不對稱無源光纖列車總線拓撲結構及各終端互聯方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軌道交通的線路拓撲信息技術領域，尤其涉及一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結構及各終端互聯方法。
【背景技術】
[0002]城市軌道交通是屬于集多專業、多工種于一身的復雜系統，具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節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先發展以軌道交通為骨干的城市公共交通系統。
[0003]為保障行車過程中，各系統運行正常，包括行車間隔、行車線路以及行車安全，列車的通信系統則顯得尤為重要。
[0004]目前，列車網絡主要使用基于雙絞線物理介質的總線型拓撲網絡結構，采用多功能車輛總線(Multifunct1n Vehicle Bus，簡稱:MVB)、控制器局域網(Controller AreaNetwork，簡稱:CAN)等車輛總線標準。MVB的網絡速度在1.5Mb/s，CAN最高可以達到2Mb/
So
[0005]但是，對于現代列車設備技術發展的需求，網絡傳輸速度已經成為了列車網絡技術發展的瓶頸。
[0006]為了適應列車網絡技術發展需求，實現列車高速網絡，部分企業開始應用基于雙絞線的以太網技術和星形拓撲的光纖以太網來開發列車上的高速網絡應用。
[0007]但是，其在實現了列車高速網絡傳輸的同時，由于介質是基于雙絞線等金屬導線技術，需要做復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]而實驗性應用的光纖以太網技術由于其拓撲方式的限制，其中，無源光纖網絡(Passive Optical Network，簡稱:Ρ0Ν)光網形成假總線型拓撲，在實現互聯時，仍然需要設置一中心交換機，用于終端間的信息交換，不能實現介質上的信號廣播，在連路交換上還是屬于星形結構，需要耗費大量的電纜，導致布線復雜、設備安裝維護的工作量大等問題。并且中央節點負擔重，形成“瓶頸”，一旦發生故障，則全網受影響。
【發明內容】
[0009]本發明的目的，就是克服現有技術的不足，提供一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結構，該列車總線拓撲結構不僅有效地實現了列車設備間的高速互聯，而且大幅增加終端的可連接數量，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，采用如下技術方案:
[0011]一種不對稱無源光纖列車總線拓撲結構，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/合路的三端歧路復用耦合器；所述三端歧路復用耦合器包括有不對稱復用耦合玻璃結；通過所述不對稱復用耦合玻璃結，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構，還包括有多個網絡終端，以及連接在網絡終端和第三端口之間的高速光纖收發器。
[0015]進一步地，所述第三端口處連接有光收發器連接口。
[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構中各終端互聯方法，該方法包括:
[0019]當光信號來自第一端口的拓撲終端設備:
[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用耦合玻璃結，將大部分光信號導向第一光歧路，經過第二端口向總線延續傳輸；將小部分光信號導向第二光歧路，經第三端口處的光收發器連接口將光信號傳入高速光纖收發器，所述高速光纖收發器將光信號轉換成電信號，傳送到第三端口拓撲的設備。
[0021]當光信號來自第二端口的拓撲終端設備:
[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用耦合玻璃結，將大部分光信號導向第一光歧路，經過第一端口向總線延續傳輸；將小部分光信號導向第二光歧路，經第三端口處的光收發器連接口將光信號傳入高速光纖收發器，所述高速光纖收發器將光信號轉換成電信號，傳送到第三端口拓撲的設備。
[0023]當光信號來自第三端口的拓撲終端設備:
[0024]位于第三端口的拓撲終端將電信號傳入高速光纖收發器，所述高速光纖收發器將電信號轉換成光信號，經第三端口處的光收發器連接口將光信號傳入無源光纖分歧單元；所述不對稱復用親合玻璃結將光信號分為兩個相同的光信號，分別導向第二光歧路和第三光歧路；然后分別經過第一端口、第二端口處的光纖連接器向總線延續傳輸。
[0025]進一步地，采用時分多址的方式對光路信號數據進行調制/解調。
[0026]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0027](I)通過三端歧路復用耦合器實現了光纖主干光路的不對稱分光功能，克服了現有I分2分光技術導致主光路(第一光歧路)總線型拓撲時只能實現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量。
[0028](2)實現了真正意義上的光網的總線型拓撲結構，解決了原來列車上使用星形拓撲或環形中繼式拓撲存在光纜用量大，中繼設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用耦合玻璃結，使光網結構可以實現各終端的直接廣播式發送，避免了現有PON必須設立中心交換機作為數據發送的交換中心，從而簡化了網絡設備，并降低了設備傳送延時環節和重復性帶寬占用，提高了傳輸效率和帶寬利用率。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發明不對稱無源光纖列車總線拓撲結構的結構原理示意圖。
[0031]圖2是本發明無源光纖分歧單元的結構原理示意圖。
[0032]圖3是光信號來自第一端口的拓撲終端設備的原理示意圖。
[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備的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合附圖以及具體實施方法來詳細說明本發明，在本發明的示意性實施及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0036]如圖1、2所不，本發明一種光纖網絡總線拓撲結構，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。還包括有多個網絡終端，圖1中只畫出了 4各終端。以及連接在網絡終端和第三端口 23之間的高速光纖收發器。
[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/合路的三端歧路復用耦合器24 ;所述三端歧路復用耦合器包括有不對稱復用耦合玻璃結；其中，所述不對稱復用耦合玻璃結，通過熔融拉錐技術，在玻璃結的三端各自形成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1*8路分光；通過所述不對稱復用耦合玻璃結，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，本發明的不對稱復用親合玻璃結將光信號分成兩份不對稱的光信號，分別導向第一光歧路241和第二光歧路242或第三光歧路243。
[0039]優選地，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，根據實際使用需求，進行不同比例的分光。
[0041]其中，所述第三端口