不对称无源光纤列车总线拓扑结构及各终端互联方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轨道交通的线路拓扑信息技术领域，尤其涉及一种不对称无源光纤列车总线拓扑结构及各终端互联方法。
【背景技术】
[0002]城市轨道交通是属于集多专业、多工种于一身的复杂系统，具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。世界各国普遍认识到:解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。
[0003]为保障行车过程中，各系统运行正常，包括行车间隔、行车线路以及行车安全，列车的通信系统则显得尤为重要。
[0004]目前，列车网络主要使用基于双绞线物理介质的总线型拓扑网络结构，采用多功能车辆总线(Multifunct1n Vehicle Bus，简称:MVB)、控制器局域网(Controller AreaNetwork，简称:CAN)等车辆总线标准。MVB的网络速度在1.5Mb/s，CAN最高可以达到2Mb/
So
[0005]但是，对于现代列车设备技术发展的需求，网络传输速度已经成为了列车网络技术发展的瓶颈。
[0006]为了适应列车网络技术发展需求，实现列车高速网络，部分企业开始应用基于双绞线的以太网技术和星形拓扑的光纤以太网来开发列车上的高速网络应用。
[0007]但是，其在实现了列车高速网络传输的同时，由于介质是基于双绞线等金属导线技术，需要做复杂的电磁防护措施以满足电磁兼容性要求，特别在与高压电路共箱共柜时还要充分考虑绝缘保护及串扰防护等措施。
[0008]而实验性应用的光纤以太网技术由于其拓扑方式的限制，其中，无源光纤网络(Passive Optical Network，简称:Ρ0Ν)光网形成假总线型拓扑，在实现互联时，仍然需要设置一中心交换机，用于终端间的信息交换，不能实现介质上的信号广播，在连路交换上还是属于星形结构，需要耗费大量的电缆，导致布线复杂、设备安装维护的工作量大等问题。并且中央节点负担重，形成“瓶颈”，一旦发生故障，则全网受影响。
【发明内容】
[0009]本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种不对称无源光纤列车总线拓扑结构，该列车总线拓扑结构不仅有效地实现了列车设备间的高速互联，而且大幅增加终端的可连接数量，同时其便于安装并具备良好抗电磁干扰及绝缘隔离性能。
[0010]为了达到上述目的，采用如下技术方案:
[0011]一种不对称无源光纤列车总线拓扑结构，包括有一个光纤总线，所述光纤总线包括无源光器件中的光缆和多个无源光纤分歧单元。
[0012]所述无源光纤分歧单元包括有三个端口和用于将三个端口的光信号进行分路/合路的三端歧路复用耦合器；所述三端歧路复用耦合器包括有不对称复用耦合玻璃结；通过所述不对称复用耦合玻璃结，第一端口与第二端口连通，形成第一光歧路，用于光纤链路连接；第一端口与第三端口连通，形成第二光歧路；第二端口与第三端口连通，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为32:1 ;第一光歧路和第三光歧路的最大分光比为32:1 ;第二光歧路和第三光歧路的分光比为1:1。
[0013]作为一种具体的实施例，所述第一光歧路和第二光歧路的分路比为19:1 ;所述第一光歧路和第三光歧路的分路比为19:1。
[0014]进一步地，一种不对称无源光纤列车总线拓扑结构，还包括有多个网络终端，以及连接在网络终端和第三端口之间的高速光纤收发器。
[0015]进一步地，所述第三端口处连接有光收发器连接口。
[0016]进一步地，所述第一端口和第二端口处均连接有光纤连接器。
[0017]进一步地，所述光纤连接器包含有光纤接头和陶瓷插针。
[0018]一种不对称无源光纤列车总线拓扑结构中各终端互联方法，该方法包括:
[0019]当光信号来自第一端口的拓扑终端设备:
[0020]光信号通过第一端口的光纤连接器传入无源光纤分歧单元；无源光纤分歧单元通过不对称复用耦合玻璃结，将大部分光信号导向第一光歧路，经过第二端口向总线延续传输；将小部分光信号导向第二光歧路，经第三端口处的光收发器连接口将光信号传入高速光纤收发器，所述高速光纤收发器将光信号转换成电信号，传送到第三端口拓扑的设备。
[0021]当光信号来自第二端口的拓扑终端设备:
[0022]光信号通过第二端口的光纤连接器传入无源光纤分歧单元；无源光纤分歧单元通过不对称复用耦合玻璃结，将大部分光信号导向第一光歧路，经过第一端口向总线延续传输；将小部分光信号导向第二光歧路，经第三端口处的光收发器连接口将光信号传入高速光纤收发器，所述高速光纤收发器将光信号转换成电信号，传送到第三端口拓扑的设备。
[0023]当光信号来自第三端口的拓扑终端设备:
[0024]位于第三端口的拓扑终端将电信号传入高速光纤收发器，所述高速光纤收发器将电信号转换成光信号，经第三端口处的光收发器连接口将光信号传入无源光纤分歧单元；所述不对称复用親合玻璃结将光信号分为两个相同的光信号，分别导向第二光歧路和第三光歧路；然后分别经过第一端口、第二端口处的光纤连接器向总线延续传输。
[0025]进一步地，采用时分多址的方式对光路信号数据进行调制/解调。
[0026]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0027](I)通过三端歧路复用耦合器实现了光纤主干光路的不对称分光功能，克服了现有I分2分光技术导致主光路(第一光歧路)总线型拓扑时只能实现少量的终端拓展的问题，可以使主干光路的光信号合理有效利用，大幅增加终端的可连接数量。
[0028](2)实现了真正意义上的光网的总线型拓扑结构，解决了原来列车上使用星形拓扑或环形中继式拓扑存在光缆用量大，中继设备多和可靠性薄弱点多的问题。
[0029](3)通过不对称的三端分歧复用耦合玻璃结，使光网结构可以实现各终端的直接广播式发送，避免了现有PON必须设立中心交换机作为数据发送的交换中心，从而简化了网络设备，并降低了设备传送延时环节和重复性带宽占用，提高了传输效率和带宽利用率。
【附图说明】
[0030]图1是本发明不对称无源光纤列车总线拓扑结构的结构原理示意图。
[0031]图2是本发明无源光纤分歧单元的结构原理示意图。
[0032]图3是光信号来自第一端口的拓扑终端设备的原理示意图。
[0033]图4是光信号来自第二端口的拓扑终端设备的原理示意图。
[0034]图5是光信号来自第三端口的拓扑终端设备的原理示意图。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明，在本发明的示意性实施及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0036]如图1、2所不，本发明一种光纤网络总线拓扑结构，包括有:一个光纤总线，所述光纤总线包括无源光器件中的光缆I和多个无源光纤分歧单元2。还包括有多个网络终端，图1中只画出了 4各终端。以及连接在网络终端和第三端口 23之间的高速光纤收发器。
[0037]所述无源光纤分歧单元2包括有三个端口和用于将三个端口的光信号进行分路/合路的三端歧路复用耦合器24 ;所述三端歧路复用耦合器包括有不对称复用耦合玻璃结；其中，所述不对称复用耦合玻璃结，通过熔融拉锥技术，在玻璃结的三端各自形成1*2的分光锥，通过多模型熔融拉伸至合适的分光比，其中最大可拉至32:1，最多可以实现1*8路分光；通过所述不对称复用耦合玻璃结，第一端口 21与第二端口 22连通，形成第一光歧路，用于光纤链路连接，也即主干路，即总线路。第一端口 21与第三端口 23连通，形成第二光歧路242 ;第二端口 22与第三端口 23连通，形成第三光歧路243。
[0038]其中，本发明的不对称复用親合玻璃结将光信号分成两份不对称的光信号，分别导向第一光歧路241和第二光歧路242或第三光歧路243。
[0039]优选地，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的分路比为I:lo
[0040]需要说明的是，本发明不同歧路之间的分路比并不限制于32:1，19:1或1:1，根据实际使用需求，进行不同比例的分光。
[0041]其中，所述第三端口