顯得尤為重要。
[0004]目前，列車網(wǎng)絡(luò)主要使用基于雙絞線物理介質(zhì)的總線型拓撲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用多功能車輛總線(Multifunct1n Vehicle Bus，簡稱:MVB)、控制器局域網(wǎng)(Controller AreaNetwork，簡稱:CAN)等車輛總線標準。MVB的網(wǎng)絡(luò)速度在1.5Mb/s，CAN最高可以達到2Mb/
So
[0005]但是，對于現(xiàn)代列車設(shè)備技術(shù)發(fā)展的需求，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度已經(jīng)成為了列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
[0006]為了適應(yīng)列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展需求，實現(xiàn)列車高速網(wǎng)絡(luò)，部分企業(yè)開始應(yīng)用基于雙絞線的以太網(wǎng)技術(shù)和星形拓撲的光纖以太網(wǎng)來開發(fā)列車上的高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
[0007]但是，其在實現(xiàn)了列車高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐瑫r，由于介質(zhì)是基于雙絞線等金屬導(dǎo)線技術(shù)，需要做復(fù)雜的電磁防護措施以滿足電磁兼容性要求，特別在與高壓電路共箱共柜時還要充分考慮絕緣保護及串擾防護等措施。
[0008]而實驗性應(yīng)用的光纖以太網(wǎng)技術(shù)由于其拓撲方式的限制，其中，無源光纖網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，簡稱:Ρ0Ν)光網(wǎng)形成假總線型拓撲，在實現(xiàn)互聯(lián)時，仍然需要設(shè)置一中心交換機，用于終端間的信息交換，不能實現(xiàn)介質(zhì)上的信號廣播，在連路交換上還是屬于星形結(jié)構(gòu)，需要耗費大量的電纜，導(dǎo)致布線復(fù)雜、設(shè)備安裝維護的工作量大等問題。并且中央節(jié)點負擔重，形成“瓶頸”，一旦發(fā)生故障，則全網(wǎng)受影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的，就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)，該列車總線拓撲結(jié)構(gòu)不僅有效地實現(xiàn)了列車設(shè)備間的高速互聯(lián)，而且大幅增加終端的可連接數(shù)量，同時其便于安裝并具備良好抗電磁干擾及絕緣隔離性能。
[0010]為了達到上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)，包括有一個光纖總線，所述光纖總線包括無源光器件中的光纜和多個無源光纖分歧單元。
[0012]所述無源光纖分歧單元包括有三個端口和用于將三個端口的光信號進行分路/合路的三端歧路復(fù)用耦合器；所述三端歧路復(fù)用耦合器包括有不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)；通過所述不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，第一端口與第二端口連通，形成第一光歧路，用于光纖鏈路連接；第一端口與第三端口連通，形成第二光歧路；第二端口與第三端口連通，形成第三光歧路。其中，第一光歧路和第二光歧路的最大分光比為32:1 ;第一光歧路和第三光歧路的最大分光比為32:1 ;第二光歧路和第三光歧路的分光比為1:1。
[0013]作為一種具體的實施例，所述第一光歧路和第二光歧路的分路比為19:1 ;所述第一光歧路和第三光歧路的分路比為19:1。
[0014]進一步地，一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)，還包括有多個網(wǎng)絡(luò)終端，以及連接在網(wǎng)絡(luò)終端和第三端口之間的高速光纖收發(fā)器。
[0015]進一步地，所述第三端口處連接有光收發(fā)器連接口。
[0016]進一步地，所述第一端口和第二端口處均連接有光纖連接器。
[0017]進一步地，所述光纖連接器包含有光纖接頭和陶瓷插針。
[0018]一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)中各終端互聯(lián)方法，該方法包括:
[0019]當光信號來自第一端口的拓撲終端設(shè)備:
[0020]光信號通過第一端口的光纖連接器傳入無源光纖分歧單元；無源光纖分歧單元通過不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，將大部分光信號導(dǎo)向第一光歧路，經(jīng)過第二端口向總線延續(xù)傳輸；將小部分光信號導(dǎo)向第二光歧路，經(jīng)第三端口處的光收發(fā)器連接口將光信號傳入高速光纖收發(fā)器，所述高速光纖收發(fā)器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳送到第三端口拓撲的設(shè)備。
[0021]當光信號來自第二端口的拓撲終端設(shè)備:
[0022]光信號通過第二端口的光纖連接器傳入無源光纖分歧單元；無源光纖分歧單元通過不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，將大部分光信號導(dǎo)向第一光歧路，經(jīng)過第一端口向總線延續(xù)傳輸；將小部分光信號導(dǎo)向第二光歧路，經(jīng)第三端口處的光收發(fā)器連接口將光信號傳入高速光纖收發(fā)器，所述高速光纖收發(fā)器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳送到第三端口拓撲的設(shè)備。
[0023]當光信號來自第三端口的拓撲終端設(shè)備:
[0024]位于第三端口的拓撲終端將電信號傳入高速光纖收發(fā)器，所述高速光纖收發(fā)器將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，經(jīng)第三端口處的光收發(fā)器連接口將光信號傳入無源光纖分歧單元；所述不對稱復(fù)用親合玻璃結(jié)將光信號分為兩個相同的光信號，分別導(dǎo)向第二光歧路和第三光歧路；然后分別經(jīng)過第一端口、第二端口處的光纖連接器向總線延續(xù)傳輸。
[0025]進一步地，采用時分多址的方式對光路信號數(shù)據(jù)進行調(diào)制/解調(diào)。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0027](I)通過三端歧路復(fù)用耦合器實現(xiàn)了光纖主干光路的不對稱分光功能，克服了現(xiàn)有I分2分光技術(shù)導(dǎo)致主光路(第一光歧路)總線型拓撲時只能實現(xiàn)少量的終端拓展的問題，可以使主干光路的光信號合理有效利用，大幅增加終端的可連接數(shù)量。
[0028](2)實現(xiàn)了真正意義上的光網(wǎng)的總線型拓撲結(jié)構(gòu)，解決了原來列車上使用星形拓撲或環(huán)形中繼式拓撲存在光纜用量大，中繼設(shè)備多和可靠性薄弱點多的問題。
[0029](3)通過不對稱的三端分歧復(fù)用耦合玻璃結(jié)，使光網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)各終端的直接廣播式發(fā)送，避免了現(xiàn)有PON必須設(shè)立中心交換機作為數(shù)據(jù)發(fā)送的交換中心，從而簡化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并降低了設(shè)備傳送延時環(huán)節(jié)和重復(fù)性帶寬占用，提高了傳輸效率和帶寬利用率。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明不對稱無源光纖列車總線拓撲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0031]圖2是本發(fā)明無源光纖分歧單元的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0032]圖3是光信號來自第一端口的拓撲終端設(shè)備的原理示意圖。
[0033]圖4是光信號來自第二端口的拓撲終端設(shè)備的原理示意圖。
[0034]圖5是光信號來自第三端口的拓撲終端設(shè)備的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合附圖以及具體實施方法來詳細說明本發(fā)明，在本發(fā)明的示意性實施及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0036]如圖1、2所不，本發(fā)明一種光纖網(wǎng)絡(luò)總線拓撲結(jié)構(gòu)，包括有:一個光纖總線，所述光纖總線包括無源光器件中的光纜I和多個無源光纖分歧單元2。還包括有多個網(wǎng)絡(luò)終端，圖1中只畫出了 4各終端。以及連接在網(wǎng)絡(luò)終端和第三端口 23之間的高速光纖收發(fā)器。
[0037]所述無源光纖分歧單元2包括有三個端口和用于將三個端口的光信號進行分路/合路的三端歧路復(fù)用耦合器24 ;所述三端歧路復(fù)用耦合器包括有不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)；其中，所述不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，通過熔融拉錐技術(shù)，在玻璃結(jié)的三端各自形成1*2的分光錐，通過多模型熔融拉伸至合適的分光比，其中最大可拉至32:1，最多可以實現(xiàn)1*8路分光；通過所述不對稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，第一端口 21與第二端口 22連通，形成第一光歧路，用于光纖鏈路連接，也即主干路，即總線路。第一端口 21與第三端口 23連通，形成第二光歧路242 ;第二端口 22與第三端口 23連通，形成第三光歧路243。
[0038]其中，本發(fā)明的不對稱復(fù)用親合玻璃結(jié)將光信號分成兩份不對稱的光信號，分別導(dǎo)向第一光歧路241和第二光歧路242或第三光歧路243。
[0039]優(yōu)選地，所述第一光歧路241和第二光歧路242的分路比可以是19:1 ;所述第一光歧路241和第三光歧路243的分路比可以是19:1 ;所述第二光歧路242和第三光歧路243的分路比為I:lo
[0040]需要說明的是，本發(fā)明不同歧路之間的分路比并不限制于32:1，19:1或1:1，根據(jù)實際使用需求，進行不同比例的分光。
[0041]其中，所述第三端口