光纤直放站在电气化铁路中对既有中继器+漏缆方式的改造应用

吴常广

【摘要】本文因邯长铁路进行电气化改造对既有无线列调系统存在问题进行分析，提出了采用光纤直放站解决无线信号场强覆盖的设计施工方案。

【关键词】中继器漏缆；光纤直放站

邯长铁路蜿蜒曲折，弯道多，弯曲半径较小，途经太行山区，隧道较长，为提高邯长铁路的运能，从2010年开始，对邯长铁路进行增复线及电气化改造。邯长铁路既有无线列调通信制式为450MHz频段C制式，弱场强覆盖方案采用中继器+漏泄电缆的方式。但由于邯长铁路地形复杂，桥隧多，目前全线还存在很多处无线列调弱场区，在这些区段车站，调度无法和司机进行较好的联系。

1.中继器+漏泄电缆覆盖

1.1 原理

如图1所示，中继器+漏缆覆盖方案是由洞口中继器（I型），洞内中继器（Ⅱ型），漏泄电缆及天线、调相接头（含头、座）、固定接头、终端接头（含头、座、阻抗转换）、功率分配器、终端匹配负载等组成的。洞口中继器通过无线与车站台联系，接收来自车站台的下行信号，传送到漏泄电缆，完成弱场强区（通常为隧道、山阻隔的弯道）的场强覆盖，弱场强区的移动台发射的电波由漏缆和中继器通过无线馈送给车站台，以此来实现列车在弱场强区的通信。

图1

图2

1.2 存在问题

1.2.1 噪声级联

邯长铁路进行电气化改造，接触网高电压和电力机车运行时，产生含谐波的大电流，从而对周围的电磁环境产生严重的电磁干扰。

而采用中继器+漏泄电缆覆盖方案受电磁环境干扰，存在噪声级联累积放大的情况，直接影响话音通信质量，因此中继器串接的设备数量受到限制，在满足用户进行较好话音通信的前提下，此方式只能解决一定距离的场强覆盖。

1.2.2 采用无线接力方式存在的问题

无线接力方式运用I型中继器接收、放大车站电台发射的信号，再通过天线发射给下一个I型中继器，下一个中继器采取同样的方式向下传输，中继器的上行天线用于接力，下行天线即接力同时也进行无线信号覆盖。

这种方式的缺点是，系统中的任一环节出现故障，将会导致与其接力的设备接收不到信号而不工作，造成大范围的盲区。

1.2.3 自激问题

自激现象是指输出信号传入到输入信号中，经过中继器设备内的放大电路放大输出，然后又重新传入到输入信号中，再次放大，这样一直重复下去，形成正反馈，形成噪声，最后就形成刺耳的尖叫现象。

在中继器+漏缆的方式中，如果I型中继器隔离度不够就会产生自激。

2.解决方案

针对以上问题，对邯长线无线列调系统进行改造，结合邯长线扩能改造的大施工环境，邯郸-长治新敷设干线通信光缆的机会，把既有的中继+漏缆的方式改为光纤直放站，为光纤直放站专门敷设8芯、12芯或20芯光缆。

光纤直放站系统由近端机、远端机、天线、漏缆及相关的配件组成，其下行信号传输的过程为：近端机把车站台信号放大到-10dBm左右，转或为光信号通过光纤传送到远端机。远端机把收到的信号进行功率放大，通过天线或漏缆把下行信号覆盖到弱场区。

上行信号传输过程为：移动台信号通过远端天线输入到远端机，把移动台信号放大到-30～0dBm，然后送到远端机里的光端机，转换为光信号通过光纤传送到近端机，然后耦合到基站（车站台）（如图2所示）。如果是无线型近端机，则把光端机输入的信號进行功率放大，通过近端定向天线把上行信号传送到车站台。

与中继器加漏缆方式相比，采用光纤直放站的方式，在光纤资源丰富的情况下，近端机可根据需要配置多个光收发模块，每个光收发模块对应一个远端机，并与该远端机之间采用一根光纤来传送上下行信号。由于采用光信号进行传输，传输速度快，干扰小。而且光纤直放站系统具备遥控、遥测及完善的保护和报警功能，不但可以对光纤直放站进行本地和远程监控，还可以了解到设备的各个模块是否工作正常。若工作不正常，监测系统会立即报警，并报告监测主机。如果是设备软故障，通过远程操作即可恢复故障，极大地方便了检修维护。

在本次的设计中，结合邯长扩能改造，针对噪声级联的问题，既有中继器+漏缆450M C制式改造为光纤直放站450M B制式，近端机分别与远端机通过一条光纤相连，呈星型分布，远端机之间互不级联，针对自激问题，改变正反向馈线的线路走向，针对地形问题引起的弱场强区，新设光纤直放站、双定向天线、增加漏缆长度，加大了覆盖范围。

施工中，由于电气化铁路产生的大感应电流，大于500米的漏缆在每段的两端及中间加设直流隔断器，在馈缆的入室端加接地卡，良好接地，保证设备运行安全。

3.结语

实践证明，光纤直放站通过光缆传输信号，噪音小，受干扰小，维护方便，在铁路无线列调改造中取得了很好的效果。

参考文献

[1]《列车无线调度通信系统制式及主要技术》TB/T 3052-2002.