光纖直放站在地鐵中的應用

【摘要】? ? 隨著近些年我國地鐵通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其在地鐵運營過程中占據(jù)了重要的地位。光纖直放站是目前對于地鐵指揮通信管理中一項重要的平臺，可以有效的保證地鐵運營過程中的安全。本文針對目前光纖直放站工作原理和其相應的組織模式進行了論述。通過相關案例的分析，對其在地鐵通信系統(tǒng)中的應用進行了詳細的論述。

【關鍵詞】? ? 光纖直放站? ? 組網(wǎng)? ? 冗余設置

引言：

地鐵通信系統(tǒng)對于地鐵正常運行具有重要的支撐作用，其網(wǎng)絡平臺的信號強弱決定了地鐵通信工程的質(zhì)量。同時經(jīng)過多年的實踐和對乘客乘坐體驗的分析，目前較好的是使用光纖直放站的方式，其可以有效的保證地鐵在通信過程中遠端近端信號的傳輸，進一步在遠端信號起到了放大的作用。在目前的地鐵站設置中大量使用了光纖直放站的形式，具有了較好的應用效果和信號覆蓋強度，為地鐵通信工程信號的提升創(chuàng)造了良好條件。

一、光纖直放站技術原理分析

1.1光纖直放站概述

光纖直放站是目前較為先進的通信技術設備。隨著我國通信技術的不斷進步，其已經(jīng)占據(jù)了市場主導地位，光纖直放站在技術方面主要是通過光信號進行數(shù)字傳輸。其基本技術步驟是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號，然后通過光纖直放站的發(fā)射傳遞給接收方，接收方通過轉(zhuǎn)碼的方式重新解碼，這樣就可以完成數(shù)字通信的過程。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下兩個方面：一是通過光信號的傳輸，基本可以實現(xiàn)信號的無損轉(zhuǎn)碼，實現(xiàn)了高質(zhì)量的通信要求;二是對于信號較弱或覆蓋不到的區(qū)域，光纖直放站的提升作用有效的滿足了地鐵通信的要求。由于地鐵處于地下部分，很多信號不能完全滿足通信要求。因此光纖直放站的應用對于加強地鐵通信信號的質(zhì)量具有重要的作用。

1.2技術原理

光纖直放站主要通過近端構(gòu)造、遠端構(gòu)造和光纖構(gòu)造三部分組成。近端構(gòu)造主要是地鐵線路信號源的接收;光纖直放站的遠端構(gòu)造主要是通過對于信號較弱區(qū)域的覆蓋，保證通信的完整性;光纖構(gòu)造主要是近遠端構(gòu)造的連接部分，通過光纖進行傳輸。其主要的技術原理如下圖所示。

光纖直放站在工作過程中，可以分為信號上行和下行兩個過程。下行過程主要是指信號通過耦合器的作用進入其近端構(gòu)造。在近端構(gòu)造處理過程中，一是將地鐵的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為通訊中的中頻信號，然后通過放大作用，將其信號進行加強。加強的數(shù)字信號有效的轉(zhuǎn)換到了光纖直放站遠端部分，然后將光信號進行放大。在下一步驟中，可以將放大的信號進行傳輸。在傳輸過程中，一是借助復用器混編到光纖的傳輸過程當中，然后傳輸?shù)焦饫w直放站的遠端。將光信號用復用器取出，達到信號解碼的作用。在這個過程中，有效的保障了信號的安全穩(wěn)定性，對于提升地鐵通信工程的質(zhì)量創(chuàng)造了良好條件。最后提取的光信號可以有效地轉(zhuǎn)化成為射頻信號從而發(fā)射出去，達到了信號不足區(qū)域的有效覆蓋。上行過程與下行過程正好相反。下行通訊過程簡單說是從近端到遠端的解碼過程，而上行就是從遠端到近端的解碼過程。具體操作如下：地鐵的通訊信號通過耦合器，將其數(shù)字信號放到遠端部分，使用遠端部分進行以下兩步的處理：

（1）將地鐵射頻轉(zhuǎn)化成為中頻信號，然后使用中頻信號進行放大。（2）將特定放大的中頻信號，通過光纖機的部分轉(zhuǎn)化為光信號，然后將光信號進行逐步的擴大。放大后的光信號在傳輸過程中同樣經(jīng)歷了兩個步驟：一是，其借助復用器將其轉(zhuǎn)化到光信號當中，逐漸傳輸?shù)焦饫w直放站的近端;二是將編碼的光信號從復用器里取出，實現(xiàn)了穩(wěn)定的解碼過程。在這個過程中，光信號變?yōu)橄鄳膹姸鹊臄?shù)字，達到了射頻的要求，同時，也對地鐵通信各個角落實現(xiàn)了有效的覆蓋。

二、光纖直放站的組網(wǎng)技術

光纖直放站通過以上的論述可知，其主要用于增強信號的作用。因此，對于地鐵通信過程中，應首先明確在地鐵區(qū)域中信號強度較弱的區(qū)域。雖然地鐵信號區(qū)域較弱的地方不止一處，但是一般使用一個近端機解決組網(wǎng)的問題。目前在組網(wǎng)過程中，主要有并聯(lián)、串聯(lián)和混聯(lián)的三種方式。這三種方式在實施過程中分別使用了不同近端機、遠端機的連接手段，達到了信號完整傳輸?shù)哪康摹?/p>

2.1并聯(lián)組網(wǎng)的方式

這種方式是較為早期的組網(wǎng)手段。其優(yōu)勢主要是在于各個遠端機之間處于互相獨立的地位。在技術工作當中，如一個遠端機出現(xiàn)了相應的問題，將不會影響其他遠端機的工作，這樣有效的保證了光纖直放站的工作形態(tài)，避免了因為某個遠端機出現(xiàn)問題導致的整體通信系統(tǒng)的癱瘓。同時，在傳輸過程中有效的保證了遠端機信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，不會出現(xiàn)噪聲等情況。但是，并聯(lián)的方式會增加項目的成本，因其不同的遠端機需要使用單獨線路進行連接，每個線路不能完全覆蓋整個信號較弱的區(qū)域。因此在這個過程中，就無形之中增加了光纖電纜鋪設的數(shù)量，從而增加了其項目成本。

2.2串聯(lián)組網(wǎng)的方式

串聯(lián)的方式可以使其在近端和遠端直接進行布置。在這個過程中，其最大的優(yōu)勢是可以實現(xiàn)地鐵通信電纜布置的重復利用。在不同區(qū)域的信號覆蓋過程中，不用單獨進行光纖電纜的配置，而是可以使用串聯(lián)的方式，保證各個部位都能夠進行覆蓋，這有效的降低了光纖直放站在實施過程中的成本。但是其在施工過程中也同樣存在兩方面的缺點，一是其各方面的遠端機都不是獨立的。如果出現(xiàn)一個遠端機的問題，將會對整體的串聯(lián)系統(tǒng)進行影響，直到找出問題并加以解決才能恢復工作。二是在串聯(lián)過程中，其信號的噪聲會造成積累，導致整體線路運行的不穩(wěn)定。

2.3混聯(lián)組網(wǎng)的形式

通過前面兩種并聯(lián)串聯(lián)方式的特點分析，隨著目前光纖直放站技術的不斷進步，產(chǎn)生了混聯(lián)組網(wǎng)的方式。混聯(lián)組網(wǎng)的方式可以有效的彌補串聯(lián)和并聯(lián)組網(wǎng)方式的各種缺點。通過對地鐵通信不同位置的特點分析，在信號較弱的區(qū)域可以使用單獨并聯(lián)的方式進行傳輸。在投成本投入較大的情況下，可以使用串聯(lián)節(jié)約項目的成本，保證這種信號的覆蓋性。同時，為了保證其信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和減少其傳輸過程的質(zhì)量問題，可以有效的通過并聯(lián)的方式減少光纖直放站存在的問題，混聯(lián)組網(wǎng)方式還有一個整體的優(yōu)點，就是可以有效的控制噪聲的累計，這樣對于提升其通信效果和數(shù)字傳輸過程都具有重要的作用。

三、傳輸距離的設定

光纖直放站在目前的應用中可以有效的抵御信號不佳的位置對于信號傳輸?shù)挠绊?。因此，在通信工程中，光纖直放站的傳輸距離是一個重要的參數(shù)。在其傳輸距離的設定過程中，應重點關注其信號在傳輸過程中產(chǎn)生的損耗和延時。在損耗的過程中，因其采用光信號的傳輸，因此傳輸過程中，數(shù)字不太存在損耗的問題?？梢詫⑵淇刂圃?.01%左右，對于信號的損耗可以忽略不計。而信號的延遲與傳輸距離具有重要的相關性，因此對于延時要求不高的區(qū)域，可以適當增加其傳輸距離。這樣既可以節(jié)約相應的成本，同時也可以保證線路傳輸?shù)挠行?。而對于延時要求較高的區(qū)域，為了保證信號傳輸?shù)膶崟r性，需要保證其相關傳輸?shù)木嚯x縮短，同時應有效的控制光纖直放站的設定，這樣有效的增加了信號傳輸?shù)膶嵤┻^程。

目前，基本光纖直放站保持在5千米左右的范圍。對于實施要求較高的區(qū)域信號，就要求光纖直放站保持在3千米左右的范圍，這樣對于實現(xiàn)項目的信號傳輸實時性具有重要的作用，同時也可以保證項目成本的有效利用。

四、冗余設置

在進行地鐵通信的過程中，冗余設置對于地鐵通信安全具有重要的作用，冗余設置是目前提高信號傳輸準確性和實時性的一個重要設置。在配置光纖直放站的過程中，使用兩臺主機，同時各使用兩臺遠端近端和光纖構(gòu)造，這樣對于保證地鐵通信的安全具有重要的作用。在實際實施過程中，也可根據(jù)實際情況考慮增加相應的設備設施，保證項目的可靠性。在成本允許的情況下進行實施較高的成本控制，就可以提高項目的安全穩(wěn)定，這應該在項目的技術和經(jīng)濟成本方面進行重點的考量。

五、結(jié)束語

目前，光纖直放站在地鐵通信中得到了廣泛的應用，其有效的加強了信號較弱區(qū)域的配置。主要在構(gòu)造中分為近端、遠端和光纖構(gòu)造三個部分。近端構(gòu)造主要是地鐵信號源的發(fā)出部分，而遠端主要是一些不能覆蓋的部分。光纖構(gòu)造是其中的連接部分。本文通過對不同連接方式的分析，找出了各自的優(yōu)缺點。目前混聯(lián)組網(wǎng)的方式既可以實現(xiàn)有效的成本節(jié)約，也可以實現(xiàn)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，因此是目前最好的組網(wǎng)方式。同時，在傳輸距離的設計過程中，應考慮信號傳輸?shù)难訒r性，保證項目運轉(zhuǎn)的正常。同時冗余設置的良好配置，能夠?qū)π熊嚢踩詭碇匾谋Ｕ献饔谩＜訌姽饫w直放站的設計，能夠有效的保證地鐵通信的安全，對于地鐵調(diào)度等方面都具有重要的保證作用。因此，應在光纖直放站的發(fā)展過程中進行重點關注。

參? 考? 文? 獻

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劉紅武（1991），男，漢族，江西上饒，本科，工程師，研究方向：地鐵通信。