Система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию Российский патент 2021 года по МПК B61L27/00 H04B10/25 H04M3/56 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и связи и может быть использовано для организации перегонной связи, связи с местом аварийно-восстановительных работ и передачи данных устройств автоматики, телемеханики и связи, находящихся на перегоне.

Известна система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному, реализованная в системе перегонной связи высокоскоростной магистрали, содержащей станционные устройства доступа, переговорно-вызывные устройства перегонной связи, сеть связи в виде пассивной оптической сети, оптические линейные и сетевые терминалы, оптические порты сплиттеры, волокно пассивной оптической сети, перегонные устройства доступа, содержащие блок питания от сети переменного тока и два оптических сетевых терминала, телефоны и видеокамеры места аварийно-восстановительных работ, оборудование железнодорожной автоматики и телемеханики, коммутаторы междугородней связи, станционное оборудование ЖАТ, станционные коммутаторы оперативно-технологической связи с подключенными к ним пультами дежурного по станции и соответствующими коммутаторами транспортной сети, волоконно-оптические линии связи, переносной блок сопряжения, включающий автономный блок питания и оптический сетевой терминал (RU 2667686, 24.09.2018).

Недостатком известной системы является ограниченное количество перегонных пунктов доступа (не более 10-11), необходимость использования двух волокон волоконно-оптического кабеля для каждой группы из 10-11 пунктов доступа, ограниченность реализуемых функций связи.

Наиболее близким аналогом является система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию, реализованная в системе перегонной связи, содержащей станционные устройства доступа, установленные на станциях, ограничивающих перегон, переговорно-вызывные устройства перегонной связи, устройства доступа перегонные, взаимодействующие по цифровой сети с использованием первичного цифрового канала в формате Е1, волоконно-оптическая линия связи, выполненная на основе технологии пассивных оптических сетей, для обеспечения связи устройств доступа перегонных с устройствами доступа станционными, в оптическое волокно волоконно-оптической линии связи включены сплиттеры, каждое станционное устройство доступа выполнено в виде первичного мультиплексора (RU 2713776, 07.02.2020).

Недостатком известной системы является также ограниченное количество перегонных пунктов доступа (не более 10-11), необходимость использования двух волокон волоконно-оптического кабеля для каждой группы из 10-11 пунктов доступа, ограниченность реализуемых функций связи. Кроме того, реализация известной системы требует большие материальные и эксплуатационные затраты.

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании системы телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне, обеспечивающей высокое качество и надежность связи.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности связи, уменьшение материальных и эксплуатационных затрат за счет использования для организации двустороннего доступа одного волокна волоконно-оптической линии связи с включением в него практически неограниченного количества пунктов доступа без потерь мощности оптического сигнала и организации обходного канала связи при нарушении соединения или обрыве волокна.

Технический результат достигается тем, что система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию содержит станционные и перегонные пункты доступа, последовательно включенные в волокно волоконно-оптической линии связи между станциями, ограничивающими перегон, каждый станционный пункт доступа включает Ethernet-коммутатор, подключенный через трансивер к волокну, и соединенную с соответствующим интерфейсом Ethernet-коммутатора мини-АТС для соединения с аналоговыми абонентами через междугородний коммутатор, а через аппаратуру оперативно-технологической связи – для соединения с пультом дежурного по станции, причем соответствующий интерфейс Ethernet-коммутатора подключен к станционному коммутатору межстанционной линии передачи данных, а другие интерфейсы Ethernet-коммутатора предназначены для подключения аппаратуры видеонаблюдения и станционной аппаратуры телеуправления и телесигнализации, каждый перегонный пункт доступа включает Ethernet-коммутатор, подключенный через трансиверы к включенному в волокно межстанционной волоконно-оптической линии связи оптическому переключателю, причем соответствующие интерфейсы Ethernet-коммутатора предназначены для подключения переговорно-вызывного устройства перегонной связи, адаптера для соединения с устройством связи места аварийно-восстановительных работ и перегонной аппаратуры телеуправления и телесигнализации, при этом в качестве источника питания Ethernet-коммутатора, трансиверов и цепи управления оптического переключателя перегонного пункта доступа при подключении переговорно-вызывного устройства перегонной связи или адаптера для соединения с устройством связи места аварийно-восстановительных работ используют входящий в их состав аккумулятор, а при подключении перегонной аппаратуры телеуправления и телесигнализации – стационарный блок питания.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема варианта выполнения системы телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию автоматики, телемеханики и связи.

Система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию содержит станционные и перегонные устройства 1 и 2 доступа, последовательно включенные в волокно 3 волоконно-оптической линии связи между станциями А и Б, ограничивающими перегон.

Каждый станционный пункт 1 доступа включает Ethernet-коммутатор 4, подключенный через трансивер 5 к волокну 3, и соединенную с соответствующим интерфейсом Ethernet-коммутатора 4 мини-АТС 6 для соединения с аналоговыми абонентами, причем соответствующий интерфейс Ethernet-коммутатора 4 подключен к станционному коммутатору 7 межстанционной линии 8 передачи данных.

На станции А к соответствующим интерфейсам Ethernet-коммутатора 4 подключена аппаратура видеонаблюдения 9 и станционная аппаратура 10 телеуправления и телесигнализации (ТУ/ТС10), а к мини-АТС 6 - аппаратура 11 оперативно-технологической связи для установления соединения с пультом 12 дежурного по станции и междугородний коммутатор 13 (МЖГ 13) для связи с причастными абонентами.

На станции Б к мини-АТС 6 подключена аппаратура 11 оперативно-технологической связи для установления соединения с пультом 12 дежурного по станции и телефонный аппарат 14.

Ethernet-коммутаторы 4 через станционные коммутаторы 7 по межстанционной линии 8 связи образуют обходной тракт для функционирования системы при нарушении и/или обрыве волокна 3 волоконно-оптической линии связи.

Каждый перегонный пункт 2 доступа включает Ethernet-коммутатор 15, подключенный через трансиверы 16 к оптическому переключателю 17, включенному в волокно 3 волоконно-оптической линии связи.

На чертеже представлены перегонные пункты 2 доступа с разными вариантами подключения.

На одном перегонном пункте 2 доступа к соответствующим интерфейсам Ethernet-коммутатора 15 подключены адаптер 18 (А-МАВР 18 для соединения с устройствами 19 связи места аварийно-восстановительных работ и аппаратурой 20 телеуправления и телесигнализации (аппаратура ТУ/ТС20). На другом перегонном пункте 2 доступа - к соответствующему интерфейсу Ethernet-коммутатора 15 подключено переговорно-вызывное устройство 21перегонной связи (ТПС 21).

При этом в качестве источника питания Ethernet-коммутатора 15, трансивера 16 и цепи управления оптического переключателя 17 перегонного пункта 2 доступа при подключении к Ethernet-коммутатору 15 ТПС 21 перегонной связи и адаптера 18 используют их аккумуляторы, а при подключении перегонной аппаратуры ТУ/ТС 20 - стационарный блок 22 питания, работающий от сети переменного тока.

Для соединения адаптера 18 с устройством 19 связи места аварийно-восстановительных работ используют оптоволоконный кабель, который подключают к адаптеру 18 и устройству связи 19через трансиверы 23. Устройство связи 19 места аварийно-восстановительных работ выполнено в виде Ethernet-коммутатора.

На месте аварийно-восстановительных работ к устройству 19 связи могут подключаться телефонный аппарат 24 (ТА-IP 24), видеокамера 25 (ВК26), компьютер и др.(на чертеже не указаны).

Электропитание устройства 19 связи и подключенного к нему оборудования обеспечивается входящим в его состав аккумулятором (на чертеже не показан).

Аккумуляторы ТПС 21 и А-МАВР 18 выполнены с возможностью подключения к входу Ethernet-коммутатора 15 для питания устройств перегонного пункта 2 доступа.

В пассивном состоянии (при отсутствии подключенного пользователя и источника электропитания) Ethernet-коммутатор 15 отключен от волокна 3 в переключателе 17, который при этом соединяет между собой волокно 3 со стороны станции А с волокном 3 в сторону станции Б.

Система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию выполнена с возможностью передачи по волокну пакетов по технологии IP.

От станции А в сторону перегона осуществляется передача оптического сигнала на волне длиной λ₁ (1490 нм), прием – на волне длиной λ₂ (1310 нм). От станции Б в сторону перегона передается сигнал на волне длиной λ₂ (1310 нм), а прием осуществляется на волне длиной λ₁ (1490 нм).

Скорость передачи данных в образованной сети составляет 100 Мбит/с.

Система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию функционирует следующим образом.

При отсутствии соединения Ethernet-коммутатора 15 одного из перегонного пункта 2 доступа с ТПС 21 или с А-МАВР 18 оптический переключатель 17 находится в пассивном состоянии, при котором оптические сигналы, передаваемые по волокну 3 волоконно-оптической лини межстанционной связи, проходят транзитом. Это позволяет осуществлять соединение станционного пункта 1 доступа на станции А со станционным пунктом 1 доступа на станции Б.

Для переговоров по перегонной связи с дежурным по станции к одному из интерфейсов Ethernet-коммутатора 15 перегонного пункта 2 доступа подключают ТПС 21 и одновременно от его аккумулятора подают электропитание, обеспечивающее функционирование Ethernet-коммутатора 15, трансиверов 16 и цепи управления оптического переключателя 17.

Для установления соединения с дежурным по станции А или Б работник соответствующей службы от ТПС 21 посылает вызывной сигнал, поступающий через Ethernet-коммутатор 15, трансивер 16, оптический переключатель 17 по волокну 3 через трансивер 5 в Ethernet-коммутатор 4, установленный на станции, который осуществляет через мини-АТС 6 соединение с аппаратурой 11 ОТС, к которой подключен пульт12 ДСП.

После окончания переговоров и отключения ТПС 21 оптический переключатель 17 переходит в пассивное состояние, обеспечивающее транзит оптического сигнала по волокну 3 волоконно-оптической линии.

Для организации связи с местом аварийно-восстановительных работ к Ethernet-коммутатору 15 перегонного пункта 2 доступа подключают А-МАВР 18, другой вход/выход которого через трансиверы 23 соединяют посредством оптоволоконного кабеля с устройством 19 связи места аварийно-восстановительных работ, который соединен с ТА- IP 2425 и ВК 25. При подключении А-МАВР 18 на коммутатор Ethernet 15, трансиверы 16 и цепь управления оптический переключатель 17 поступает электропитание от его аккумулятора.

При подаче питания в цепь управления оптический переключатель 17 переходит в активное состояние, при котором Ethernet-коммутатор 15 включается в волокно 3 волоконно-оптической линии.

Переговоры с места аварийно-восстановительных работ с поездным диспетчером, управлением дороги и ситуационным центром осуществляют с телефонного аппарата ТА-IP 24, подключенного к устройству 19 связи. Установление соединения осуществляется набором соответствующего номера вызываемого абонента. Соединение устанавливается через устройство 19 связи, А-МАВР 18, Ethernet-коммутатор 15, трансивер 16, оптический переключатель 17, трансивер 5, Ethernet-коммутатор 4, мини-АТС 6, которая производит соединение с требуемым абонентом.

Передачу видеонаблюдения с места аварийно-восстановительных работ осуществляют с использованием ВК 25. Данные с видеокамеры ВК 25 аналогичным образом через оптический переключатель 17 поступают в волокно 3 волоконно-оптической линии и далее через трансивер 5 на Ethernet-коммутатор 4 станционного пункта 1 доступа, который передает их в аппаратуру 9 видеонаблюдения.

Для передачи сигналов телеуправления и телесигнализации аппаратуру ТУ/ТС 20 на перегоне подключают к соответствующему интерфейсу Ethernet-коммутатора 15 перегонного пункта 2 доступа. При этом стационарный источник 22 питания подключают к соответствующему входу Ethernet-коммутатора 15 для подачи электропитания на Ethernet-коммутатор 15, трансиверы 16 и оптический переключатель 17. При наличии питания оптический переключатель 17 переходит в активное состояние, при котором Ethernet-коммутатор 15 включается в волокно 3 волоконно-оптической линии.

Сигналы аппаратуры ТУ/ТС 20 по волокну 3 поступают на станционную аппаратуру ТУ/ТС 10 на станции А через трансивер 5 и Ethernet-коммутатора 4, к которому подключен станционный комплект аппаратуры ТУ/ТС 10.

Наличие на перегоне одного-двух пунктов доступа с постоянно включенными в тракт Ethernet-коммутаторами 15 может компенсировать затухание приблизительно 0,5 дБ, вносимое каждым оптическим переключателем 17 в пассивном режиме, в результате чего в системе отсутствуют практически ограничения в количестве перегонных пунктов 2 доступа.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет без существенных материальных затрат и усложнения конструкции заявленной системы значительно улучшит эксплуатационные характеристики с возможностью организации подключения в одно волокно волоконно-оптической линии межстанционной связи неограниченного количества устройств доступа с компенсацией затуханий мощности оптического сигнала и без повышения оптических потерь с эффективным использованием двустороннего доступа.

Изобретение относится к средствам организации перегонной связи. Система содержит станционные и перегонные пункты доступа, последовательно включенные в волокно волоконно-оптической линии связи между станциями, ограничивающими перегон. Каждый станционный пункт доступа включает Ethernet-коммутатор, подключенный через трансивер к волокну, и соединенную с соответствующим интерфейсом Ethernet-коммутатора мини-АТС для соединения с аналоговыми абонентами через междугородний коммутатор, а через аппаратуру ОТС – для соединения с пультом дежурного ДСП, причем соответствующий интерфейс Ethernet-коммутатора подключен к станционному коммутатору межстанционной линии передачи данных, а другие интерфейсы Ethernet-коммутатора предназначены для подключения аппаратуры видеонаблюдения и станционной аппаратуры ТУ/ТС. Каждый перегонный пункт доступа включает Ethernet-коммутатор, подключенный через трансиверы к включенному в волокно межстанционной волоконно-оптической линии связи оптическому переключателю, при этом соответствующие интерфейсы Ethernet-коммутатора предназначены для подключения переговорно-вызывного устройства перегонной связи, адаптера для соединения с устройством связи МАВР и перегонной аппаратуры ТУ/ТС. В качестве источника питания Ethernet-коммутатора, трансиверов и цепи управления оптического переключателя перегонного пункта доступа при подключении переговорно-вызывного устройства перегонной связи или адаптера для соединения с устройством связи МАВР используют входящий в их состав аккумулятор, а при подключении перегонной аппаратуры ТУ/ТС – стационарный блок питания. Достигается повышение надежности связи. 1 ил.

Система телекоммуникационного доступа объектов железнодорожной инфраструктуры на перегоне к станционному оборудованию характеризующаяся тем, что содержит станционные и перегонные пункты доступа, последовательно включенные в волокно волоконно-оптической линии связи между станциями, ограничивающими перегон, каждый станционный пункт доступа включает Ethernet-коммутатор, подключенный через трансивер к волокну, и соединенную с соответствующим интерфейсом Ethernet-коммутатора мини-АТС для соединения с аналоговыми абонентами через междугородний коммутатор, а через аппаратуру оперативно-технологической связи – для соединения с пультом дежурного по станции, причем соответствующий интерфейс Ethernet-коммутатора подключен к станционному коммутатору межстанционной линии передачи данных, а другие интерфейсы Ethernet-коммутатора предназначены для подключения аппаратуры видеонаблюдения и станционной аппаратуры телеуправления и телесигнализации, каждый перегонный пункт доступа включает Ethernet-коммутатор, подключенный через трансиверы к включенному в волокно межстанционной волоконно-оптической линии связи оптическому переключателю, причем соответствующие интерфейсы Ethernet-коммутатора предназначены для подключения переговорно-вызывного устройства перегонной связи, адаптера для соединения с устройством связи места аварийно-восстановительных работ и перегонной аппаратуры телеуправления и телесигнализации, при этом в качестве источника питания Ethernet-коммутатора, трансиверов и цепи управления оптического переключателя перегонного пункта доступа при подключении переговорно-вызывного устройства перегонной связи или адаптера для соединения с устройством связи места аварийно-восстановительных работ используют входящий в их состав аккумулятор, а при подключении перегонной аппаратуры телеуправления и телесигнализации – стационарный блок питания.