简谈长大区间通信解决方案

李玲姣

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

在站间距离小于15 km的区段，铁路区间电话的解决方案根据无线通信的制式不同而不同，当无线通信采用GSM-R技术时，铁路区间电话通过手持机实现；当无线通信采用无线列调制式时，区间通信主要使用0.9 mm芯径的低频对称电缆作为传输媒质。

随着我国铁路建设的快速发展，站间距离不断加大，出现30 km的长大区间。当采用GSM-R制式时，由于区间基站间距通常为5 km左右，因此不存在长区间通话问题。当采用无线列调制式时，根据电气化铁路的实地测量，0.9 mm芯径的低频电缆线路在敷设、接续、接地和环阻等测试项目均良好的条件下，能够提供话音业务的极限传输距离为15 km，因此，采用0.9 mm芯径的低频电缆无法满足区间通话的业务需求。

对于无线列调区段，解决长区间通话时可采用以下几种方案解决。

1 低频电缆中部断开方案

目前，在我国铁路区间通信采用的解决方案通常为：在铁路沿线电缆区段设置通话柱，在车站设置车站数字调度分系统，通过区间敷设的低频电缆将其连接，实现以音频通信为主的简单通信方式。其通信方式为：区间通话柱电话呼叫上行车站值班员时，可直接通过在上行车站设置的数字调度分系统完成；呼叫下行车站值班员时，需要先发出拨号请求至上行车站数字调度分系统，经处理后仍通过电缆线对与下行车站数字调度分系统建立连接，实现与下行车站值班员的通话。根据《本地电话网用户线路工程设计规范》规定，用户电缆线路环路电阻一般不大于1 800 Ω（包括话机电阻），即语音信号在用户电缆上的最大传输距离=(1 800－话机内阻)／环阻，环阻越大，自动电话语音信号在电缆上的传输距离越短。对于长大区间，由于区间过长，导致用户电缆线路环路电阻过大，致使靠近上行车站的区间只能呼叫上行车站值班员，而靠近下行车站的区间无法呼叫上下行车站值班员。

采用中部断开方案解决长大区间通信方式：把区间电缆从区间中部位置断开，把原来电缆接入下行调度分系统的上行区间接口改为接入下行区间接口（如图1所示）。靠近上行侧区间通话柱电话呼叫上行车站值班员时，可直接通过在上行车站设置的数字调度分系统完成；呼叫下行车站值班员时，需在上行车站数字调度分系统新增一个共电口，由共电口转接入网传到下行车站，在下行车站的接入网引接一个话机实现。靠近下行侧区间通话柱呼叫值班员方式与靠近上行侧区间通话住呼叫方式一致。

该方案操作简单，易于实现，但传输距离仍然有限。常用于不超过30 km的既有铁路设计中。

2 区间光通信

铁路区间光通信系统由站内设备、区间设备、用户终端以及监控维护设备组成，采用EPON为主要技术进行区间通信（如图2所示）。站内设备设置在铁路车站，实现对区间设备上传的各种业务数据的接入，并根据不同业务类型将数据信息接入至相关系统中。区间设备设置在两站之间的区间光通信柱内，实现对区间的各类业务数据的接入和上传。每套区间设备通过1根（如果区间较长，可采用2根）光纤与上行站的站内设备相连，在光纤资源充足的条件下，可通过另外1根（如果区间较长，可采用2根）光纤与下行站的站内设备相连接，形成一主一备的两条通路。监测维护设备主要设置于相关段或车间，实现对区间光通信系统设备的日常维护功能。

站内设备提供双无源光网络（PON）口接入不同的区间光纤，区间设备提供双PON口通过区间光纤同时接入上、下行车站。采用此方式可以解决站间距离大于40 km的区间通信，并提供区间光纤连接保护。当站间距离大于40 km时，亦可通过在区间增加站内设备延长通信，而不会影响业务种类。但该方案需要根据工程的实际情况充分考虑区间设备的供电问题。

3 增加节点方案

光接入网系统设备具备实现远距离的共电电话分机与数字调度系统通信的功能。增加节点方案是利用光接入网系统设备这一功能实现远距离区间通话柱与数字调度系统通信。其具体方案：在区间距离上行车站小于15 km处的区间通话柱通过电缆连接至上行车站数字调度分系统上行区间接口；在区间距离上行车站大于15 km处（结合区间房屋设置情况及区间长度综合考虑），设置光接入网（NU）设备节点，光接入网设备附近15～30 km处区间通话柱通过区间电缆与光接入网设备自动电话接口板连接；在区间距离下行车站小于15 km处的区间通话柱通过电缆连接至下行车站数调分系统下行区间接口。

其通信方式：靠近上、下行车站的区间通话柱分别接入上、下行数字调度分系统，其通信方式同中部断开方案一致；中间位置的区间通话柱就近接入至区间的光接入网系统设备，通过传输通道分别与上、下行车站值班员联系，每个区间通话柱相当于一个调度分机（如图3所示）。

采用该方案，区间传输距离可大大提高，但在区间新增接入网设备，需要考虑房屋、环境、用地等多种因素，且区间通信业务种类受限，中间位置区间通话柱之间不能相互通话。

既有铁路改造中，由于关闭车站导致站间距加大，但既有区间通信通常由区间电通话柱实现，全线改为区间光通话柱，投资较大；当站间距超过30 km时，采用低频电缆中部断开方案又存在信号较弱等问题。此时，可采用增加节点方案。

4 芯径加粗方案

采用低频电缆解决区间电话问题还可采用芯径加粗的方案。即在新建铁路长区间采用敷设1.2 mm或更粗芯径的低频电缆线代替0.9 mm芯径电缆；或在既有铁路，将既有芯径细小的两对低频电缆拧在一起（简称并线），从而达到增加芯径的目的。

由于制造电缆需要使用大量的金属资源，新设粗芯径电缆建设成本一般较高，而并线方案操作复杂，且其极限传输距离也只能达到0.9 mm芯径1.7倍。随着光纤快速发展，该方案将逐渐退出应用。

5 结论

在站间距小于30 km的既有铁路，通常在原有低频对称电缆作为传输媒质的基础上进行改造实现长区间通信；在站间距大于30 km的既有铁路，可采用增加节点方案实现长区间通信；对于新建铁路，由于光纤具有传输距离长、容量大、抗电磁干扰能力强等优点，在站间距大于15 km的长区间，优先采用区间光通信的方案解决。芯径加粗方案，目前大部分工厂已不生产粗芯径的低频电缆线路，且该方案性价比较低，随着光缆的普及，该方案将逐步淘汰。

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