專利名稱：基于epon網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)、裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于EPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，同時也涉及 用于該寬帶通信系統(tǒng)的光纖通話柱裝置、中心裝置和車站裝置，還涉及利用這些裝置實現(xiàn) 鐵路區(qū)間寬帶通信的方法，屬于鐵路專用通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)過長期的建設(shè)，我國鐵路系統(tǒng)已經(jīng)建成了一張覆蓋全國完整且獨立的鐵路通信 網(wǎng)絡(luò)。但是，目前鐵路區(qū)間通信(包括隧道應(yīng)急通信)仍然嚴(yán)重依賴于現(xiàn)有鐵路沿線敷設(shè) 的銅質(zhì)電纜，通信手段較為落后。如圖1所示，為了滿足鐵路區(qū)間通信的要求，在鐵路沿線鋪設(shè)有各種銅質(zhì)電纜。在 2個車站之間每隔1.5公里左右引出4對抽頭，這4對抽頭被固定在鐵路旁邊的柱子上，主 要用于區(qū)間電話接入、故障電話和自動電話接入，鐵路行業(yè)上把它稱為區(qū)間通話柱。上述的區(qū)間通話柱用于實現(xiàn)模擬語音業(yè)務(wù)，通常有4個接口。第一個是磁石接口， 接磁石電話，主要是在區(qū)間工作時兩個區(qū)間通話柱之間建立通話用；第二個是區(qū)間電話接 口，接上下行站調(diào)度機的區(qū)間板，由上行站饋電，接普通電話；第三個是自動號接口，接普通 電話，可以撥打路電；第四個是117臺接口。采用區(qū)間通話柱實現(xiàn)鐵路區(qū)間通信主要存在如下的問題a)鋪設(shè)電纜造價高，維 護成本高；b)在惡劣天氣時，線路質(zhì)量不可靠，使用效果差；c)不能滿足目前長大區(qū)間(大 于30公里)的通信需要。隨著中國高速鐵路的興起，鐵路通信系統(tǒng)正朝著IP化、寬帶化、綜合化、智能化的 方向迅速發(fā)展。原有鐵路區(qū)間電話用作區(qū)間聯(lián)絡(luò)、故障上報的重要技術(shù)手段，隨著銅纜線路 的逐年老化及高額的維護費用，將逐漸被淘汰。同時，為適應(yīng)區(qū)間寬帶化的要求，需要在各 通話柱接入點提供足夠的接入帶寬。而近十年來光通信系統(tǒng)在民用接入通信領(lǐng)域的大量運 用，使光纜及設(shè)備價格大幅下降。因此采用基于光網(wǎng)絡(luò)的區(qū)間接入設(shè)備成為替代原有區(qū)間 電纜通話系統(tǒng)的首選。目前，EP0N(Ethernet Passive Optical Network，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))作為一種 新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，已經(jīng)基本成熟。它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之 上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層采用了 PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲 結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，EPON綜合了 PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點低成本；高帶 寬；擴展性強，靈活快速的服務(wù)重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。在申請?zhí)枮?00710121711.4的中國發(fā)明專利申請中，提供了一種鐵路通信的方 法及系統(tǒng)。該鐵路通信系統(tǒng)包括設(shè)置在車站或GSM-R基站的光線路終端設(shè)備，光線路終端 設(shè)備與車站或GSM-R基站的外部網(wǎng)連接；在車站或GSM-R基站之間的區(qū)間部署并且通過光 纖與光線路終端設(shè)備連接的光纖通話柱裝置；以及，與光纖通話柱裝置連接的光網(wǎng)絡(luò)單元。 由于采用將EPON技術(shù)應(yīng)用到鐵路沿線的區(qū)間通信中，從而可提供足夠的傳輸帶寬，為區(qū)間 與車站或GSM-R基站之間多媒體信息的傳輸提供了基礎(chǔ)，并且可實現(xiàn)點對多點的鐵路區(qū)間通信能力，提高了鐵路區(qū)間通信的可用性、可靠性、及時性。在專利號為200920106411.3的中國實用新型專利中，公開了一種區(qū)間光通信系 統(tǒng)，包括區(qū)間光通信車站設(shè)備和多個區(qū)間光通信終端設(shè)備，所述區(qū)間光通信終端設(shè)備設(shè)置 在區(qū)間通信柱上；區(qū)間光通信車站設(shè)備為中心控制設(shè)備，通過無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與多個區(qū)間 光通信終端設(shè)備連接，形成一點到多點的拓撲結(jié)構(gòu)。其中，所述無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括便攜 直流電源接口而不具有固定電源，以便在工作時通過便攜直流電源激活啟動。采用本發(fā)明 的區(qū)間光通信系統(tǒng)，區(qū)間通信柱平時無須供電，使用時采用便攜直流電源(例如12V直流電 源)隨時可以激活啟動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，構(gòu)成通路。既使用方便，又節(jié)約了成本，并且降低了維護 時間和人力。另外，在專利申請?zhí)枮?00910309148. 2的中國發(fā)明專利申請中，提供了一種鐵路 區(qū)間多業(yè)務(wù)多點接入單光纖傳輸系統(tǒng)，包括分別位于兩車站內(nèi)的端站設(shè)備，兩端站設(shè)備間 通過單光纖通信線路連接，兩車站間的鐵路沿線每隔1. 5公里設(shè)置一個通話柱，各個通話 柱上安裝有無源光接口，各區(qū)間設(shè)備通過通話柱上的無源光接口接入單光纖通信線路，端 站設(shè)備和區(qū)間設(shè)備均是由多業(yè)務(wù)發(fā)送裝置、多業(yè)務(wù)接收裝置以及控制裝置所組成。本鐵路 區(qū)間多業(yè)務(wù)多點接入單光纖傳輸系統(tǒng)以光纖取代現(xiàn)有鐵路區(qū)段通信中的銅芯電纜傳輸方 式，為鐵路區(qū)間沿線的業(yè)務(wù)提供足夠的通道，保證多種信息的高效、安全、可靠傳送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種基于EPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的鐵路區(qū) 間寬帶通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用光傳輸平臺+IP交換的方式替代現(xiàn)有的銅纜傳輸+電路交換 的方式，具有低成本、高帶寬的顯著優(yōu)點。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種用于上述鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng) 的光纖通話柱裝置。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種用于上述鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng) 的中心裝置。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種用于上述鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng) 的車站裝置。本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種利用上述各裝置實現(xiàn)鐵路區(qū)間寬 帶通信的方法。為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，用于通過承載網(wǎng)實現(xiàn)多個區(qū)間通 信終端設(shè)備之間的通信，其特征在于包括至少一個中心裝置，包括網(wǎng)絡(luò)交換機和中繼網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一網(wǎng)絡(luò) 接口與所述承載網(wǎng)連接，所述中繼網(wǎng)關(guān)將所述網(wǎng)絡(luò)交換機連接到外部網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備；多個車站裝置，沿鐵路設(shè)置，通過第二網(wǎng)絡(luò)接口連接到所述承載網(wǎng)；多個光纖通話柱裝置，分別通過單方向或雙方向的光纖分支連接到至少一個所述 車站裝置，并且具有用于連接區(qū)間通信終端設(shè)備的接口。其中，連接到至少一個所述車站裝置的所述光纖通話柱裝置的上行信號通過一個 分光器連接到所述車站裝置中的一個。
或者，連接到至少一個所述車站裝置的所述光纖通話柱裝置的上行信號通過第 一分光器連接到所述車站裝置中的一個車站裝置；下行信號通過第二分光器連接到同一個
車站裝置?；蛘?，所述光纖通話柱裝置位于相鄰的兩個所述車站裝置之間，上行信號通過第 一分光器連接到相鄰的兩個所述車站裝置中的一個，下行信號通過第二分光器連接到相鄰 的兩個所述車站裝置中的另一個。或者，多個所述光纖通話柱裝置位于相鄰的兩個所述車站裝置之間；一部分光纖 通話柱裝置的上行信號通過第一分光器連接到相鄰的兩個所述車站裝置中的一個，另一部 分光纖通話柱裝置的上行信號通過第二分光器連接到相鄰的兩個所述車站裝置中的一個； 所述一部分光纖通話柱裝置的下行信號通過第三分光器連接到相鄰的兩個所述車站裝置 中的另一個，所述另一部分光纖通話柱裝置的下行信號通過第四分光器連接到相鄰的兩個 所述車站裝置中的另一個。一種光纖通話柱裝置，用在上述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)中，其 特征在于所述光纖通話柱裝置包括用于EPON網(wǎng)絡(luò)的ONU設(shè)備單元、IAD單元、通信接口、內(nèi) 置電池和控制單元，其中所述控制單元由所述內(nèi)置電池供電，分別連接所述ONU設(shè)備單元 和所述IAD單元；所述光纖通話柱裝置設(shè)置在鐵路沿線，一方面通過所述通信接口掛接區(qū)間通信終 端設(shè)備，另一方面通過分光器接入光網(wǎng)絡(luò)中。一種中心裝置，用在上述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)中，其特征在 于所述中心裝置至少包括網(wǎng)絡(luò)交換機、中繼網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)管單元；所述中繼網(wǎng)關(guān)至少具有El接口、FXO接口、自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，通過所述El接口 連接調(diào)度/程控交換機，并與所述網(wǎng)絡(luò)交換機進行連接；所述網(wǎng)管單元通過LAN 口連接所述 網(wǎng)絡(luò)交換機； 所述網(wǎng)絡(luò)交換機通過網(wǎng)絡(luò)接口接入承載網(wǎng)之中。一種車站裝置，用在上述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)中，其特征在 于所述車站裝置設(shè)置在各鐵路車站所在的位置，包括EPON網(wǎng)絡(luò)中的OLT設(shè)備單元和 交換設(shè)備單元；所述OLT設(shè)備單元具有光接口、以太網(wǎng)接口和GE接口，所述交換設(shè)備單元 具有音頻接口、FXO接口、FXS接口和自適應(yīng)以太網(wǎng)接口 ；所述車站裝置一方面通過光接口連接光纖通話柱裝置，另一方面通過網(wǎng)絡(luò)接口接 入承載網(wǎng)之中。一種實現(xiàn)鐵路區(qū)間寬帶通信的方法，基于上述的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)實現(xiàn)，其 特征在于包括如下步驟(1)區(qū)間通信終端設(shè)備通過光纖通話柱裝置發(fā)出上行信號；(2)所述光纖通話柱裝置通過單方向光纖分支，向車站裝置發(fā)出信號；(3)所述車站裝置將其接收到的來自多個光纖通話柱裝置的信號，通過第二網(wǎng)絡(luò) 接口發(fā)送到承載網(wǎng)；
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(4)網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一網(wǎng)絡(luò)接口接收來自所述承載網(wǎng)的信號，并進行地址轉(zhuǎn)換， 發(fā)送給中繼網(wǎng)關(guān)；(5)所述中繼網(wǎng)關(guān)將接收到的信號發(fā)送給外部網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明可以兼容現(xiàn)有電纜區(qū)間通信業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了寬帶到區(qū)間、鐵路全線寬帶化的 目標(biāo)。由于光纜傳輸幾乎不受外部環(huán)境的影響，在電磁環(huán)境復(fù)雜、溫濕度環(huán)境惡劣的情況下 更顯出自身的優(yōu)勢。利用本發(fā)明，可以將鐵路沿線現(xiàn)場的語音、視頻、圖像、數(shù)據(jù)信息等通過 光纖傳送到各車站、路局和鐵道部指揮中心，給各級指揮、救援等提供直觀、真實的現(xiàn)場信 肩、ο


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。圖1為現(xiàn)有鐵路區(qū)間通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的基于EPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)的整體 結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為中心裝置與車站裝置之間的傳輸組網(wǎng)方案示意圖；圖4為中心裝置與車站裝置之間的另一傳輸組網(wǎng)方案示意圖；圖5為光纖通話柱裝置與車站裝置的連接關(guān)系示意圖；圖6為光纖通話柱裝置與車站裝置之間實現(xiàn)單向覆蓋的EPON方案示意圖；圖7為光纖通話柱裝置與車站裝置之間實現(xiàn)單向覆蓋的另一 EPON方案示意圖；圖8為光纖通話柱裝置與車站裝置之間實現(xiàn)帶線路保護的EPON方案示意圖；圖9為光纖通話柱裝置與車站裝置之間實現(xiàn)帶線路保護的另一 EPON方案示意 圖；圖10為光纖通話柱裝置與車站裝置之間實現(xiàn)多PON 口單向覆蓋的實施方案示意 圖。
具體實施例方式本發(fā)明所提供的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)將光纖通話柱裝置、車 站裝置等相關(guān)設(shè)備設(shè)置在鐵路沿線，利用沿鐵路沿線分布的光纖組建成EPON網(wǎng)絡(luò)，由該 EPON網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)傳輸功能、區(qū)間通信業(yè)務(wù)功能和應(yīng)急通信功能，從而將鐵路沿線的現(xiàn)場語音、 視頻、圖像、數(shù)據(jù)信息等通過光纖組成的EPON網(wǎng)絡(luò)傳送到各車站、路局和鐵道部指揮中心， 給各級指揮、救援等提供直觀、真實的現(xiàn)場信息，為準(zhǔn)確、高效地做出決策提供有力的技術(shù) 支撐。如圖2所示，在本鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)中，通過鐵路專用的承載網(wǎng)實現(xiàn)多個區(qū) 間通信終端設(shè)備之間的通信。該鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)包括至少一個中心裝置，其包括網(wǎng) 絡(luò)交換機和中繼網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一接口與承載網(wǎng)連接，中繼網(wǎng)關(guān)將網(wǎng)絡(luò)交換機連 接到外部網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備。多個車站裝置分別設(shè)置在各鐵路車站處，通過第二接口連接到承載 網(wǎng)。多個光纖通話柱裝置分別通過單方向或雙方向的光纖分支連接到至少一個車站裝置， 并且具有用于連接區(qū)間通信終端設(shè)備的接口。此外，該鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)中還可以包 括連接于網(wǎng)絡(luò)交換機的網(wǎng)管單元。
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本鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)充分利用EPON網(wǎng)絡(luò)的傳輸特點，將車站裝置設(shè)置在車 站或隧道兩端。車站裝置分別連接多個光纖通話柱裝置，結(jié)合沿鐵路沿線分布的光纖，形成 單方向或雙方向的光纖分支，從而實現(xiàn)上述的傳輸功能。同時，本鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)可 以完全兼容現(xiàn)有區(qū)間通話柱在鐵路上的通話功能和使用方式，從而實現(xiàn)區(qū)間通信功能。而 應(yīng)急通信功能是指將現(xiàn)場的有線和無線語音、視頻信息、圖片信息、數(shù)據(jù)信息等實時收集并 傳送到車站，再通過車站裝置傳送到應(yīng)急指揮中心。該功能可以利用全寬帶的光纖網(wǎng)絡(luò)輕 易實現(xiàn)。在本鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)中，中心裝置設(shè)置在調(diào)度所等位置，通過中繼網(wǎng)關(guān)與 其它通信設(shè)施相連接。車站裝置設(shè)置在鐵路沿線的車站或隧道口兩頭，在車站之間或隧道 的區(qū)間部署光纖并按照一定的距離設(shè)立光纖通話柱裝置，光纖通話柱裝置通過分光器直接 接入到光網(wǎng)絡(luò)中，從而形成一張從車站到區(qū)間的寬帶局域網(wǎng)絡(luò)，進而形成一張包括鐵道部、 鐵路局、車站、區(qū)間在內(nèi)的大的局域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)寬帶到區(qū)間的目標(biāo)。中心裝置至少包括網(wǎng)絡(luò)交換機、中繼網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)管單元等組成部分。其中中繼網(wǎng)關(guān)具 有El接口(支持DSSl信令、7號信令和中國1號信令)、FX0接口、自適應(yīng)以太網(wǎng)接口(支 持SIP、RTP/RTCP、SDP協(xié)議)。該中繼網(wǎng)關(guān)用于支持與鐵路通信網(wǎng)或其它通信網(wǎng)連接。網(wǎng) 管單元提供整個中心裝置的網(wǎng)絡(luò)管理功能，它可以支持本地及遠程接入，支持帶內(nèi)及帶外 管理，支持多用戶同時在線操作等。中繼網(wǎng)關(guān)通過El接口連接調(diào)度/程控交換機，并連接 網(wǎng)絡(luò)交換機。網(wǎng)管單元通過LAN 口也連接網(wǎng)絡(luò)交換機。該網(wǎng)絡(luò)交換機通過LAN/ΕΙ接口接 入鐵路專用的承載網(wǎng)之中。中心裝置應(yīng)單獨配置中繼網(wǎng)關(guān)以適應(yīng)不同類型的調(diào)度及故障臺系統(tǒng)。中繼網(wǎng)關(guān)針 對出局呼叫的不同交換機類型可采用如下配置A、數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)，配置雙El或多El，El數(shù)量由局向數(shù)目決定。不同局向的El可 配置不同的信令互通方式。主要解決和新上的調(diào)度系統(tǒng)及故障臺系統(tǒng)對接。B、數(shù)字中繼網(wǎng)關(guān)+模擬網(wǎng)關(guān)，主要解決對接系統(tǒng)既有新系統(tǒng)又有老系統(tǒng)的問題， 此處數(shù)字網(wǎng)關(guān)可能僅提供一個El (既有數(shù)字中繼又有模擬中繼)。C、模擬網(wǎng)關(guān)，主要解決老系統(tǒng)均為模擬系統(tǒng)時的對接。車站裝置設(shè)置在各鐵路車站所在的位置，可獨立組成網(wǎng)絡(luò)，也可與車站的通信設(shè) 施相連接組網(wǎng)。該車站裝置包括EPON網(wǎng)絡(luò)中的OLT設(shè)備(Optical Line Terminal，光纜終 端設(shè)備)單元和交換設(shè)備單元。其中OLT設(shè)備單元具有帶寬為1000M的光接口，用于連接 各光纖通話柱裝置。該OLT設(shè)備單元還具有以太網(wǎng)接口和多個GE接口。交換設(shè)備單元具 有音頻接口、FM)接口、FXS接口和自適應(yīng)以太網(wǎng)接口。車站裝置通過LAN/ΕΙ接口也接入鐵 路專用的承載網(wǎng)之中。圖3是中心裝置與車站裝置之間的傳輸組網(wǎng)方案示意圖。該傳輸組網(wǎng)方案基于 SDH承載網(wǎng)實現(xiàn)的。各車站裝置通過El電路和中心裝置連接，每個車站分配1 2個El電 路，一個El電路承載電話呼叫，另一個El電路承載應(yīng)急視頻。El電路通過SDH/MSTP承載 網(wǎng)傳輸。各車站裝置使用以太網(wǎng)至單El協(xié)議轉(zhuǎn)換器或以太網(wǎng)至雙El協(xié)議轉(zhuǎn)換器將以太網(wǎng) 數(shù)據(jù)通過El電路傳送到中心裝置，中心裝置則配置以太網(wǎng)至多El (8E1或16E1)協(xié)議轉(zhuǎn)換 器來還原以太網(wǎng)數(shù)據(jù)。圖4是基于以太網(wǎng)或MSTP (基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺)實現(xiàn)的另一傳輸組網(wǎng)方案的示意圖。在該方案中，各車站裝置通過以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的承載網(wǎng)直接將語音及視頻信 號和中心裝置連接，也可以通過MSTP設(shè)備的以太網(wǎng)接口實現(xiàn)業(yè)務(wù)互通。此外，若各車站裝置和中心裝置之間有多余的光纖資源，則可以通過光接口將各 車站裝置的OLT設(shè)備串聯(lián)起來，最后在中心裝置終結(jié)?，F(xiàn)場信息的傳送是由光纖通話柱裝置負責(zé)的。在圖2所示的鐵路區(qū)間寬帶通信系 統(tǒng)中，首先在鐵路沿線鋪設(shè)光纜，然后在各車站之間的鐵路沿線設(shè)置光纖通話柱裝置。如圖 5所示，該光纖通話柱裝置與車站裝置進行連接。光纖通話柱裝置作為區(qū)間通信、應(yīng)急通信 或其它臨時性通信的接入點，用于實現(xiàn)區(qū)間通信業(yè)務(wù)、語音、視頻、圖像、數(shù)據(jù)等接入業(yè)務(wù)。 同一個區(qū)間內(nèi)可以有多個光纖通話柱裝置同時與車站裝置進行通信。光纖通話柱裝置包括用于EPON網(wǎng)絡(luò)的ONU設(shè)備單元、IAD (綜合接入設(shè)備)單元、 各類通信接口、內(nèi)置電池和控制單元等，可以完全替代鐵路原有的區(qū)間通話柱。該控制單元 由內(nèi)置電池供電，并分別連接ONU設(shè)備單元和IAD單元，從而通過分光器接入光網(wǎng)絡(luò)中。控 制單元可以定時上報設(shè)備狀態(tài)和電池電量等信息到中心裝置的網(wǎng)管單元，不需要維護工程 師現(xiàn)場檢查。光纖通話柱裝置可以定時啟動和停止，也可以由中心裝置的網(wǎng)管單元通過控 制單元遠程控制光纖通話柱裝置的啟動和停止。光纖通話柱裝置的一個重要特點是由于鐵路沿線沒有電力支持，在正常情況下 光纖通話柱裝置處于深度睡眠狀態(tài)，由內(nèi)置電池供電，并由控制單元來定時喚醒、監(jiān)測和檢 查設(shè)備各種狀態(tài)，實時將數(shù)據(jù)上報給中心裝置的網(wǎng)管單元，維護人員可遠程確定現(xiàn)場的光 纖通話柱裝置是否處于可正常使用狀態(tài)。若現(xiàn)場人員需要使用時，可通過手動啟動，啟動喚 醒后光纖通話柱裝置處于工作狀態(tài)，之后可由人工、網(wǎng)管或由控制單元定時關(guān)閉，定時的時 間間隔由網(wǎng)管單元設(shè)置。在本發(fā)明的一個具體實施例中，該光纖通話柱裝置具有以下通信接口 2個PON 口，帶寬為1000M，雙PON 口可用于保護方式；4個標(biāo)準(zhǔn)FXS接口，支持模擬語音接入，采用 普通話機終端，其中1個FXS接口可替換為磁石接口，支持磁石話機接入；2個以太網(wǎng)接口 符合IEEE802. 3，E/FE/GE自適應(yīng)，支持數(shù)據(jù)、視頻接入或IP電話接入；1個異步數(shù)據(jù)接口 RS485/232接口，用于支持數(shù)據(jù)接入并支持光電話。這些通信接口接入前述的ONU設(shè)備單元 和IAD單元。此外，該光纖通話柱裝置還可以具有內(nèi)部電池電源接口、外部電池電源接口和 交流電源接口。通過上述的各類通信接口，光纖通話柱裝置可以直接掛接磁石話機、普通話機、IP 話機、光話機等各類區(qū)間通信終端設(shè)備，作為區(qū)間電話使用。由于光纖通話柱裝置通過分光器直接接入光網(wǎng)絡(luò)中，因此其掛接的區(qū)間電話可同 時使用，解決了現(xiàn)有區(qū)間通話柱對于同種業(yè)務(wù)的話機，只能同時使用一個區(qū)間通話柱的問 題。掛接在任一光纖通話柱裝置的通信終端可發(fā)起多方會議方式，解決現(xiàn)有區(qū)間通話柱之 間總線型組網(wǎng)，不能組成全雙工會議方式問題。車站值班臺可以通過車站裝置群振或群呼 所管轄的各區(qū)間電話，當(dāng)工作在群呼狀態(tài)時，所有該區(qū)間內(nèi)的區(qū)間電話處于全雙工會議通 話狀態(tài)，任一部區(qū)間電話同樣也能作為主席發(fā)起群呼。光纖通話柱裝置與車站裝置之間可以采用多種組網(wǎng)方式。如圖6所示的單向覆蓋 的EPON方案，每一個車站裝置分別連接多個光纖通話柱裝置。連接到至少一個車站裝置的 光纖通話柱裝置的上行信號通過一個分光器連接到車站裝置中的一個。如圖7所示的另一個單向覆蓋的EPON方案，每一個車站裝置分別連接多個光纖通話柱裝置。連接到至少一 個車站裝置的光纖通話柱裝置的上行信號通過一個分光器連接到車站裝置中的一個車站 裝置；其下行信號通過另一個分光器連接到同一個車站裝置。為了使本鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)能夠應(yīng)對鐵路沿線的惡劣環(huán)境，保證通信暢通無 阻，光纖通話柱裝置與車站裝置之間可以采用手拉手冗余備份組網(wǎng)方式。如圖8所示的帶 線路保護的EPON方案，每一個光纖通信柱裝置分別與所在區(qū)間兩側(cè)的車站裝置進行連接。 位于相鄰的車站裝置的光纖通信柱裝置，其上行信號通過一個分光器連接到相鄰車站裝置 中的一個，其下行信號通過另一個分光器連接到相鄰車站裝置中的另一個。如圖9所示的 另一個帶線路保護的EPON方案，每一個光纖通信柱裝置分別與所在區(qū)間兩側(cè)的車站裝置 進行連接。位于相鄰的車站裝置的光纖通話柱裝置中，一部分光纖通話柱裝置的上行信號 通過一個分光器連接到相鄰車站裝置中的一個車站裝置，另一部分光纖通話柱裝置的上行 信號通過一個分光器連接到一個車站裝置；一部分光纖通話柱裝置的下行信號通過一個分 光器連接到相鄰車站裝置中的另一個車站裝置，另一部分光纖通話柱裝置的下行信號通過 一個分光器連接到另一個車站裝置。通過上述的光纖通話柱裝置與車站裝置組網(wǎng)方案，可以實現(xiàn)(1)線路冗余保護， 光纖0NU(0ptical Network Unit，光節(jié)點)提供雙光口 1+1保護，其中一個端口為主用，一 個端口為備用。當(dāng)主用端口故障、斷纖或衰耗過大時，切換到備用端口，主用端口問題排除 后，則自動切回主用端口 ；( 設(shè)備冗余保護，通過配置主、備車站裝置的交換設(shè)備，對電話 呼叫業(yè)務(wù)提供保護。如圖10所示，在鏈路預(yù)算及光纖資源充足的情況下，也可以采用多PON 口單向覆 蓋的實施方案，即由2根或以上的光纖和ONU設(shè)備單元連接，此時車站裝置的OLT設(shè)備需要 2個或多個PON 口，這樣可以減少分光級數(shù)，增大傳輸距離。在本發(fā)明的一個具體實施例中，可以采用按照每隔2公里開設(shè)一個開口的實施方 案，即在鐵路沿線每隔2公里設(shè)置1個光纖通話柱裝置。如果現(xiàn)有區(qū)間通話柱間隔為1. 5 公里，可以按每1. 5公里開口，無需更換原有的區(qū)間通話柱，只需將光纖通話柱裝置的主要 功能單元如ONU設(shè)備單元、IAD單元、內(nèi)置電池和控制單元等安裝在區(qū)間通話柱的通話箱 中即可。此處每隔1.5公里部署一個光纖通話柱裝置。這主要是考慮到原有區(qū)間通話柱的 設(shè)計原則和使用習(xí)慣，以及現(xiàn)場處理事故現(xiàn)場的需要。但在今后普遍使用光纖通話柱裝置 的情況下，也可以根據(jù)鐵路沿線的具體情況部署光纖通話柱裝置?；谏鲜龅蔫F路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，區(qū)間通信終端設(shè)備在需要進行區(qū)間寬帶通信 時，首先通過光纖通話柱裝置發(fā)出上行信號。該光纖通話柱裝置通過單方向光纖分支，向車 站裝置發(fā)出信號。車站裝置將其接收到的來自多個光纖通話柱裝置的信號，通過第二網(wǎng)絡(luò) 接口發(fā)送到承載網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一網(wǎng)絡(luò)接口接收來自承載網(wǎng)的信號，并進行地址轉(zhuǎn) 換，發(fā)送給中繼網(wǎng)關(guān)。中繼網(wǎng)關(guān)將接收到的信號發(fā)送給外部網(wǎng)絡(luò)。上面對本發(fā)明所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)、裝置及方法進行 了詳細的說明，對于本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來說，再不背離本發(fā)明所屬技術(shù)方案的精 神和權(quán)利要求范圍的情況下對它進行的各種顯而易見的改變都在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，用于通過承載網(wǎng)實現(xiàn)多個區(qū)間通信 終端設(shè)備之間的通信，其特征在于包括至少一個中心裝置，包括網(wǎng)絡(luò)交換機和中繼網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一網(wǎng)絡(luò)接口 與所述承載網(wǎng)連接，所述中繼網(wǎng)關(guān)將所述網(wǎng)絡(luò)交換機連接到外部網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備； 多個車站裝置，沿鐵路設(shè)置，通過第二網(wǎng)絡(luò)接口連接到所述承載網(wǎng)； 多個光纖通話柱裝置，分別通過單方向或雙方向的光纖分支連接到至少一個所述車站 裝置，并且具有用于連接區(qū)間通信終端設(shè)備的接口。
2.如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于 連接到至少一個所述車站裝置的所述光纖通話柱裝置的上行信號通過一個分光器連接到所述車站裝置中的一個。
3.如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于 連接到至少一個所述車站裝置的所述光纖通話柱裝置的上行信號通過第一分光器連接到所述車站裝置中的一個車站裝置；下行信號通過第二分光器連接到同一個車站裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于所述光纖通話柱裝置位于相鄰的兩個所述車站裝置之間，上行信號通過第一分光器連 接到相鄰的兩個所述車站裝置中的一個，下行信號通過第二分光器連接到相鄰的兩個所述 車站裝置中的另一個。
5.如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于 多個所述光纖通話柱裝置位于相鄰的兩個所述車站裝置之間；一部分光纖通話柱裝置的上行信號通過第一分光器連接到相鄰的兩個所述車站裝置 中的一個，另一部分光纖通話柱裝置的上行信號通過第二分光器連接到相鄰的兩個所述車 站裝置中的一個；所述一部分光纖通話柱裝置的下行信號通過第三分光器連接到相鄰的兩個所述車站 裝置中的另一個，所述另一部分光纖通話柱裝置的下行信號通過第四分光器連接到相鄰的 兩個所述車站裝置中的另一個。
6.如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，其特征在于 所述鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)還包括連接于所述網(wǎng)絡(luò)交換機的網(wǎng)管單元。
7.一種光纖通話柱裝置，用在如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信 系統(tǒng)中，其特征在于所述光纖通話柱裝置包括用于EPON網(wǎng)絡(luò)的ONU設(shè)備單元、I AD單元、通信接口、內(nèi)置 電池和控制單元，其中所述控制單元由所述內(nèi)置電池供電，分別連接所述ONU設(shè)備單元和 所述IAD單元；所述光纖通話柱裝置設(shè)置在鐵路沿線，一方面通過所述通信接口掛接區(qū)間通信終端設(shè) 備，另一方面通過分光器接入光網(wǎng)絡(luò)中。
8.一種中心裝置，用在如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng) 中，其特征在于所述中心裝置至少包括網(wǎng)絡(luò)交換機、中繼網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)管單元；所述中繼網(wǎng)關(guān)至少具有El接口、FM)接口、自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，通過所述El接口連接 調(diào)度/程控交換機，并與所述網(wǎng)絡(luò)交換機進行連接；所述網(wǎng)管單元通過LAN 口連接所述網(wǎng)絡(luò)交換機；所述網(wǎng)絡(luò)交換機通過網(wǎng)絡(luò)接口接入承載網(wǎng)之中。
9.一種車站裝置，用在如權(quán)利要求1所述的基于EPON網(wǎng)絡(luò)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng) 中，其特征在于所述車站裝置設(shè)置在各鐵路車站所在的位置，包括EPON網(wǎng)絡(luò)中的OLT設(shè)備單元和交換 設(shè)備單元；所述OLT設(shè)備單元具有光接口、以太網(wǎng)接口和GE接口，所述交換設(shè)備單元具有音 頻接口、FXO接口、FXS接口和自適應(yīng)以太網(wǎng)接口 ；所述車站裝置一方面通過光接口連接光纖通話柱裝置，另一方面通過網(wǎng)絡(luò)接口接入承 載網(wǎng)之中。
10.一種實現(xiàn)鐵路區(qū)間寬帶通信的方法，基于如權(quán)利要求1所述的鐵路區(qū)間寬帶通信 系統(tǒng)實現(xiàn)，其特征在于包括如下步驟(1)區(qū)間通信終端設(shè)備通過光纖通話柱裝置發(fā)出上行信號；(2)所述光纖通話柱裝置通過單方向光纖分支，向車站裝置發(fā)出信號；(3)所述車站裝置將其接收到的來自多個光纖通話柱裝置的信號，通過第二網(wǎng)絡(luò)接口 發(fā)送到承載網(wǎng)；(4)網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一網(wǎng)絡(luò)接口接收來自所述承載網(wǎng)的信號，并進行地址轉(zhuǎn)換，發(fā)送 給中繼網(wǎng)關(guān)；(5)所述中繼網(wǎng)關(guān)將接收到的信號發(fā)送給外部網(wǎng)絡(luò)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于EPON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)，同時也公開了用于該寬帶通信系統(tǒng)的光纖通話柱裝置、中心裝置和車站裝置，還公開了利用這些裝置實現(xiàn)鐵路區(qū)間寬帶通信的方法。該鐵路區(qū)間寬帶通信系統(tǒng)包括至少一個中心裝置，包括網(wǎng)絡(luò)交換機和中繼網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)交換機通過第一網(wǎng)絡(luò)接口與承載網(wǎng)連接，中繼網(wǎng)關(guān)將網(wǎng)絡(luò)交換機連接到外部網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備；多個車站裝置，沿鐵路設(shè)置，通過第二網(wǎng)絡(luò)接口連接到承載網(wǎng)；多個光纖通話柱裝置，分別通過單方向或雙方向的光纖分支連接到至少一個車站裝置，并且具有用于連接區(qū)間通信終端設(shè)備的接口。本發(fā)明可以兼容現(xiàn)有電纜區(qū)間通信業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了寬帶到區(qū)間、鐵路全線寬帶化的目標(biāo)。
文檔編號H04Q11/00GK102082978SQ20101057254
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者劉凡, 劉文紅, 周學(xué)義 申請人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司