EPON技術(shù)在鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)的有效運(yùn)用

李茂成

【摘要】 將新建錦州至赤峰鐵路通信二標(biāo)（DXT-02）通信工程作為基礎(chǔ)，同時(shí)把EPON技術(shù)植入到常規(guī)的鐵路區(qū)間通信信通里面，以在長(zhǎng)距離平均光纜傳輸，就是鐵路長(zhǎng)途光纜+光區(qū)話柱方式，以此來促進(jìn)圖像，數(shù)據(jù)，語(yǔ)音等各種通信業(yè)務(wù)能夠和鐵路車站實(shí)現(xiàn)區(qū)間寬帶接入，在和常規(guī)鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)最終用戶的個(gè)人喜好相吻合的同時(shí)，也能夠補(bǔ)償有著各方面缺陷的接入業(yè)務(wù)，維修費(fèi)用得以減少的同時(shí)，工作效率也得到了有效提高。

【關(guān)鍵詞】 鐵路 區(qū)間通信系統(tǒng) EPON技術(shù)

當(dāng)下，長(zhǎng)途電纜+常規(guī)語(yǔ)音區(qū)間通話柱式一般鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)使用頻率最高的信息傳遞方式，但是這種辦法也有自身的弊端：

（1）系統(tǒng)調(diào)用每屆常柱截面4-6對(duì)使用電纜的長(zhǎng)的電纜芯的引出一系列電話傳輸線，每行可提供用于語(yǔ)音服務(wù)作為通信信道的介質(zhì)；

（2）長(zhǎng)距離電纜指示器的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)來說高一些，使用時(shí)間較長(zhǎng)，并在長(zhǎng)距離電纜的絕緣性能大不如從前，出現(xiàn)老化現(xiàn)象，由牽引電流敏感性降低干擾，使得通話質(zhì)量惡化，特別是在那些隧道十分長(zhǎng)的地區(qū)，這一問題就更顯得棘手，這將導(dǎo)致維持運(yùn)營(yíng)的難度加大；

（3）長(zhǎng)距離傳輸不能支持高速數(shù)據(jù)，圖像通信等業(yè)務(wù)的信息傳遞。在高速專用客運(yùn)鐵路行業(yè)的鐵路線的快速進(jìn)步的同時(shí)，語(yǔ)音通信成了區(qū)間通信內(nèi)容的其中一種，同時(shí)也要支持無(wú)論在多么緊急的情況下也要保證數(shù)據(jù)，以及動(dòng)態(tài)圖像能夠正常傳輸，所以將EPON技術(shù)融合進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)了基于保護(hù)間隔柱間隔距離光纜鐵路+光通信系統(tǒng)中的格式。

一、鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀

近些年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技都取得了顯著的進(jìn)步，鐵路的運(yùn)輸力度日趨升高，成為當(dāng)下運(yùn)輸?shù)氖种匾耐緩?，但是隨著鐵路專網(wǎng)信息化的逐步實(shí)現(xiàn)，與之相反的卻是鐵路沿線通信設(shè)備的逐年老化。銅依舊是現(xiàn)有通信區(qū)域沿線的主要傳輸介質(zhì)之一，但這種方式具有諸多的不足和缺陷，例如需要大量的維修資金，不能有效避免電磁干擾，數(shù)據(jù)傳輸帶寬窄不合理等等，并且因?yàn)楸Ｗo(hù)該快線嚴(yán)重老化的建設(shè)，電氣化鐵路受到外界因素的干擾，數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量參差不齊，忽高忽低，與當(dāng)前的通信需求背道而馳，因此，只能依靠新的通信技術(shù)的研究和發(fā)明來解決這一難題。

二、EPON技術(shù)簡(jiǎn)介

EPON是最新研發(fā)出的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，無(wú)源光纖傳輸，點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)是其最重要的構(gòu)成部分，支持各式各樣的基于以太網(wǎng)的服務(wù)。物理層面上使用的是PON技術(shù)，采用接合層上的太網(wǎng)協(xié)議，基于PON所特有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)促進(jìn)了以太網(wǎng)連接。

EPON是在波分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上所建立的函數(shù)主干光纖和BTA傳輸方式，能夠傳遞20千米的信息。到數(shù)據(jù)鏈路層的多點(diǎn)MAC控制協(xié)議（MPCP）是在系統(tǒng)仿真EPON點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的客戶層網(wǎng)絡(luò)實(shí)體MAC，以及附加功能的MAC控制支持下實(shí)施。 MPCP聚焦在幾個(gè)ONU的發(fā)現(xiàn)和記錄，分配上行鏈路傳輸資源，以及帶寬的動(dòng)態(tài)，通過ONU的使用統(tǒng)計(jì)并匯報(bào)當(dāng)?shù)氐亩氯闆r。

三、區(qū)間通信系統(tǒng)植入EPON方案

3.1 系統(tǒng)組成

使用EPON技術(shù)光通信，STDM動(dòng)態(tài)復(fù)用，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)在1-2的光纖，支持在車站之間的間隔電話的使用和建設(shè)，以太網(wǎng)通信速率為2 Mb / s，實(shí)現(xiàn)站與站之間的綜合接入語(yǔ)音，視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)的通信范圍的范圍。LAN等的通信室以2 Mb / s的通信速率接入網(wǎng)絡(luò)2，RS—232視頻，以太網(wǎng)，等諸多信息傳遞服務(wù)，在使用的范圍內(nèi)提供了光通信系統(tǒng)的延長(zhǎng)，該操作使得維護(hù)人員能夠第一時(shí)間接觸到在車站值班的工作人員。

我們用新建錦州至赤峰鐵路通信二標(biāo)（DXT-02）通信工程作為例子，來對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行具體研究。鐵路所使用的設(shè)施設(shè)備，終端和監(jiān)視，以及用戶終端和其它部件共同構(gòu)成了鐵路區(qū)間光信息通，這一系統(tǒng)中主要的技術(shù)就是EPON技術(shù)。

（1）站內(nèi)設(shè)備。在火車站，主要的功能模塊EPON，以太網(wǎng)交換，VoIP的開關(guān)等共同構(gòu)成，訪問間隔設(shè)備提供加載各種業(yè)務(wù)及相關(guān)系統(tǒng)的服務(wù)。將接入?yún)^(qū)間設(shè)備分別設(shè)置在朝陽(yáng)北，墨臺(tái)子，清水井三個(gè)中途站，每個(gè)站口都配置一臺(tái)站內(nèi)設(shè)備。所使用的2 Mb / s的信道是由各站接入網(wǎng)提供的，接入網(wǎng)口的地方站和網(wǎng)絡(luò)管理之間安裝一個(gè)機(jī)械裝置。該站的設(shè)備得以自動(dòng)提供的同時(shí)，還具有搶救和保護(hù)電話接口，E1，以太網(wǎng)接口等多項(xiàng)服務(wù)。

（2）該裝置的一個(gè)部分。在兩站，集成在通話裝置，語(yǔ)音模塊，光分路耦合器，以及EPON等諸多模塊共同構(gòu)成了區(qū)間設(shè)備，獲得之間的光通信塔提供范圍各種服務(wù)和下載的時(shí)間間隔。因?yàn)樗芯€站之間的距離都是在20公里范圍以內(nèi)的，兩個(gè)光纖可連接到裝置站和下行鏈路都形成兩個(gè)路由的主要驅(qū)動(dòng)之一。朝陽(yáng)北到局界這段區(qū)間可以每隔2公路就安裝一個(gè)光通信柱，以保障以太網(wǎng)接口，防護(hù)電話接口，搶險(xiǎn)等諸多服務(wù)能夠有效提供。

（3）監(jiān)視維護(hù)終端。朝陽(yáng)北設(shè)置一個(gè)通信站，例行監(jiān)測(cè)光通信系統(tǒng)區(qū)間。用LAN接口將使用單位的設(shè)備和車站連接起來，連接方式可以利用鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

（4）用戶終端。和設(shè)備分開連接，語(yǔ)音通信服務(wù)是最主要的目的，分為兩種，即通用和專用兩種用戶終端。

3.2 系統(tǒng)功能

（1）語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信道服務(wù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

（2）許多通信柱之間可以一起實(shí)現(xiàn)視頻圖像，數(shù)據(jù)，語(yǔ)音等信息的傳遞。

（3）雙向保護(hù)光纖。

（4）定期監(jiān)測(cè)和網(wǎng)絡(luò)的管理和維修。

（5）支持應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)渠道服務(wù)。

3.3 長(zhǎng)途通信線路

波長(zhǎng)1310/1409nm單模光纖的傳輸信道，分為干線和分支兩種。傳輸途徑支持雙向傳輸光纖接收，在單纖的雙向傳輸也可以被使用，或雙光纖互相作為主用和備用。這個(gè)項(xiàng)目同時(shí)使用電纜長(zhǎng)距離光纖藍(lán)綠色光纖線2芯，能夠有效解決設(shè)備范圍內(nèi)，中心信道信息的設(shè)備，以的站管理轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡(luò)服務(wù)過程中出現(xiàn)的問題，雙纖可以互相作為主用和備用。

3.4 設(shè)備供電

3.4.1 區(qū)間設(shè)備供電

（1）遠(yuǎn)程電源。直流設(shè)備輸入電壓范圍35V～63V，輸出電壓（450±2）V 150毫安，該設(shè)備的輸出功率比較大，輸入端之間和絕緣電阻≥15000MΩ，供電工作可持續(xù)進(jìn)行。由于電力系統(tǒng)的電纜指標(biāo)要求比話音信道更低，并顯著降低鐵路服務(wù)到電纜，電纜需求下降，節(jié)省更多，所以使用備用線作為現(xiàn)有的長(zhǎng)途電纜遠(yuǎn)程電源的標(biāo)準(zhǔn)裝備。網(wǎng)管中心站可以監(jiān)視終端裝置范圍的工作，減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作量。

（2）內(nèi)置電池。沿著供應(yīng)條件設(shè)備間隔間隔供電不足的，可以使用集成電池，但是必須每隔一段時(shí)間就要給電池充一次電，以保持穩(wěn)定。

3.4.2 用戶終端供電

在致力于為客戶提供設(shè)備工作電源范圍內(nèi)的用戶終端更小的電池配置，維修人員帶著就簡(jiǎn)單多了，使用鋰電池。每隔一段時(shí)間就要給電池充一次電，并且進(jìn)行更新。

3.5 系統(tǒng)網(wǎng)管

通過遠(yuǎn)距離傳輸設(shè)備和設(shè)備進(jìn)行電纜溝的范圍內(nèi)，車站設(shè)備和用戶終端等的監(jiān)控，便于維修人員提供的網(wǎng)管系統(tǒng)。對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)中的站通常提供，開放通信站的位置或工作區(qū)，根據(jù)項(xiàng)目的線的長(zhǎng)度將在網(wǎng)絡(luò)管理站被提供到的南河口。

EPON技術(shù)在通信系統(tǒng)中的共軌范圍，考慮在長(zhǎng)距離光纖電纜中的傳輸介質(zhì)，不僅滿足了消費(fèi)者的使用喜好，而且保持共軌范圍通信系統(tǒng)的穩(wěn)定，需要投入的維修資金得到大幅度降低的同時(shí)，工作效率也得到有效提高，成為未來鐵路通信系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 汝程鵬. EPON技術(shù)在鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 鐵道通信信號(hào)， 2012， 48（10）：48-50.

[2] 毛鵬翀. EPON技術(shù)在鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 中國(guó)科技投資， 2013（A35）：250-250.