簡談長大區間通信解決方案

李玲姣

(中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600)

在站間距離小于15 km的區段，鐵路區間電話的解決方案根據無線通信的制式不同而不同，當無線通信采用GSM-R技術時，鐵路區間電話通過手持機實現；當無線通信采用無線列調制式時，區間通信主要使用0.9 mm芯徑的低頻對稱電纜作為傳輸媒質。

隨著我國鐵路建設的快速發展，站間距離不斷加大，出現30 km的長大區間。當采用GSM-R制式時，由于區間基站間距通常為5 km左右，因此不存在長區間通話問題。當采用無線列調制式時，根據電氣化鐵路的實地測量，0.9 mm芯徑的低頻電纜線路在敷設、接續、接地和環阻等測試項目均良好的條件下，能夠提供話音業務的極限傳輸距離為15 km，因此，采用0.9 mm芯徑的低頻電纜無法滿足區間通話的業務需求。

對于無線列調區段，解決長區間通話時可采用以下幾種方案解決。

1 低頻電纜中部斷開方案

目前，在我國鐵路區間通信采用的解決方案通常為：在鐵路沿線電纜區段設置通話柱，在車站設置車站數字調度分系統，通過區間敷設的低頻電纜將其連接，實現以音頻通信為主的簡單通信方式。其通信方式為：區間通話柱電話呼叫上行車站值班員時，可直接通過在上行車站設置的數字調度分系統完成；呼叫下行車站值班員時，需要先發出撥號請求至上行車站數字調度分系統，經處理后仍通過電纜線對與下行車站數字調度分系統建立連接，實現與下行車站值班員的通話。根據《本地電話網用戶線路工程設計規范》規定，用戶電纜線路環路電阻一般不大于1 800 Ω（包括話機電阻），即語音信號在用戶電纜上的最大傳輸距離=(1 800－話機內阻)／環阻，環阻越大，自動電話語音信號在電纜上的傳輸距離越短。對于長大區間，由于區間過長，導致用戶電纜線路環路電阻過大，致使靠近上行車站的區間只能呼叫上行車站值班員，而靠近下行車站的區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間通信方式：把區間電纜從區間中部位置斷開，把原來電纜接入下行調度分系統的上行區間接口改為接入下行區間接口（如圖1所示）。靠近上行側區間通話柱電話呼叫上行車站值班員時，可直接通過在上行車站設置的數字調度分系統完成；呼叫下行車站值班員時，需在上行車站數字調度分系統新增一個共電口，由共電口轉接入網傳到下行車站，在下行車站的接入網引接一個話機實現。靠近下行側區間通話柱呼叫值班員方式與靠近上行側區間通話住呼叫方式一致。

該方案操作簡單，易于實現，但傳輸距離仍然有限。常用于不超過30 km的既有鐵路設計中。

2 區間光通信

鐵路區間光通信系統由站內設備、區間設備、用戶終端以及監控維護設備組成，采用EPON為主要技術進行區間通信（如圖2所示）。站內設備設置在鐵路車站，實現對區間設備上傳的各種業務數據的接入，并根據不同業務類型將數據信息接入至相關系統中。區間設備設置在兩站之間的區間光通信柱內，實現對區間的各類業務數據的接入和上傳。每套區間設備通過1根（如果區間較長，可采用2根）光纖與上行站的站內設備相連，在光纖資源充足的條件下，可通過另外1根（如果區間較長，可采用2根）光纖與下行站的站內設備相連接，形成一主一備的兩條通路。監測維護設備主要設置于相關段或車間，實現對區間光通信系統設備的日常維護功能。

站內設備提供雙無源光網絡（PON）口接入不同的區間光纖，區間設備提供雙PON口通過區間光纖同時接入上、下行車站。采用此方式可以解決站間距離大于40 km的區間通信，并提供區間光纖連接保護。當站間距離大于40 km時，亦可通過在區間增加站內設備延長通信，而不會影響業務種類。但該方案需要根據工程的實際情況充分考慮區間設備的供電問題。

3 增加節點方案

光接入網系統設備具備實現遠距離的共電電話分機與數字調度系統通信的功能。增加節點方案是利用光接入網系統設備這一功能實現遠距離區間通話柱與數字調度系統通信。其具體方案：在區間距離上行車站小于15 km處的區間通話柱通過電纜連接至上行車站數字調度分系統上行區間接口；在區間距離上行車站大于15 km處（結合區間房屋設置情況及區間長度綜合考慮），設置光接入網（NU）設備節點，光接入網設備附近15～30 km處區間通話柱通過區間電纜與光接入網設備自動電話接口板連接；在區間距離下行車站小于15 km處的區間通話柱通過電纜連接至下行車站數調分系統下行區間接口。

其通信方式：靠近上、下行車站的區間通話柱分別接入上、下行數字調度分系統，其通信方式同中部斷開方案一致；中間位置的區間通話柱就近接入至區間的光接入網系統設備，通過傳輸通道分別與上、下行車站值班員聯系，每個區間通話柱相當于一個調度分機（如圖3所示）。

采用該方案，區間傳輸距離可大大提高，但在區間新增接入網設備，需要考慮房屋、環境、用地等多種因素，且區間通信業務種類受限，中間位置區間通話柱之間不能相互通話。

既有鐵路改造中，由于關閉車站導致站間距加大，但既有區間通信通常由區間電通話柱實現，全線改為區間光通話柱，投資較大；當站間距超過30 km時，采用低頻電纜中部斷開方案又存在信號較弱等問題。此時，可采用增加節點方案。

4 芯徑加粗方案

采用低頻電纜解決區間電話問題還可采用芯徑加粗的方案。即在新建鐵路長區間采用敷設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，將既有芯徑細小的兩對低頻電纜擰在一起（簡稱并線），從而達到增加芯徑的目的。

由于制造電纜需要使用大量的金屬資源，新設粗芯徑電纜建設成本一般較高，而并線方案操作復雜，且其極限傳輸距離也只能達到0.9 mm芯徑1.7倍。隨著光纖快速發展，該方案將逐漸退出應用。

5 結論

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的基礎上進行改造實現長區間通信；在站間距大于30 km的既有鐵路，可采用增加節點方案實現長區間通信；對于新建鐵路，由于光纖具有傳輸距離長、容量大、抗電磁干擾能力強等優點，在站間距大于15 km的長區間，優先采用區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粗芯徑的低頻電纜線路，且該方案性價比較低，隨著光纜的普及，該方案將逐步淘汰。

[1]于志軍.鐵路區間通信方案研究[J].中國鐵路，2011（12）：35-36.

[2]劉曉曠．鐵路長大區間通信設計優化方案[J].電氣化鐵道，2011，22（6）：44-46.

[3]羅志強,呂曉鵬．鐵路區間光通信系統研究[J].中國鐵路, 2012（5）：41-44.

[4]張小舟．鐵路區間光纖通信系統研究[J].光通信技術,2011, 35（2）：39-41.

[5]劉曉曠．鐵路長大區間通信設計優化方案[J].電氣化鐵道, 2011, 22（6）：44-46.

[6] TB 10006-2005 鐵路運輸通信設計規范[S].北京:中國鐵道出版社，2005.