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摘要：随着通信网络传输技术的进步，光纤入户已经成为国内运营商主流技术，主要实现方式是基于无源光网络PON技术，以光网络单元ONU作为信号接收端、以光分路器网络作为光传输中间节点，以光线路终端OLT为光传输核心设备的全光交换区域网络通信覆盖。其传输距离可覆盖半径10公里的区域，具有广泛的商业实用性。现如今随着5G技术的快速普及，园区5G和工业5G也成为依托于光交换技术的重要应用领域，基于传统工业环网交换机体系的在园区新型大颗粒数据的业务需求下开始难以满足。为了更好解决作为人流密集的大型机场园区的高质量通信覆盖问题，更好地为园区客户人流、工作人员及管理业务的提供信息数据服务。本文主要讲述全光交换技术在大型机场园区通信网络系统中的应用。
关键词：全光交换；大型机场园区；PON
引言
传统的飞机场园区通信网络主要采用的是工业级环网交换机技术，环网交换机技术对于机场园区工控系统数据传输具有高稳定性和容错性的特点，在之前的以工业环境监控为目的机场园区中有很好的应用展现。但对于大型飞机场中客户人流的集中式上网和集中式图像视频传输需求很难满足。同样也不适应以动态图像传输为主的新工业通信网络交换需求。在工业5G的场景应用方面也较难满足。因此本文对全光交换技术在大型机场园区通信网络系统中的应用的讨论具有一定的必要性。
1光交换技术是机场园区通信网络系统中的重要技术
光交换技术是以光纤作为主要数据传输介质的通信传输技术。相对电交换技术具有传输距离长、传输数据量大等优势。现代化大型民用机场园区内通信网络系统具有接入点分散、大数据并发量、核心业务安全稳定性要求高、距离远等特点。以高清视频流为主要数据的视频监控、图像识别等业务对于园区网络的高带宽和可靠性提出了更高的要求。随着业务扩展和通信流量需求的增长。能够实现长距离，大数据流传输的光交换技术在机场园区通信网络系统中的应用具有越来越高的重要性。
2大型机场园区通信网络分析
2.1 大型机场园区通信业务需求分析
大型机场园区主要由客货运装载区和飞行运行区组成。其功能性建筑主要包括：客运航站楼及其附属设施、货运装载区、停机坪、滑行道、跑道及其附属设施、机库等维修设施、特种车辆车库、油料库、机场办公区、空管设施区。大型机场园区具有占地面积广、配套设施多、人流量大、安全要求高等特点要求。其地理位置一般距离市中心较远，以满足客户移动通信需求的运营商会在园区内专门设立LTE基站，作为公共移动通信核心。一般大型机场园区占地较广可达20平方公里以上，年旅客吞吐量可达5000万人次以上。以某市新建国际飞行机场为例，此机场为原有机场的扩建，位于市郊，包含新建旅客航站楼、楼前交通中心及停车库、飞行区为4E级别，新建两条跑道、三条平行滑道、旅客配套、交通配套、能源配套、工作人员配套等。整个机场园区总占地约25平方公里，年旅客吞吐量可达6000万人次。其通信网络覆盖应是以航站楼和交通中心为核心的飞机场全部区域。
2.2 大型机场园区通信网络业务类别分析
大型机场园区数据传输业务主要包括：工作人员办公通信业务、视频安防通信业务、围界防护通信业务、园区工控通信业务、站内物联网通信业务、两关一检通信业务、国内国际航班信息交互业务、飞行区建筑通信业务等。另为拓展提升客户服务质量，还应为客户人群提供园区上网通信业务。
大型机场园区通信业务按类别主要分为以下3类：1、以高清视频流为主大颗粒流媒体数据传输业务。此类业务信息接入点较分散、需要较高的接入带宽并依托于视频流汇总存储。总体通道带宽要求较高，对于每个接入点的通信稳定性要求一般，但对于存储中心通信稳定性要求较高。2、以工控信号为主的分散式小数据包传输业务，此类业务重视数据传输的准确性和稳定性，追求低延迟。3、以园区内外数据交互为主的数据传输业务。此类业务既有旅客上网业务、也公共信息和公安信息数据传输业务，对于数据的准确性、安全性有较高要求。大型机场园区可根据以上业务数据流需求建立完善的全光交换通信网络。
3 全光交换技术在大型机场园区通信网络业务应用分析
3.1 大型机场园区传统通信业务应用分析
以园区视频监控工程为例，通信业务主要分为接入层、汇聚层、核心层。其网络拓扑结构主要为树形拓扑，前端接入层交换机通过网线接收每个视频监控点位的视频数据，每路视频数据传输速度不低于2Mbps，接入层交换机通过将几十路视频数据转发至汇聚层交换机，与汇聚交换机传输带宽需求不低于1Gbps，汇聚交换机至核心交换机多是在上百台摄像机视频数据流并发的情况，与核心交换机传输带宽需求不低于10Gbps，核心交换机至视频数据存储侧的数据流是全园区视频数据的汇总转发，全园区视频点位基本已达上千点位，核心交换机自身需要不低于1000Gbps背板带宽，考虑到核心层数据传输的稳定性，还需增加一台同样性能的核心交换机作为热备和负载均衡。结合园区工控物联网业务，还应考虑接入层设备信号的稳定性和低延迟，接入层可采用环网交换机组成环形拓扑并按业务划分虚拟专网VLAN与视频流业务在物理信号通道上进行有效隔离。再结合旅客人群站内移动终端信息服务和工作人员站内办公及生活移动终端信息服务，还需增加至少一套交换机网络。因此整个机场园区形成了多重网络并行的交换机网络，此类复合型网络拓扑结构在整体通信网络质量升级和系统维护上存在一定困难，且所有汇聚交换机均为有源设备，其所负责区域信号受自身故障的同时也存在断电故障的风险。
3.2 全光交换技术在大型机场园区通信业务应用
全光交换技术的应用主要体现在信号汇聚和传输上。用光线路终端OLT和光网络单元ONU作为核心层和接入层交换机、接入端设备的光传输通道。取代了汇聚层交换机作为通信网络系统中信号中继和汇聚设备的作用。将三层或三层以上的网络结构从物理结构和逻辑架构分层上简化为了接入和核心两层，有效降低了通信网络结构的复杂程度，充分的简化了交换机网络系统，避免由环网风暴产生的风险。主干光纤通道采用无源设备光分路器将光源传输至机场园区内的各个分散点位。单点通信受损不影响区域业务和整体业务，提升了整体通信业务的稳定性。OLT设备传输自身具有超大带宽的特点，单路光纤带宽可达10Gbps。全光交换技术在园区通信网络建设一次性投入和运行维护等方面更具有经济性。在业务扩展方面基本只需要增加光纤通道即可，降低了布线和网络调整难度。为后期的各种业务拓展提供便利。OLT光信号传输半径所覆盖区域可完全满足超大型机场园区的需求，整体节省电能也起到了一定的节能环保的作用。
结语
综上所述，伴随科学技术与经济的不断发展，智能化与信息化服务水平的不断提高，人们的消费水平也会不断提升。大型机场作为区域交通核心的高位优势也会不断展现，大型机场所需配套服务水平也必引领时代潮流。全光交换技术在通信网络系统中具有广泛的应用性和技术成熟性，结合5G业务和应用场景的不断扩展，全光交换技术在大型机场通信网络中的应用也会成为主流趋势。
参考文献：
[1]张坚平、陈怡、张届新. 面向FTTH的应用通道关键技术及组网研究[J].电信科学，2012，28（11）
[2]朱奇. GPON技术在机场通信中的应用研究[D].电子版，2007（12）.