Система перегонной связи высокоскоростной магистрали
HIGH-SPEED NETWORK LONG COMMUNICATION SYSTEM

Изобретение относится к области автоматики, связи и вычислительной техники, а именно к системам перегонной связи высокоскоростной магистрали.
Известна система перегонной связи (см. Косова В.В. Оперативно-технологическая связь отделения железной дороги. Производственно-практическое издание. Изд. Транспорт, 1993 г., гл. 1, раздел 5). В известной системе связь абонентов, находящихся на перегоне, с дежурными по станциям, ограничивающим перегон, и с диспетчерами осуществляется по кабельным линиям связи, к которым подключены установленные на релейных шкафах СЦБ переговорные устройства или гнезда, к которым, в свою очередь, подключаются носимые исполнителями телефонные трубки.
Линия перегонной телефонной связи подключается к аппаратуре оперативно-технологической связи (ОТС), установленной на соседних станциях, ограничивающих перегон. Аппаратура ОТС обеспечивает подключение к линии перегонной связи пультов дежурных по станции (ДСП). Вызов ДСП производится при снятии трубки телефонного аппарата или при подключении трубки ТПС, вызов идет одновременно к двум дежурным по станциям и вызывающий абонент голосом вызывает нужного ему абонента. Вызываемый дежурный по станции при необходимости производит подключение перегонной связи к поездному диспетчеру, энергодиспетчеру, диспетчеру дистанции пути или диспетчеру связи.
Недостатками известной системы перегонной связи являются низкое качество связи, обусловленное большим затуханием физической линии, наличием промышленных помех, а также высокой стоимостью строительства и эксплуатации.
Известна система перегонной связи в составе оперативно-технологической связи для участка железной дороги, содержащая коммутационные станции, каналы постанционной и диспетчерской связи, переговорные устройства и линейные комплекты перегонной связи, при этом к коммутационной станции через дополнительный линейный комплект перегонной связи подключен шлюз сотовой связи, обеспечивающий связь на участке железной дороги из любой точки перегона, имеющей покрытие сотовой связью (RU2393642C2, Н04М 3/56, B61L 27/00, 27.11.2009).
Известная система перегонной связи позволяет улучшить качество связи, а также обеспечивает возможность посылки вызова от дежурного по станции абоненту, находящемуся на перегоне.
Однако, в известной системе связи возможны отказы в установлении соединения в зоне с плохими условиями радиосвязи, а также отсутствует возможность передачи данных оборудования железнодорожной автоматики и телемеханики на перегоне.
Задача, решаемая изобретением, заключается в создании системы перегонной связи для высокоскоростной магистрали, обеспечивающей высокое качество, надежность связи и возможность обмена данными между перегонным и станционным оборудованием железнодорожной автоматики и телемеханики.
Технический результат заключается в повышении скорости и объемов передачи дискретной информации, качества и надежности телефонной связи, обеспечении невосприимчивости к промышленным и атмосферным помехам за счет использования оптических сетей, а также в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения обмена данными между перегонным и станционным оборудованием железнодорожной автоматики и телемеханики.
Технический результат достигается тем, что система перегонной связи высокоскоростной магистрали содержит станционные устройства доступа, установленные на станциях, ограничивающих перегон, сеть связи, переговорно-вызывные устройствами перегонной связи и перегонные устройства доступа, при этом сеть связи выполнена на основе технологии пассивных оптических сетей, каждое станционное устройство доступа включает оптические линейный и сетевой терминалы, сопряженные через оптические порты с пассивной оптической сетью, в каждое оптическое волокно которой включены сплиттеры с возможностью обеспечения транзита светового потока и ответвления его части к перегонным пунктам доступа, каждое из них содержит два оптических сетевых терминала с электрическими и оптическими портами для подключения переговорно-вызывных устройств перегонной связи, телефонов и видеокамер места аварийно-восстановительных работ и оборудования железнодорожной автоматики и телемеханики, размещенного на перегоне, и блок питания от сети переменного тока, один из оптических сетевых терминалов перегонного устройства доступа подключен к через ответвитель соответствующего сплиттера к оптическому линейному терминалу станционного устройства доступа, установленному на одной из станций, а другой - через ответвитель соответствующего сплиттера пассивной оптической сети связи к оптическому линейному терминалу станционного устройства доступа, установленному на другой станции, оптические линейные терминал каждого станционного устройства доступа выполнены с возможностью сопряжения через соответствующий электрический порт со станционным оборудованием железнодорожной автоматики и телемеханики, коммутатором междугородней связи, станционным коммутатором оперативно-технологической связи с подключенным к нему пультом дежурного по станции и соответствующим коммутатором транспортной сети, последний из которых соединен также с коммутатором оперативно-технологической связи.
Количество пассивных устройств доступа на перегоне устанавливают исходя из условия максимального затухания оптической линии связи между станционным коммутатором доступа и наиболее удаленным перегонного устройства доступа не более 36 дБ.
При этом для приема и передачи данных в сторону каждой ограничивающей перегон станции используют одно волокно волоконно-оптической линии связи с использованием световых потоков разных длин волн или два волокна с одной одинаковой длиной волны.
Телефонные аппараты и видеокамеры места аварийно-восстановительных работ, удаленного от ближайшего перегонного устройства доступа, соединены с его оптическим сетевым терминалом через переносной блок сопряжения посредством волоконно-оптической линии связи.
При этом блок сопряжения включает автономный блок питания и оптический сетевой терминал с электрическими портами для подключения телефонных аппаратов и видеокамеры места аварийно-восстановительных работ и оптическим портом для соединения с волоконно-оптической линией связи.
Каждое устройство доступа установлено на соответствующей стойке перегонной телефонной связи.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема одного из вариантов выполнения системы перегонной связи высокоскоростной магистрали.
Система перегонной связи высокоскоростной магистрали содержит установленные на станциях 1 и 2, ограничивающих перегон, станционные устройства 3 и 4 (УДС 3 и УДС 4) доступа, переговорно-вызывные устройствами 5 перегонной связи (ПВУ 5), сеть связи выполнена в виде пассивной оптической сети 6, каждое станционное устройство доступа 3 и 4 включает оптические линейный и сетевой терминалы 7 и 8 (OLT 7 и ONT 8), сопряженные через оптические порты с пассивной оптической сетью 6, пассивные устройства доступа которой выполнен в виде сплиттеров 9 и 10, включенные в соответствующее волокно 11 и 12 пассивной оптической сети 6 с возможностью обеспечения транзита светового потока и ответвления его части к перегонным устройствам 13 доступа (УДП 13).
Каждое перегонное устройство 13 доступа содержит блок 14 питания от сети переменного тока и два оптических сетевых терминала 15 и 16 (ONT 15 и ONT 16) с электрическими и оптическими портами для подключения ПВУ 5, телефонов 17 и видеокамеры 18 места аварийно-восстановительных работ, а также оборудования 19 железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ 19), размещенного на перегоне.
Оптический порт ONT 15 подключен через ответвитель сплиттера 9 оптического волокна 11 пассивной оптической сети 6 к OLT 7 УДС 3, а оптический порт ONT 16 - через ответвитель сплиттера 10 пассивной оптической сети 6 связи к OLT 7 УДС 4.
На каждой станции OLT 7 выполнен с возможностью сопряжения через соответствующий электрический порт со станционным оборудованием 20 железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ 20), коммутатором 21 междугородней связи, станционным коммутатором 22 оперативно-технологической связи с подключенным к нему пультом 23 дежурного по станции и соответствующим коммутатором 24 транспортной сети 25, который через коммутатор 22 подключен также к электрическому порту ONT 8.
Коммутатор 22 обеспечивает связь абонентов, находящихся на перегоне, с дежурным по станции.
Для приема и передачи информации в сторону каждой ограничивающей перегон станции 1 и 2 используют соответственно волокно 11 и 12 пассивной оптической сети 6 с использованием световых потоков разных длин волн или два волокна с одной одинаковой длиной волны (на чертеже не показано).
Телефонные аппараты 17 и видеокамера 18 места аварийно-восстановительных работ, расположенного вблизи одного из УДП 13, подключают к электрическому порту ONT 15 или ONT 16 непосредственно.
Телефонные аппараты 17 и видеокамеры 18 места аварийно-восстановительных работ, удаленного от УДП 13, подключают к оптическому порталу ONT 15 или ONT 16 через переносной блок 26 сопряжения посредством волоконно-оптической линии 27 связи.
Блок 26 сопряжения включает автономный блок 28 питания и оптический сетевой терминал 29 (ONT 29) с электрическими портами для подключения телефонов 17 и видеокамеры 18 места аварийно-восстановительных работ и оптическим портом для соединения с волоконно-оптической линией связи 27.
Перегонная связь высокоскоростной магистрали (ВСМ) строится на основе технологии пассивных оптических сетей (технологии GPON). При организации телекоммуникационного доступа объектов инфраструктуры, находящихся на перегоне ВСМ учитываются следующие условия:
- протяженность перегона;
- наличие на перегоне через каждые 1,5-2 км контейнеров, в которых размещаются перегонные устройства 13 доступа. В контейнере автоматически поддерживается температурный режим закрытых отапливаемых помещений и имеется электропитание от сети переменного тока;
- максимальное затухание оптической линии между станционным устройством 3 или 4 доступа и наиболее удаленным УДП 13 не более 36 дБ;
В предлагаемом варианте исполнения системы перегонной связи высокоскоростной магистрали для связи с каждой из двух станций 1 и 2 используют соответственно волокна 11 и 12 пассивной оптической сети 6 и два сплиттера 9 и 10 в каждой точке доступа УДП 13.
Связь от УДС 3 или УДС 4 к устройствам доступа УДП 13 осуществляют световым потоком с длиной волны λ1, а от УДП 13 к УДС 3 или УДС 4 - на волне длиной λ2. Сплиттеры 9 и 10 функционируют в пассивном режиме, обеспечивая транзит и ответвление светового потока к перегонным устройствам 13 доступа.
Для переговоров абонентов с дежурным по станции 1 переговорно-вызывное устройство 5 подключают к входу /выходу ONT 15, для переговоров с дежурным по станции 2 - ко входу/выходу ONT 16. Перегонное устройство 13 доступа функционирует при подключении блока питания 14 питания к сети переменного тока.
Для вызова дежурного по станции 1 или 2 переговорно-вызывное устройство 5 формирует соответствующий вызывной сигнал по стандарту DTMF (двухчастотного кодирования). ONT 15 или ONT 16 преобразует вызывной сигнал в оптический, который через сплиттер 9 или 10 по волокну 11 или 12 направляется в OLT 7 соответственно станции 1 или 2, который преобразует его в электрический сигнал и через коммутатор 22 передает его на пульт 20 дежурного по станции 1 или 2.
Оборудование 19 железнодорожной автоматики на перегоне, подключенное к электрическим портам ONT 16 или ONT 15, осуществляет обмен данными со станционным оборудованием 20 железнодорожной автоматики и телемеханики, установленном на станциях 1 или 2, через сплиттер 9 или 10 по волокну 11 или 12 и OLT 7 соответственно УДС 3 или УДС 4, который обеспечивает соединение со станционным оборудованием 20.
При подключении телефонов 17 и видеокамеры 18 места проведения аварийно-восстановительных работ к электрическим портам ONT 16 или ONT 15 непосредственно либо через переносной блок 26 сопряжения аналогичным образом обеспечивают их связь с OLT 7 соответственно УДС 3 или УДС 4, каждый из которых подключен к междугородному коммутатору 21, обеспечивающему соединение с управлением железной дороги.
В случае обрыва волокна 11 сети 6 связь абонентов перегонной связи с дежурным по станции 1 осуществляется по волокну 12 через OLT 7 УДС 4, коммутатор 24 станции 2, транспортную сеть 25, коммутатор 24 станции 1 и коммутатор 22, обеспечивающий соединение с пультом 23 дежурного по станции 1.
В случае обрыва волокна 12 сети 6 связь абонентов перегонной связи с дежурным по станции 2 осуществляется по волокну 11 через OLT 7 УДС 3, коммутатор 24 станции 1, транспортную сеть 25, коммутатор 24 станции 2 и коммутатор 22 станции 2, обеспечивающий соединение с пультом 23 дежурного по станции 2.
Таким образом, организация системы перегонной связи высокоскоростной магистрали с использованием пассивных оптических сетей позволяет расширить функциональные возможности, повысить качество и надежность связи за счет невосприимчивости к промышленным и атмосферным помехам, обеспечить передачу сигналов с высокой скоростью, а кроме того, снизить строительные и эксплуатационные расходы.