簡談長大區(qū)間通信解決方案

李玲姣

(中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600)

在站間距離小于15 km的區(qū)段，鐵路區(qū)間電話的解決方案根據(jù)無線通信的制式不同而不同，當(dāng)無線通信采用GSM-R技術(shù)時(shí)，鐵路區(qū)間電話通過手持機(jī)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)無線通信采用無線列調(diào)制式時(shí)，區(qū)間通信主要使用0.9 mm芯徑的低頻對稱電纜作為傳輸媒質(zhì)。

隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，站間距離不斷加大，出現(xiàn)30 km的長大區(qū)間。當(dāng)采用GSM-R制式時(shí)，由于區(qū)間基站間距通常為5 km左右，因此不存在長區(qū)間通話問題。當(dāng)采用無線列調(diào)制式時(shí)，根據(jù)電氣化鐵路的實(shí)地測量，0.9 mm芯徑的低頻電纜線路在敷設(shè)、接續(xù)、接地和環(huán)阻等測試項(xiàng)目均良好的條件下，能夠提供話音業(yè)務(wù)的極限傳輸距離為15 km，因此，采用0.9 mm芯徑的低頻電纜無法滿足區(qū)間通話的業(yè)務(wù)需求。

對于無線列調(diào)區(qū)段，解決長區(qū)間通話時(shí)可采用以下幾種方案解決。

1 低頻電纜中部斷開方案

目前，在我國鐵路區(qū)間通信采用的解決方案通常為：在鐵路沿線電纜區(qū)段設(shè)置通話柱，在車站設(shè)置車站數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)，通過區(qū)間敷設(shè)的低頻電纜將其連接，實(shí)現(xiàn)以音頻通信為主的簡單通信方式。其通信方式為：區(qū)間通話柱電話呼叫上行車站值班員時(shí)，可直接通過在上行車站設(shè)置的數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)完成；呼叫下行車站值班員時(shí)，需要先發(fā)出撥號請求至上行車站數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)，經(jīng)處理后仍通過電纜線對與下行車站數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)建立連接，實(shí)現(xiàn)與下行車站值班員的通話。根據(jù)《本地電話網(wǎng)用戶線路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，用戶電纜線路環(huán)路電阻一般不大于1 800 Ω（包括話機(jī)電阻），即語音信號在用戶電纜上的最大傳輸距離=(1 800－話機(jī)內(nèi)阻)／環(huán)阻，環(huán)阻越大，自動(dòng)電話語音信號在電纜上的傳輸距離越短。對于長大區(qū)間，由于區(qū)間過長，導(dǎo)致用戶電纜線路環(huán)路電阻過大，致使靠近上行車站的區(qū)間只能呼叫上行車站值班員，而靠近下行車站的區(qū)間無法呼叫上下行車站值班員。

采用中部斷開方案解決長大區(qū)間通信方式：把區(qū)間電纜從區(qū)間中部位置斷開，把原來電纜接入下行調(diào)度分系統(tǒng)的上行區(qū)間接口改為接入下行區(qū)間接口（如圖1所示）?？拷闲袀?cè)區(qū)間通話柱電話呼叫上行車站值班員時(shí)，可直接通過在上行車站設(shè)置的數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)完成；呼叫下行車站值班員時(shí)，需在上行車站數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)新增一個(gè)共電口，由共電口轉(zhuǎn)接入網(wǎng)傳到下行車站，在下行車站的接入網(wǎng)引接一個(gè)話機(jī)實(shí)現(xiàn)?？拷滦袀?cè)區(qū)間通話柱呼叫值班員方式與靠近上行側(cè)區(qū)間通話住呼叫方式一致。

該方案操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)，但傳輸距離仍然有限。常用于不超過30 km的既有鐵路設(shè)計(jì)中。

2 區(qū)間光通信

鐵路區(qū)間光通信系統(tǒng)由站內(nèi)設(shè)備、區(qū)間設(shè)備、用戶終端以及監(jiān)控維護(hù)設(shè)備組成，采用EPON為主要技術(shù)進(jìn)行區(qū)間通信（如圖2所示）。站內(nèi)設(shè)備設(shè)置在鐵路車站，實(shí)現(xiàn)對區(qū)間設(shè)備上傳的各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接入，并根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型將數(shù)據(jù)信息接入至相關(guān)系統(tǒng)中。區(qū)間設(shè)備設(shè)置在兩站之間的區(qū)間光通信柱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對區(qū)間的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接入和上傳。每套區(qū)間設(shè)備通過1根（如果區(qū)間較長，可采用2根）光纖與上行站的站內(nèi)設(shè)備相連，在光纖資源充足的條件下，可通過另外1根（如果區(qū)間較長，可采用2根）光纖與下行站的站內(nèi)設(shè)備相連接，形成一主一備的兩條通路。監(jiān)測維護(hù)設(shè)備主要設(shè)置于相關(guān)段或車間，實(shí)現(xiàn)對區(qū)間光通信系統(tǒng)設(shè)備的日常維護(hù)功能。

站內(nèi)設(shè)備提供雙無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）口接入不同的區(qū)間光纖，區(qū)間設(shè)備提供雙PON口通過區(qū)間光纖同時(shí)接入上、下行車站。采用此方式可以解決站間距離大于40 km的區(qū)間通信，并提供區(qū)間光纖連接保護(hù)。當(dāng)站間距離大于40 km時(shí)，亦可通過在區(qū)間增加站內(nèi)設(shè)備延長通信，而不會(huì)影響業(yè)務(wù)種類。但該方案需要根據(jù)工程的實(shí)際情況充分考慮區(qū)間設(shè)備的供電問題。

3 增加節(jié)點(diǎn)方案

光接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備具備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的共電電話分機(jī)與數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)通信的功能。增加節(jié)點(diǎn)方案是利用光接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備這一功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離區(qū)間通話柱與數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)通信。其具體方案：在區(qū)間距離上行車站小于15 km處的區(qū)間通話柱通過電纜連接至上行車站數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)上行區(qū)間接口；在區(qū)間距離上行車站大于15 km處（結(jié)合區(qū)間房屋設(shè)置情況及區(qū)間長度綜合考慮），設(shè)置光接入網(wǎng)（NU）設(shè)備節(jié)點(diǎn)，光接入網(wǎng)設(shè)備附近15～30 km處區(qū)間通話柱通過區(qū)間電纜與光接入網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)電話接口板連接；在區(qū)間距離下行車站小于15 km處的區(qū)間通話柱通過電纜連接至下行車站數(shù)調(diào)分系統(tǒng)下行區(qū)間接口。

其通信方式：靠近上、下行車站的區(qū)間通話柱分別接入上、下行數(shù)字調(diào)度分系統(tǒng)，其通信方式同中部斷開方案一致；中間位置的區(qū)間通話柱就近接入至區(qū)間的光接入網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備，通過傳輸通道分別與上、下行車站值班員聯(lián)系，每個(gè)區(qū)間通話柱相當(dāng)于一個(gè)調(diào)度分機(jī)（如圖3所示）。

采用該方案，區(qū)間傳輸距離可大大提高，但在區(qū)間新增接入網(wǎng)設(shè)備，需要考慮房屋、環(huán)境、用地等多種因素，且區(qū)間通信業(yè)務(wù)種類受限，中間位置區(qū)間通話柱之間不能相互通話。

既有鐵路改造中，由于關(guān)閉車站導(dǎo)致站間距加大，但既有區(qū)間通信通常由區(qū)間電通話柱實(shí)現(xiàn)，全線改為區(qū)間光通話柱，投資較大；當(dāng)站間距超過30 km時(shí)，采用低頻電纜中部斷開方案又存在信號較弱等問題。此時(shí)，可采用增加節(jié)點(diǎn)方案。

4 芯徑加粗方案

采用低頻電纜解決區(qū)間電話問題還可采用芯徑加粗的方案。即在新建鐵路長區(qū)間采用敷設(shè)1.2 mm或更粗芯徑的低頻電纜線代替0.9 mm芯徑電纜；或在既有鐵路，將既有芯徑細(xì)小的兩對低頻電纜擰在一起（簡稱并線），從而達(dá)到增加芯徑的目的。

由于制造電纜需要使用大量的金屬資源，新設(shè)粗芯徑電纜建設(shè)成本一般較高，而并線方案操作復(fù)雜，且其極限傳輸距離也只能達(dá)到0.9 mm芯徑1.7倍。隨著光纖快速發(fā)展，該方案將逐漸退出應(yīng)用。

5 結(jié)論

在站間距小于30 km的既有鐵路，通常在原有低頻對稱電纜作為傳輸媒質(zhì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造實(shí)現(xiàn)長區(qū)間通信；在站間距大于30 km的既有鐵路，可采用增加節(jié)點(diǎn)方案實(shí)現(xiàn)長區(qū)間通信；對于新建鐵路，由于光纖具有傳輸距離長、容量大、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在站間距大于15 km的長區(qū)間，優(yōu)先采用區(qū)間光通信的方案解決。芯徑加粗方案，目前大部分工廠已不生產(chǎn)粗芯徑的低頻電纜線路，且該方案性價(jià)比較低，隨著光纜的普及，該方案將逐步淘汰。

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