CN202050414U - 一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，与位于铁路区间的远端设备通信连接，包括经通信光缆与远端设备连接、实现车站到区间数字通信的光纤线路终端；处理光纤线路终端从远端设备获取的数字信号、或者通过光纤线路终端向远端设备发送数字信号的网络交换模块；通过IP网透明传输网络交换模块处理后的数字信号的协议转换模块；将经网络交换模块处理后数字信号中的语音数据进行解压缩、或将来自电话接口的语音数据打包成IP数据包的电话交换模块；以及给各模块提供电源的电源模块。本实用新型能有效提高铁路通信系统的可靠性，为铁路应急通信提供综合、快捷的通信平台，同时还能降低通信成本及维护成本。

Description

一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备

技术领域

本实用新型涉及铁路通信技术，更具体地说，涉及一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备。 

背景技术

在现有的铁路通信系统中，列车在区间被迫停车时，区间电话是运转车长、机车司机与车站值班员的基本通信方式。在铁路维护检修作业时，铁路区间通信业务光纤综合接入系统是区间作业人员与车站值班员和其他有关人员进行业务联系的基本通信设施。此外，铁路区间通信业务光纤综合接入系统还用于组织应急抢险通信。 

目前的铁路区间通信业务光纤综合接入系统主要利用铜芯电缆作为传输介质，且仅支持单一的电话语音业务。随着铁路信息化业务需求越来越高，现有的铁路区间通信业务光纤综合接入系统主要存在以下问题： 

1、功能业务单一，不能满足铁路信息化宽带、高速通信业务（如高速数据传输、现场监测图像传输）的要求；

2、随着铜材需求加大、价格飞涨，铜芯电缆价格越来越贵，通信线路建设及维护成本越来越高；

3、铜芯电缆存在着传输带宽窄、容量小、损耗大、电磁干扰防护能力差、通信质量较差、维护工作量及成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

构造一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，与位于铁路区间的远端设备通信连接，其中，包括：经通信光缆与所述远端设备连接、实现车站到区间数字通信的光纤线路终端；

处理所述光纤线路终端从所述远端设备获取至少包括视频信号、图像信号和语音信号的数字信号、或者通过所述光纤线路终端向所述远端设备发送至少包括视频信号、图像信号和语音信号的数字信号的网络交换模块；

通过IP网透明传输所述网络交换模块处理后的数字信号的协议转换模块；

将经所述网络交换模块处理后数字信号中的语音数据进行解压缩、或将来自外部的语音数据打包成IP数据包发送给所述网络交换模块的电话交换模块；以及

给所述光纤线路终端、网络交换模块、协议转换模块和电话交换模块提供电源的电源模块。

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述光纤线路终端包括与所述远端设备通信连接的光接口、连接所述网络交换模块的交换接口以及用于实现光通信的中央处理电路。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述网络交换模块包括用于数据包存储转发的交换电路，还包括多个分别连接所述光纤线路终端、电话交换模块和协议转换模块的网络接口。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述电话交换模块包括电话接口，还包括用于将经所述网络交换模块处理后语音数据进行解压缩、或将来自所述电话接口的语音数据打包成IP数据包的数据处理电路。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述协议转换模块包括用于从所述网络交换模块接入以太网信号的以太网接口，用于将以太网信号转换成E1信号的转换电路，和输出E1信号的E1接口。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述电源模块包括用于输出12V电压的第一电压转换电路、用于输出5V电压的第二电压转换电路和用于输出3.3V电压的第三电压转换电路。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述第一电压转换电路的输出端连接所述第二电压转换电路的输入端，所述第二电压转换电路的输出端连接所述第三电压转换电路的输入端； 

所述第一电压转换电路输出端连接所述电话交换模块、协议转换模块和网络交换模块；所述第二电压转换电路和所述第三电压转换电路输出端连接所述光纤线路终端。

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述光纤线路终端还包括用于设置带宽参数的用户接口电路和用于进行接口调试的调试接口电路。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述网络接口为RJ45接口。 

本实用新型所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其中，所述电话接口包括数调自动电话接口和程控电话交换机用户接口。 

本实用新型的有益效果在于：通过采用标准化的光纤线路终端、网络交换模块、协议转换模块、电话交换模块和电源模块来实现铁路车站和区间的光纤通信，利用光纤通信特有的抗电气化干扰能力强等特点，有效提高铁路通信系统的可靠性。同时采用本实用新型的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备能降低通信成本，且标准化的功能模块便于更换，还能降低维护成本。且由于本铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备可传输的数据类型更加多元化，因此能为铁路应急通信提供综合、快捷的通信平台，达到铁路网络资源综合利用的目的。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中： 

图1是本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备原理框图；

图2是本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中光纤线路终端原理框图；

图3是本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中网络交换模块原理框图；

图4是本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中协议转换模块原理框图；

图5是本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中电话交换模块原理框图；

图6是本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中电源模块原理框图。

具体实施方式

本实用新型较佳实施例的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备原理框图如图1所示，其与位于铁路区间的远端设备通信连接，包括光纤线路终端10、网络交换模块20、协议转换模块30、电话交换模块40和电源模块50。光纤线路终端10经通信光缆与远端设备连接、实现车站到区间的数字通信。在位于铁路区间的远端设备中，可以配置摄像头等输入设备，以获取必要的视频、图像等信息。网络交换模块20用于处理光纤线路终端10从远端设备获取的数字信号，或者通过光纤线路终端10向远端设备发送数字信号，其中数字信号包括但不限于视频信号、图像信号和语音信号。协议转换模块30用于通过IP网透明传输网络交换模块20处理后的数字信号，包括成帧、非成帧和分帧信号。电话交换模块40用于将经网络交换模块20处理后数字信号中的语音数据进行解压缩、或将来自外部的语音数据打包成IP数据包，发送给网络交换模块20。电源模块50用于给光纤线路终端10、网络交换模块20、协议转换模块30和电话交换模块40提供电源，并根据不同模块的需求提供相应的电压。 

其中，上述光纤线路终端10、网络交换模块20、协议转换模块30、电话交换模块40和电源模块50分别可以采用通用、标准化的功能模块来实现，由于光纤通信具有传输容量大、传输距离长、抗电气化干扰能力强等特点，因此可极大程度地提高在电气化铁路沿线干线通信安全性和运用质量。同时光缆通信系统造价相对较低廉，能降低通信成本。且由于标准化的功能模块便于更换，因此还能降低维护成本。另外，由于采用本铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备可传输的数据类型更加多元化，因此能为铁路应急通信提供综合、快捷的通信平台，达到铁路网络资源综合利用的目的。 

在进一步的实施例中，如图2所示，同时参阅图1，铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中的光纤线路终端10包括与远端设备通信连接的光接口11、连接网络交换模块20的交换接口13以及用于实现光通信的中央处理电路12。其中，中央处理电路12可采用以太无源光网络（Ethernet Passive Optical Network，EPON）芯片组。其可扩展的外部总线接口，具有实时时钟和高级电源管理等性能；且能支持动态带宽分配，支持自动发现和自动注册，用户线路测试，远端光节点（Optical Network Unit，ONU）断纤和断电自动告警等功能。 

其中，EPON芯片组实现动态带宽分配方式包括以下步骤：1）、采用请求应答机制实现，即通过ONU的带宽请求获取各ONU的流量信息；2）、通过合适的带宽分配算法计算出本轮的带宽分配结果；3）、再利用带宽授权通知各ONU，保证各ONU上行发送不互相冲突。 

EPON芯片组实现自动发现和自动注册包括以下步骤：1）、光纤线路终端（optical line terminal，OLT）每隔1s向系统各个ONU广播发送注册授权；2）、根据系统内距离最远的ONU确定开窗时间，OLT发送注册开窗后，等待ONU的应答；3）、一旦发现有ONU应答则自动运行ONU加入的各个步骤；4）、如果没有应答，则1S后重新发送注册授权；5）、当OLT收到网管的停止加入的信息后，就停止发送注册授权。 

优选地，如图2所示，上述实施例中的光纤线路终端10还包括用户接口电路14和调试接口电路15。其中，通过用户接口电路14，用户可以设置带宽参数，实现带宽调节，并能对芯片组系统进行必要的维护；通过调试接口电路15，可以对芯片组系统各接口进行调试。 

在进一步的实施例中，如图3所示，同时参阅图1，铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中的网络交换模块20包括用于数据包存储转发的交换电路22，还包括多个分别连接光纤线路终端10、电话交换模块40和协议转换模块30的网络接口21，例如RJ45接口。其中的交换电路22可以选用千兆交换机方案的芯片，该芯片采用媒介控制芯片与物理层芯片相分离的架构，且内部集成4M位动态随机存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）用于数据包存储转发，该缓存的大小对于网络交换模块处理数据的能力有着很大的影响。该网络交换模块20还可通过介质无关接口（Media Independent Interface，MII）23连接光纤线路终端10。 

在进一步的实施例中，如图4所示，铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中的协议转换模块30包括用于从网络交换模块20接入以太网信号的以太网接口31和输出E1信号的E1接口33，该以太网接口31优选为符合IEEE 802.3标准的10/100M以太网接口。协议转换模块30还包括转换电路32，用于将以太网信号转换成E1信号，并通过IP网透明传输成帧、非成帧和分帧（N*64K）信号。 

在进一步的实施例中，如图5所示，铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中的电话交换模块40包括电话接口41以及连接网络交换模块20的电话模块网络接口43，其中电话接口41包括数调自动电话接口和程控电话交换机用户接口，以适配连接不同电话机。该电话交换模块40还包括数据处理电路42，用于将经网络交换模块20处理后语音数据进行解压缩、或将来自电话接口41的语音数据打包成IP数据包，再通过TCP/IP的网络进行传输。 

其中，数据处理电路42可采用能提供多种电话补充业务：全呼、组呼、呼叫转移、呼叫等待、呼叫保持等功能的处理芯片 

在进一步的实施例中，如图6所示，铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备中的电源模块50包括第一电压转换电路51、第二电压转换电路52和第三电压转换电路53。其中，第一电压转换电路51的输入端接48V电压，第一电压转换电路51的输出端输出12V电压，并将该12V电压接入到第二电压转换电路52的输入端，第二电压转换电路52的输出端输出5V电压，并将该5V电压接入到第三电压转换电路53的输入端，第三电压转换电路53输出3.3V电压。第一电压转换电路51输出端连接电话交换模块40、协议转换模块30和网络交换模块20，第二电压转换电路52和第三电压转换电路53输出端连接光纤线路终端10，以分别给各模块提供相应的电压。

上述实施例中，第一电压转换电路51、第二电压转换电路52和第三电压转换电路53可以采用任意形式的降压电路实现，在本实施例中不对具体电路作限制。 

上述各实施例中，光纤线路终端10、网络交换模块20、协议转换模块30、电话交换模块40还应包括各自相应的存储单元，在此不一一详述。 

综上所述，本实用新型采用通用、标准化的功能模块实现铁路车站和区间的光纤通信，利用光纤通信特有的抗电气化干扰能力强等特点，可极大程度地提高铁路通信系统的可靠性，可有效提高铁路防灾、减灾能力，提供沿线区间高速、宽带数据传输通道，实现区间视频数据、图像的可靠传输。同时采用光纤通信还能降低通信成本，及降低维护成本。另外，由于采用本铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备可传输的数据类型更加多元化，因此能为铁路应急通信提供综合、快捷的通信平台，达到铁路网络资源综合利用的目的。 

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。 

Claims (10)

1.一种铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，与位于铁路区间的远端设备通信连接，其特征在于，包括：经通信光缆与所述远端设备连接、实现车站到区间数字通信的光纤线路终端；

处理所述光纤线路终端从所述远端设备获取至少包括视频信号、图像信号和语音信号的数字信号、或者通过所述光纤线路终端向所述远端设备发送至少包括视频信号、图像信号和语音信号的数字信号的网络交换模块；

通过IP网透明传输所述网络交换模块处理后的数字信号的协议转换模块；

将经所述网络交换模块处理后数字信号中的语音数据进行解压缩、或将来自外部的语音数据打包成IP数据包发送给所述网络交换模块的电话交换模块；以及

给所述光纤线路终端、网络交换模块、协议转换模块和电话交换模块提供电源的电源模块。

2.根据权利要求1所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述光纤线路终端包括与所述远端设备通信连接的光接口、连接所述网络交换模块的交换接口以及用于实现光通信的中央处理电路。

3.根据权利要求1所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述网络交换模块包括用于数据包存储转发的交换电路，还包括多个分别连接所述光纤线路终端、电话交换模块和协议转换模块的网络接口。

4.根据权利要求1所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述电话交换模块包括电话接口，还包括用于将经所述网络交换模块处理后语音数据进行解压缩、或将来自所述电话接口的语音数据打包成IP数据包的数据处理电路。

5.根据权利要求1所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述协议转换模块包括用于从所述网络交换模块接入以太网信号的以太网接口，用于将以太网信号转换成E1信号的转换电路，和输出E1信号的E1接口。

6.根据权利要求1所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述电源模块包括用于输出12V电压的第一电压转换电路、用于输出5V电压的第二电压转换电路和用于输出3.3V电压的第三电压转换电路。

7.根据权利要求6所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述第一电压转换电路的输出端连接所述第二电压转换电路的输入端，所述第二电压转换电路的输出端连接所述第三电压转换电路的输入端；

所述第一电压转换电路输出端连接所述电话交换模块、协议转换模块和网络交换模块；

所述第二电压转换电路和所述第三电压转换电路输出端连接所述光纤线路终端。

8.根据权利要求1所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述光纤线路终端还包括用于设置带宽参数的用户接口电路和用于进行接口调试的调试接口电路。

9.根据权利要求3所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述网络接口为RJ45接口。

10.根据权利要求4所述的铁路区间通信业务光纤综合接入系统局端设备，其特征在于，所述电话接口包括数调自动电话接口和程控电话交换机用户接口。

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