不對(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(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?fù)湫畔⒓夹g(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不對(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(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(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點(diǎn)。世界各國(guó)普遍認(rèn)識(shí)到:解決城市的交通問(wèn)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(guò)程中，各系統(tǒng)運(yùn)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?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用多功能車輛總線(Multifunct1n Vehicle Bus，簡(jiǎn)稱:MVB)、控制器局域網(wǎng)(Controller AreaNetwork，簡(jiǎn)稱:CAN)等車輛總線標(biāo)準(zhǔn)。MVB的網(wǎng)絡(luò)速度在1.5Mb/s，CAN最高可以達(dá)到2Mb/
So
[0005]但是，對(duì)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(shí)現(xiàn)列車高速網(wǎng)絡(luò)，部分企業(yè)開(kāi)始應(yīng)用基于雙絞線的以太網(wǎng)技術(shù)和星形拓?fù)涞墓饫w以太網(wǎng)來(lái)開(kāi)發(fā)列車上的高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
[0007]但是，其在實(shí)現(xiàn)了列車高速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，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(hù)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(shí)還要充分考慮絕緣保護(hù)及串?dāng)_防護(hù)等措施。
[0008]而實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用的光纖以太網(wǎng)技術(shù)由于其拓?fù)浞绞降南拗?，其中，無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，簡(jiǎn)稱:Ρ0Ν)光網(wǎng)形成假總線型拓?fù)?，在?shí)現(xiàn)互聯(lián)時(shí)，仍然需要設(shè)置一中心交換機(jī)，用于終端間的信息交換，不能實(shí)現(xiàn)介質(zhì)上的信號(hào)廣播，在連路交換上還是屬于星形結(jié)構(gòu)，需要耗費(fèi)大量的電纜，導(dǎo)致布線復(fù)雜、設(shè)備安裝維護(hù)的工作量大等問(wèn)題。并且中央節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)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(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該列車總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅有效地實(shí)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(shí)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(dá)到上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種不對(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括有一個(gè)光纖總線，所述光纖總線包括無(wú)源光器件中的光纜和多個(gè)無(wú)源光纖分歧單元。
[0012]所述無(wú)源光纖分歧單元包括有三個(gè)端口和用于將三個(gè)端口的光信號(hào)進(jìn)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(duì)稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)；通過(guò)所述不對(duì)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(shí)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(jìn)一步地，一種不對(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還包括有多個(gè)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(jìn)一步地，所述第三端口處連接有光收發(fā)器連接口。
[0016]進(jìn)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(jìn)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(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中各終端互聯(lián)方法，該方法包括:
[0019]當(dāng)光信號(hào)來(lái)自第一端口的拓?fù)浣K端設(shè)備:
[0020]光信號(hào)通過(guò)第一端口的光纖連接器傳入無(wú)源光纖分歧單元；無(wú)源光纖分歧單元通過(guò)不對(duì)稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，將大部分光信號(hào)導(dǎo)向第一光歧路，經(jīng)過(guò)第二端口向總線延續(xù)傳輸；將小部分光信號(hào)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(hào)傳入高速光纖收發(fā)器，所述高速光纖收發(fā)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送到第三端口拓?fù)涞脑O(shè)備。
[0021]當(dāng)光信號(hào)來(lái)自第二端口的拓?fù)浣K端設(shè)備:
[0022]光信號(hào)通過(guò)第二端口的光纖連接器傳入無(wú)源光纖分歧單元；無(wú)源光纖分歧單元通過(guò)不對(duì)稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，將大部分光信號(hào)導(dǎo)向第一光歧路，經(jīng)過(guò)第一端口向總線延續(xù)傳輸；將小部分光信號(hào)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(hào)傳入高速光纖收發(fā)器，所述高速光纖收發(fā)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送到第三端口拓?fù)涞脑O(shè)備。
[0023]當(dāng)光信號(hào)來(lái)自第三端口的拓?fù)浣K端設(shè)備:
[0024]位于第三端口的拓?fù)浣K端將電信號(hào)傳入高速光纖收發(fā)器，所述高速光纖收發(fā)器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)第三端口處的光收發(fā)器連接口將光信號(hào)傳入無(wú)源光纖分歧單元；所述不對(duì)稱復(fù)用親合玻璃結(jié)將光信號(hào)分為兩個(gè)相同的光信號(hào)，分別導(dǎo)向第二光歧路和第三光歧路；然后分別經(jīng)過(guò)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(jìn)一步地，采用時(shí)分多址的方式對(duì)光路信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)三端歧路復(fù)用耦合器實(shí)現(xiàn)了光纖主干光路的不對(duì)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?fù)鋾r(shí)只能實(shí)現(xiàn)少量的終端拓展的問(wèn)題，可以使主干光路的光信號(hào)合理有效利用，大幅增加終端的可連接數(shù)量。
[0028](2)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的光網(wǎng)的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，解決了原來(lái)列車上使用星形拓?fù)浠颦h(huán)形中繼式拓?fù)浯嬖诠饫|用量大，中繼設(shè)備多和可靠性薄弱點(diǎn)多的問(wèn)題。
[0029](3)通過(guò)不對(duì)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(shí)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(jī)作為數(shù)據(jù)發(fā)送的交換中心，從而簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，并降低了設(shè)備傳送延時(shí)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(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明不對(duì)稱無(wú)源光纖列車總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0031]圖2是本發(fā)明無(wú)源光纖分歧單元的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0032]圖3是光信號(hào)來(lái)自第一端口的拓?fù)浣K端設(shè)備的原理示意圖。
[0033]圖4是光信號(hào)來(lái)自第二端口的拓?fù)浣K端設(shè)備的原理示意圖。
[0034]圖5是光信號(hào)來(lái)自第三端口的拓?fù)浣K端設(shè)備的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方法來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在本發(fā)明的示意性實(shí)施及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括有:一個(gè)光纖總線，所述光纖總線包括無(wú)源光器件中的光纜I和多個(gè)無(wú)源光纖分歧單元2。還包括有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端，圖1中只畫(huà)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(wú)源光纖分歧單元2包括有三個(gè)端口和用于將三個(gè)端口的光信號(hào)進(jìn)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(duì)稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)；其中，所述不對(duì)稱復(fù)用耦合玻璃結(jié)，通過(guò)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(guò)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(shí)現(xiàn)1*8路分光；通過(guò)所述不對(duì)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(duì)稱復(fù)用親合玻璃結(jié)將光信號(hào)分成兩份不對(duì)稱的光信號(hào)，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(shuō)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(shí)際使用需求，進(jìn)行不同比例的分光。
[0041]其中，所述第三端口