光时分复用在铁路区间光通信系统中的应用研究

摘要

铁路区间采用光纤通信方式，可以大大增加系统的传输带宽，同时光纤防电磁干扰的优点可使区间通信的质量更高。随着目前市场上铜价的飞涨，用光纤代替铜缆也成为了一种趋势。因此，在满足需求的前提下，研究一种铁路区间光纤通信系统具有实际意义。
　　 按照铁路区间通信规范中对区间电话系统的要求，本文提出一种基于光时分复用技术、采用无源光网络结构的铁路区间光纤通信系统设计方案，针对系统硬件设计中的几个关键问题进行了研究并解决，主要工作如下：
　　 1.根据各无源光接口的结构，充分考虑实际光纤传输中各种因素的影响，进行了链路光功率均衡设计。按照光功率均衡的条件，通过优化设计给出了各节点分路器的最优设计方案，可使链路用到的光分路器种类最少，有利于减少成本投入。
　　 2.设计了同步时钟恢复电路、复用电路、解复用电路和协议处理电路这四个核心电路。同步时钟恢复电路可从接收信号中获得基准时钟信息并生成同步时钟，实现了系统各无源光接口间的光同步；复用电路通过时序控制可使发射信号在光域中复用到对应的时隙；解复用电路可从接收信号中解下所需数据；协议处理电路使CPLD芯片能够与外部单片机进行通信，从而让系统具备自动控制机制。
　　 3.以四个核心功能电路为基础设计了主控端、终端和副主控端的核心电路，其中主控端和副主控端为端站设备，终端为站间设备。基于此搭建了一个区间通信系统，按照规范要求进行了一系列实验，对实验结果进行了分析，并将该套系统在沪昆线上的金马村和秧田冲两车站之间进行了现场实验，结果证明了方案的可行性。